空中客车国防和空间模拟木星冰卫星探测器任务数据流

计划用于JUICE任务的每个仪器产生最多四个数据流，数据速率随时间变化。每个流都链接到一个包含文件的SSMM目录，这些文件将通过X或Ka频带传输到地球。如果文件在下行链路期间损坏，地面站将请求重传。只有确认传输成功后，文件才会被删除。

系统变量，包括分配给每个仪器的目录数和每个目录的下行优先级，增加了系统的复杂性。这种复杂性使得操作架构师很难预测子系统之间的各种参数配置和交互如何影响系统性能。

空中客车防务和航天公司希望创建一个模型，使架构师能够运行模拟来验证他们的操作概念，并根据分配的优先级调整参数，以满足任务对文件延迟(机载采集和地面完全接收之间的时间)的要求。模型需要在JUICE初步设计审查之前准备好。一个关键的要求是模拟时间:模拟器必须能够在不到10分钟的时间内运行一个15天的任务，以允许架构师运行大量有代表性的模拟。

空中客车国防和空间工程师开发了一个事件驱动模型，使用SimEvents模拟JUICE科学数据流。

他们创建了三个离散事件组件块:设备块(Equipment)模拟仪器行为，SSMM目录管理器块(SSMM Directories Manager)模拟目录管理逻辑，下行频带管理块(Downlink Band management)模拟传输控制逻辑。

这些块具有操作架构师可以调整的参数，以探索各种配置和模拟场景。参数包括仪器数量、每个仪器的流数、目录数量、目录大小和优先级、下行传输速率和错误率。

该团队从各个组件块组装了一个参考系统模型，其中包括10个设备块、一个SSMM目录管理器块和两个下行频带管理块，一个用于ka波段，一个用于x波段传输。

实现团队使用SimEvents DES块开发了模拟器。他们用MATLAB App Designer构建了一个图形界面，方便操作架构师和其他用户配置和运行模拟并分析结果。

作战架构师使用这种离散事件模型来模拟有代表性的任务场景，并对各种系统配置进行假设分析。

由于他们在JUICE项目中使用事件驱动模型的积极经验，空中客车防务和空间工程师为一个内部项目开发了类似的模型，以验证新的操作概念。

• 超过模拟速度要求。“我们的要求是，操作架构师必须能够在10分钟内模拟15天的任务，”Cortier说。”得益于我们与SimEvents的合作，我们开发的JUICE模型在这类任务中的模拟时间不到5分钟。”
  
• 减少30%的开发时间。“我们在几周内就开发出了最初的模型和用户界面，”Cortier说。“在即将到来的项目中，我们希望能够通过重用我们的用户界面和直接从UML模型生成MATLAB代码来减少大约30%的开发时间。”
• 模拟主要任务场景。Cortier说:“使用我们的SimEvents模型及其MATLAB接口的操作架构师告诉我们，他很欣赏针对特定问题快速运行代表性模拟的能力。”“该模型已经在多个场景中使用，正在帮助有效载荷仪器管理者更好地理解JUICE数据存储和下行系统，并调整他们负责的配置参数。”