DIN EN 16603-60-30-2015 Space engineering - Satellite AOCS requirements English version EN 16603-60-30 2015《航天工程 卫星AOCS要求 英文版本EN 16603-60-30-2015》.pdf

1、Dezember 2015DEUTSCHE NORM Preisgruppe 21DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.140!%FF“2353529www.din.deDIN EN 16603-60-30Raumfahrttechnik Anforderungen an Sat

2、ellitenAOCS;Englische Fassung EN 166036030:2015Space engineering Satellite AOCS requirements;English version EN 166036030:2015Ingnierie spatiale Exigences pour le systme de contrle dattitude et dorbite dun satellite;Version anglaise EN 166036030:2015Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH,

3、10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 59 SeitenDDIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)DIN EN 16603-60-30:2015-12 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 16603-60-30:2015) wurde vom Technischen Komitee CEN/CLC/TC 5 Raumfahrt“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird.

4、Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 131-06-02 AA Interoperabilitt von Informations-, Kommunikations- und Navigationssystemen“ im DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL). Dieses Dokument (EN 16603-60-30:2015) basiert auf ECSS-E-ST-60-30C. Dieses Dokument enthlt unt

5、er Bercksichtigung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung von EN 16603-60-30:2015. Dieses Dokument wurde speziell zur Behandlung von Raumfahrtsystemen erarbeitet und hat daher Vorrang vor jeglicher Europischer Norm, da es denselben Anwendungsbereich hat, jedoch ber eine

6、n greren Geltungsbereich (z. B. Luft- und Raumfahrt) verfgt. DIN EN 16603-60-30:2015-12 3 Nationaler Anhang NA (informativ) 3 Begriffe und Abkrzungen 3.1 Begriffe aus anderen Normen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ECSS-ST-00-01, ECSS-E-ST-10 und ECSS-E-ST-60-10. Insbesonde

7、re die nachstehenden Begriffe werden nach den in ECSS-E-ST-60-10 aufgefhrten Definitionen in der vorliegenden Norm verwendet: absoluter Wissensfehler (AKE), absoluter Leistungsfehler (APE), relativer Wissensfehler (RKE), relativer Leistungsfehler (RPE), Robustheit. 3.2 Begriffe zur vorliegenden Norm

8、 Die in diesem Abschnitt aufgefhrten Definitionen sind spezifisch fr die vorliegende Norm und zum Verstndnis der Anforderungen anzuwenden. Es drfen jedoch whrend der Entwicklung raumfahrt-bezogener Programme auch andere Bezeichnungen oder Definitionen verwendet werden. 3.2.1 System zur Fluglage- und

9、 Bahnregelung AOCS Funktionskette eines Satelliten, die Sensoren zur Erfassung von Fluglage und -bahn, die Beurteilung der Fluglage und Lenkung, Algorithmen und Auslser zur Regelung von Fluglage und -bahn umfasst ANMERKUNG 1 Ein AOCS kann eine Funktion zur Flugbahnbeurteilung, normalerweise als Navi

10、gation“ bezeichnet, einschlieen. ANMERKUNG 2 Das AOCS kann in Abhngigkeit von der Architektur des Satelliten zustzliche Einheiten wie z. B. einen AOCS-eigenen Computer und AOCS-Anwendungssoftware umfassen. 3.2.2 AOCS-Betriebsart Zustand des AOCS, fr das ein eigener Satz an Gerten und Algorithmen ver

11、wendet wird, um die betrieblichen Ziele und Anforderungen zu erfllen DIN EN 16603-60-30:2015-12 4 3.2.3 funktionaler AOCS-Simulator rein numerischer Simulator, der genutzt wird, um Design, Algorithmen, Parameter und Leistungen des AOCS zu verifizieren ANMERKUNG Der funktionale AOCS-Simulator kann ei

12、ne Zusammenstellung einheitlicher numerischer Simulatoren sein, wenn die vollstndige Durchfhrung der Verifikation sichergestellt ist. 3.2.4 Avionik-Prfeinrichtung Anlage zur Validierung der Luftfahrtelektronik und ihrer Bestandteile ANMERKUNG 1 Inhalt und Definition von Avionik knnen sich von Progra

13、mm zu Programm unterscheiden. Avionik umfasst jedoch wenigstens den bordeigenen Plattform-Computer sowie die Plattform-Software, die Daten-verarbeitungsfunktionen, die AOCS-Sensoren und AOCS-Auslser. ANMERKUNG 2 Die Anlage umfasst numerische Modelle und/oder echte Hardware, die reprsentativ fr Fluge

14、inheiten sind. Die Avionik-Prfeinrichtung wird verwendet, um das AOCS-Verhalten, einschlielich der Hardware-Software-Schnittstellen, unter Echtzeit-Bedingungen zu validieren. 3.2.5 AOCS End-to-end-Prfung Prfungen, die fr die Validierung eines vollstndigen AOCS-Regelkreises im Satelliten, einschlieli

15、ch smt-licher echter Bestandteile wie z. B. Hardware, Software und elektrische Leitungen, ausgelegt sind ANMERKUNG End-to-end-Prfungen knnen in offenen oder geschlossenen Regelkreisen durchgefhrt werden. 3.2.6 Flugmechanik FD Funktionalitten, die am Boden zur Untersttzung des AOCS/GNC an Bord ausgef

16、hrt werden ANMERKUNG Beispiele umfassen die Berechnung von Flugbahn-Manvern, Lenkung, die Erstellung einer AOCS/GNC und TC sowie Ephemeriden. 3.2.7 Lenkungsnavigation und Regelung GNC Funktionen, die fr die gezielte Berechnung von Fluglage und Bahn sowie fr die Ermittlung und Regelung von Fluglage u

17、nd Bahn verantwortlich sind ANMERKUNG gegenber AOCS: Der Begriff AOCS wird allgemein verwendet, wenn die Lenkung der Flugbahn nicht an Bord ausgefhrt wird, was bei Standard-LEO, MEO und GEO-Missionen der Fall ist. GNC wird allgemein fr das Segment an Bord verwendet, wenn die Satellitenposition durch

18、 einen geschlossenen Regelkreis kontrolliert wird, z. B. im Falle eines Rendezvous oder eines Formationsflugs. GNC kann gleichfalls fr die Gesamtfunktion verwendet werden, die zwischen bordeigenen und Bodensystemen aufgeteilt ist. DIN EN 16603-60-30:2015-12 5 3.2.8 Sensitivittsanalyse Identifizierun

19、g der Parameter, die die AOCS-Leistung beeinflussen und Bewertung ihres Einzelbeitrags zu dieser Leistung ANMERKUNG 1 Ausschlielich die Parameter mit dominanten Beitrgen sind von Bedeutung. Diese Betrge knnen umfassen: Rauschen, systematische Messabweichung und Falschausrichtung bei AOCS-Sensoren un

20、d Auslser; Masseeigenschaften des Satelliten; Konfigurationsvarianten des Satelliten z. B. die Stellung der Solarzellenflche, Konfiguration der Sensoren und Auslser; Messunterbrechungen; Umgebungsbedingungen; externe und interne Strungen. ANMERKUNG 2 Die AOCS-Leistung kann z. B. in Folgendem bestehe

21、n: Weisungsgenauigkeit; Manver-Laufzeit; Treibstoffverbrauch. ANMERKUNG 3 Es ist das Ziel, eine Reihenfolge entsprechend dem Ausma des Beitrags zu bekommen, was durch Analyse, Simulation oder Prfen erreicht werden kann. 3.2.9 Analyse des ungnstigen Falls deterministische Analyse zur Festlegung eines

22、 Satzes von Parametern, Strungen und Anfangsbedingungen, die, wenn sie mittels einiger vorgegebener Werte innerhalb ihres Nennbetriebsbereichs kombiniert werden, eine Situation oder ein Szenario des ungnstigsten Falls fr die Evaluierung der AOCS-Leistung festlegen ANMERKUNG 1 Die Parameterschwankung

23、en und Strungen sind so, wie bei der Sensitivittsanalyse festgelegt, und deren Auswahl kann auf einer Sensitivittsanalyse beruhen. ANMERKUNG 2 Die Anfangsbedingungen knnen z. B. sein: Winkelgeschwindigkeiten; Anfangsdrehimpuls; Positionen von Sonne, Erde oder Planeten; Parameter der Umlaufbahn. ANME

24、RKUNG 3 Die Szenarien des ungnstigen Falls sind abhngig von der bercksichtigen AOCS-Leistung. 3.2.10 Beruhigungsphase Phase, die einem Fluglage-Manver oder einem mglichen Manver zur Berichtigung der Flugbahn, whrend der die vollstndige Fluglage-Leistung noch nicht erreicht wurde, folgt DIN EN 16603-

25、60-30:2015-12 6 3.3 Abkrzungen Die folgenden Abkrzungen wurden im Rahmen dieser Norm festgelegt und verwendet: Abkrzung Bedeutung AOCS System zur Lage- und Bahnregelung (en: attitude and orbit control system) AKE absoluter Wissensfehler (en: absolute knowledge error) APE absoluter Leistungsfehler (e

26、n: absolute performance error) ATB Avionik-Prfeinrichtung (en: avionics test bench) CDR kritisches Design-Review (en: critical design review) CoM Masseschwerpunkt (en: centre of mass) DDF Designdefinitionsakte (en: design definition file) DJF Designbegrndungsakte (en: design justification file) DRD

27、Dokumenten-Anforderungsdefinition (en: document requirements definition) ECEF erdbezogenes erdzentriertes System (en: Earth centred Earth frame) EM Engineering-Modell (en: engineering model) FDIR Ausfallerkennung, Isolierung und Wiederherstellung (en: failure detection, isolation and recovery) FD Fl

28、ugmechanik (en: flight dynamics) FM Flugmodell (en: flight model) FMECA Fehlerart-, auswirkungs- und -kritizittsanalyse (en: failure mode, effects and criticality analysis ) GEO geostationre Umlaufbahn (en: geostationary orbit) GNC Lenkungsnavigation und Kontrolle (en: guidance navigation and contro

29、l) GNSS Satellitensystem zur globalen Navigation (en: global navigation satellite system) H/W Hardware (en: hardware) I/F Schnittstelle (en: interface) ICD Schnittstellenkontroll-Dokument (en: interface control document) LEO niedrige Erdumlaufbahn (en: low Earth orbit) LEOP erste Phase einer Satelli

30、tenmission (en: launch and early orbit phase) MCI Masse, Masseschwerpunkt und Massentrgheit (en: mass, CoM and inertia) MEO mittlere Erdumlaufbahn (en: medium Earth orbit) MRD Dokument zu den Missionsanforderungen (en: mission requirements document) P/L Nutzlast (en: payload) DIN EN 16603-60-30:2015

31、-12 7 Abkrzung Bedeutung PDR vorlufiges Design-Review (en: preliminary design review) PRD Dokument zu den Projektanforderungen (en: project requirements document) QR Qualifikations-Review (en: qualification review) RKE relativer Wissensfehler (en: relative knowledge error) RPE relativer Leistungsfeh

32、ler (en: relative performance error) S/C Raumfahrzeug, Weltraumfahrzeug (en: spacecraft) S/W Software (en: software) SRD Dokument zu den Systemanforderungen (en: system requirements document) SSUM Raumsegmenthandbuch (en: space segment user manual) TBD festzulegen (en: to be defined) TBS zu spezifiz

33、ieren (en: to be specified) TC Fernsteuerung (en: telecommand) TM Telemetrie (en: telemetry) UM Handbuch (en: user manual) VCD Verifikationskontroll-Dokument (en: verification control document) VP Verifikationsplan (en: verification plan) DIN EN 16603-60-30:2015-12 8 Leerseite EUROPEAN STANDARD NORM

34、E EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 16603-60-30 September 2015 ICS 49.140 English version Space engineering - Satellite AOCS requirements Ingnierie spatiale - Exigences pour le systme de contrle dattitude et dorbite dun satellite Raumfahrttechnik - Anforderungen an Satelliten-AOCS This European Standard

35、was approved by CEN on 16 November 2014. CEN and CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references co

36、ncerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN and CENELEC member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a

37、 CEN and CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CEN and CENELEC members are the national standards bodies and national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Repub

38、lic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and United Kingdom. CEN-CENEL

39、EC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2015 CEN/CENELEC All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members and for CENELEC Members. Ref. No. EN 16603-60-30:2015 EEN 16603-60-30:2015 (E) 2 Table of contents European foreword 4 Introduc

40、tion 5 1 Scope . 6 2 Normative references . 7 3 Terms definitions and abbreviated terms . 8 3.1 Terms from other standards 8 3.2 Terms specific to the present Standard . 8 3.3 Abbreviated terms. 11 3.4 Nomenclature . 12 4 Principles 13 4.1 Purpose and applicability 13 4.2 Tailoring 13 4.3 Relation b

41、etween AOCS level and higher level requirements . 14 5 Requirements 15 5.1 Functional and FDIR requirements . 15 5.1.1 General functional requirements . 15 5.1.2 Fault management requirements . 20 5.1.3 Propulsion related functional requirements . 21 5.2 Operational requirements . 22 5.2.1 Requireme

42、nts for ground telecommand 22 5.2.2 Requirements for telemetry . 24 5.2.3 Requirements for autonomous operations . 25 5.2.4 Requirement for calibration operations 25 5.2.5 Requirements related to the satellite database 26 5.3 Performance requirements . 26 5.3.1 Flight domain 26 5.3.2 Normal mode 26

43、DIN EN 16603-60-30:2015-12EN 16603-60-30:2015 (E) 3 5.3.3 Orbit knowledge and control 29 5.3.4 Attitude agility 31 5.3.5 Performances outages 31 5.3.6 Acquisition and safe mode 32 5.3.7 Performance budgets 32 5.4 Verification requirements 33 5.4.1 Scope 33 5.4.2 Overview . 33 5.4.3 Verification faci

44、lities . 34 5.4.4 AOCS design and performance verification . 36 5.4.5 AOCS hardware/software verification 37 5.4.6 Verification at satellite level . 37 5.4.7 AOCS-ground interface verification . 38 5.4.8 In-flight verification 38 5.5 Documentation requirements 39 5.5.1 Overview . 39 5.5.2 Required d

45、ocumentation . 39 Annex A (normative) Design Definition File (DDF) for AOCS - DRD . 40 Annex B (normative) Design Justification File (DJF) for AOCS-DRD . 42 Annex C (normative) AOCS Algorithms and Functional Description - DRD 44 Annex D (normative) Verification Plan (VP) for AOCS - DRD 46 Annex E (n

46、ormative) User Manual (UM) for AOCS - DRD 48 Annex F (informative) AOCS Documentation delivery by Phase 50 Bibliography . 51 Tables Table F-1 : Typical AOCS documentation. 50 DIN EN 16603-60-30:2015-12EN 16603-60-30:2015 (E) 4 European foreword This document (EN 16603-60-30:2015) has been prepared b

47、y Technical Committee CEN/CLC/TC 5 “Space”, the secretariat of which is held by DIN. This standard (EN 16603-60-30:2015) originates from ECSS-E-ST-60-30C. This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or by endorsement, at the lat

48、est by March 2016, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by March 2016. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. CEN and/or CENELEC shall not be held responsible for identifying any or all such

49、 patent rights. This document has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the European Free Trade Association. This document has been developed to cover specifically space systems and has therefore precedence over any EN covering the same scope but with a wider domain of applicability (e.g. : aerospace). According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of