NanoSat MO Framework
| Originalförfattare | Europeiska rymdorganisationen och Graz tekniska universitet |
|---|---|
| Plattform | Nanosatelliter |
| Typ | Software Framework |
| Hemsida |
NanoSat MO Framework (NMF) är ett mjukvaruramverk för nanosatelliter baserat på CCSDS Mission Operations-tjänster . Det utvecklades av Graz tekniska universitet i samarbete med Europeiska rymdorganisationen . Ramverket underlättar övervakning och kontroll av nanosatellit-mjukvaruapplikationerna samt interaktionen med nanosatellitplattformen. Detta uppnås genom att använda de senaste CCSDS-standarderna för övervakning och kontroll, och genom att exponera tjänster för vanliga kringutrustning bland nanosatellitplattformar. Dessutom kan den hantera programvaran ombord genom att exponera en uppsättning tjänster för mjukvaruhantering.
Installerade appar ombord kan startas och stoppas från marken via NMF. Appar kan hämta data från nanosatellitplattformen genom en uppsättning plattformstjänster. Dessutom inkluderar det CCSDS standardiserade tjänster för övervakning och kontroll av appar. En NMF-app kan utvecklas, distribueras och distribueras på en rymdfarkost.
Det finns ett Software Development Kit (SDK) för att underlätta utvecklingen av programvara baserad på NanoSat MO Framework. NMF Appar är skrivna i Java (programmeringsspråk) och har Apache Maven som en förutsättning. Projektets källkod och flera releaseversioner är tillgängliga via GitHub .
En CubeSat-simulator som kan tillhandahålla telemetridata samt GPS- och ADCS-information ingår i NMF. Uppdragsplaneringstjänster kommer att inkluderas i framtida utgåvor. Från och med maj 2022 är de fortfarande under utveckling.
Referensimplementeringen av NanoSat MO Framework kommer att användas i ESA:s OPS-SAT- uppdrag, ett laboratorieuppdrag i omloppsbana speciellt utformat för att testa ny programvara.
Arkitektur specifikationer
NanoSat MO Framework bygger på CCSDS Mission Operations Services Architecture och ärver därför dess egenskaper som att vara transportagnostisk, multidomän- och programmeringsspråksoberoende. Dessutom är den oberoende av någon specifik nanosatellitplattform.
Mjukvaruramverket innehåller fem uppsättningar MO-tjänster. De tre första är standardiserade av CCSDS och de andra två är skräddarsydda gränssnitt:
- COM-tjänster
- Gemensamma tjänster
- Övervaknings- och kontrolltjänster
- Plattformstjänster
- Mjukvaruhanteringstjänster
NanoSat MO Framework är uppdelat i två segment. Först, "Ground Segment" precis som i alla traditionella rymdfarkoster. För det andra, "NanoSat-segmentet" som är motsvarigheten till rymdsegmentet, men eftersom målet för ramverket är nanosatelliter, innehåller det ett mer specialiserat namn. En NMF Composite är en mjukvarukomponent som består av sammankopplade tjänster specialiserade för ett visst syfte och som ska distribueras på NanoSat-segmentet eller marksegmentet. NMF Composites är baserade på SOA:s designprincip för komponerbarhet för tjänster som uppmuntrar återanvändning av befintliga tjänster och kombinera dem för att bygga en avancerad lösning. Namnkonventionen för NMF Composites är: <Segment> MO <Purpose>.
Den definierade uppsättningen av NMF-kompositer är:
- NanoSat MO monolitisk
- NanoSat MO Handledare
- NanoSat MO-kontakt
- Jord MO-adapter
- Ground MO Proxy
Målet med NMF Composites är att tillhandahålla förbyggda komponenter som möjliggör snabb utveckling av nya mjukvarulösningar som är interoperabla i end-to-end-scenarier.
NanoSat MO Framework definierar en NMF-app som en inbyggd mjukvaruapplikation baserad på NanoSat MO Framework. En NMF-app kan utvecklas genom att integrera NanoSat MO Connector-komponenten i mjukvaruapplikationen. NMF-appar förväntas startas, övervakas, stoppas och/eller dödas av NanoSat MO Supervisor-komponenten.
Referensimplementering i Java
| Utvecklare | Europeiska rymdorganisationen och Graz tekniska universitet |
|---|---|
| Initial release | 18 december 2017 |
| Plattform | Java |
| Licens | European Space Agency Public License - v2.0 |
| Hemsida |
Referensimplementeringen ger en konkret implementering av specifikationerna för NanoSat MO Framework i programmeringsspråket Java. Den användes för att upptäcka problem, fel och oklarheter i gränssnitten. Implementeringen är mogen och den första versionen är tillgänglig online.
Denna referensimplementering fungerar också som grund för verktygen i Software Development Kit som kan användas av andra utvecklare.
Referensimplementeringen i Java underhålls för närvarande av European Space Agency och den är tillgänglig online gratis (på GitHub ) under öppen källkod European Space Agency Public License.
NMF SDK
NanoSat MO Framework Software Development Kit (NMF SDK) är en uppsättning utvecklingsverktyg och mjukvarukällkod som underlättar skapandet av applikationer med NanoSat MO Framework.
Den består av:
- Demos för NMF Ground mjukvaruutveckling
- Demos av NMF Apps
- Consumer Test Tool (CTT)
- NMF paketmontör
- NMF Playground (med en satellitsimulator)
- Dokumentation
NMF SDK är utgångspunkten för en mjukvaruutvecklare som är villig att utveckla applikationer med NMF.
NMF uppdrag
Ett NMF-uppdrag är en konkret implementering av NanoSat MO-ramverket för ett specifikt uppdrag. Utvecklingen av NMF-uppdraget inkluderar aktiviteter som implementering av plattformstjänsterna och NanoSat MO Supervisor för den specifika plattformen. Om en anpassad eller skräddarsydd transport används för uppdraget, måste transportbindningen implementeras och dessutom integreras med Ground MO Proxy för protokollbryggning.
Följande NMF Mission implementeringar implementerades: Software Simulator och OPS-SAT .
Programvara Simulator
Programvarusimulatorn utvecklades för att vara en del av NMF SDK för att tillhandahålla simulerad data till NMF-apparna under utvecklings- och testfaserna.
OPS-SAT
En implementering för ESA:s OPS-SAT-uppdrag utvecklades för att validera mjukvaruramverket under flygning. OPS-SAT är en CubeSat byggd av European Space Agency (ESA) och lanserades i december 2019, och den är avsedd att demonstrera förbättringarna i uppdragskontrollkapaciteten som kommer att uppstå när satelliter kan flyga kraftfullare omborddatorer. Till exempel kan OPS-SAT-experimentörer använda NMF SDK för snabb utveckling av programvara som kan köras på marken och/eller i rymden. NanoSat MO Framework-apparna kan publicera telemetri, ta emot telekommandon eller komma åt GPS-enheten på OPS-SAT.
externa länkar
- Officiell hemsida
- Rådgivande kommittén för rymddatasystem (CCSDS) på http://www.ccsds.org