《运载火箭集成式飞行控制器技术规范》

ICS49.020

CCSV37

团体标准

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运载火箭集成式飞行控制器技术规范

Technicalspecificationforintegratedflightcontrollersforlaunchvehicles

(征求意见稿)

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中关村空间信息产业技术联盟发布

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运载火箭集成式飞行控制器技术规范

1范围

本文件规定了运载火箭集成式飞行控制器（以下简称：集成式飞行控制器）的功能与组成、技术要

求、检验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。

本文件适用于运载火箭集成式飞行控制器的研发、生产和检验，其他飞行控制器可参照使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T191包装储运图示标志

GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温

GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温

GB/T2423.15电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ga和导则：稳态加速度

GB/T2423.21电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验M：低气压

GB/T2423.57电工电子产品环境试验第2-81部分：试验方法试验Ei：冲击冲击响应谱合成

GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度

GB/T17626.17电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口纹波抗扰度试验

GB/T17626.39电磁兼容试验和测量技术第39部分：近距离辐射场抗扰度试验

GB/T32455—2015运载火箭术语

GB/T34516航天器振动试验方法

ANSI/TIA/EIA-422-B平衡电压数字接口电路的电气特性（ElectricalCharacteristicsof

BalancedVoltageDigitalInterfaceCircuits）

3术语和定义

GB/T32455—2015界定的术语和定义适用于本文件。

集成式飞行控制器integratedflightcontroller

一种用于控制运载火箭飞行的多功能集成式设备，其用于接收外部惯性测量数据和卫星导航信号，

完成飞行控制计算并输出控制指令与时序控制信号，从而实现控制火箭执行机构、驱动箭上火工品和电

磁阀的目的。此外，还宜具备实现火箭所有电气设备的加电、断电控制功能。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

CPCI：总线接口标准（CompactPeripheralComponentInterconnect）

CPU：中央处理器（CentralProcessingUnit）

FIFO：先入先出队列（FirstInputFirstOutput）

GPS：全球定位系统（GlobalPositioningSystem）

PDOP：位置精度强弱度（PositionDilutionofPrecision）

RAM：随机存取存储器（RandomAccessMemory）

UTC：世界协调时间（UniversalTimeCoordinated）

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5功能与组成

集成式飞行控制器一般包含飞行控制计算功能、卫星导航功能、配电功能和时序功能，其基本原理

如图1所示：

a)飞行控制计算功能：获取外部的惯性测量数据和卫星导航数据，通过处理器进行飞行控制计算

并由通讯接口输出控制指令信号；

b)卫星导航功能：通过外部卫导天线获取卫导信号，对卫导信号进行处理并解算出卫导定位结果，

用于飞行控制计算；

c)配电功能：通过对外部输入供电的控制分配，实现输出多路供电至箭上其他电气设备；

d)时序功能：实现各类型时序信号的高精度控制输出，同时对时序输出信号的回采和外部开关信

号的时序信息采集。

图1集成式飞行控制器原理图

6技术要求

外观

6.1.1一般要求

集成式飞行控制器外观应无锈蚀和机械性损伤，着色应满足产品相关技术条件要求，涂覆层无气泡、

无脱落。

电连接器应完整无损，插针无断针、缩针、歪斜现象，插孔内部无多余物，表面镀层应清洁光亮，

各紧固件应牢固。

对飞行方向敏感的集成式飞行控制器，应标注飞行方向箭头。

6.1.2铭牌要求

集成式飞行控制器应设置铭牌，铭牌宜包含产品名称代号、厂家名称、出厂批次编号及日期等信息。

性能要求

6.2.1飞行控制计算

6.2.1.1响应时间要求

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除另有规定外，飞行控制计算时间应不超过运载火箭控制系统控制周期时间的50%。

6.2.1.2处理器要求

处理器应满足以下要求：

a)CPU主频：≥200MHz；

b)CPU计算能力：≥1600MFLOPS。

6.2.1.3存储器要求

存储器应满足以下要求：

a)程序存储器FLASH：≥16MB；

b)数据存储器RAM：片内RAM≥256KB，片外RAM≥16MB。

6.2.1.4晶振稳定性要求

晶振稳定性应优于10PPM。

6.2.2卫星导航

6.2.2.1捕获、跟踪要求

集成式飞行控制器应在无外部位置和速度辅助时，在下述动态条件下，能够捕获、跟踪卫星信号并

完成定位：

a)最大速度：≥9000m/s；

b)最大高度：≥3000km；

c)最大加速度：≥30m/s2；

d)最大加加速度：≥5m/s3；

e)最大角速度：≥120°/s。

6.2.2.2测量精度

测量精度应满足以下要求：

a)定位精度（3σ）：≤20m（PDOP≤3.0）；

b)测速精度（3σ）：≤0.5m/s（PDOP≤3.0）。

6.2.2.3捕获时间

捕获时间应满足以下要求：

a)定位启动时间≤60s；

b)失锁后重新捕获时间：

1)当失锁时间≤5s时，重捕时间≤1s；

2)当失锁时间在5s～60s之间时，重捕时间≤10s。

3)在正常定位条件下进行定位模式切换时，在下一帧输出新的定位结果。

6.2.2.4数据更新周期

数据更新周期应满足以下要求：

a)定位数据更新周期≥1Hz，数据包括：GPS时间、PDOP值、位置、速度信息；

b)应提供定位数据秒脉冲，时间精度≤1μs。

6.2.3配电

6.2.3.1输入要求

配电输入应满足以下要求：

a)仪器配电：直流电压（28±5）V，纹波≤500mV；

b)时序配电：直流电压（28±5）V，纹波≤1000mV；

c)加、断电控制信号：直流电压（28±5）V，电流＜1A。

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6.2.3.2输出要求

配电输出应满足以下要求：

a)仪器配电具备不少于4路正端控制的仪器配电输出；

b)时序配电具备不少于1路双端控制的时序配电输出；

c)每路独立的仪器供电输出要求：

1)输出电压：直流（28±5）V；

2)输出电流：稳态电流≥5A。

d)每路独立的时序供电输出要求：

1)输出电压：直流（28±5）V；

2)输出电流：稳态电流≥10A，最大过流能力≥40A（200ms脉冲）。

6.2.4时序控制

6.2.4.1时序输出

时序开关控制精度应优于5ms，且输出应满足以下要求：

a)火工品时序不少于10路，稳态过流能力≥3A，脉冲过流能力≥20A（脉冲宽度为200ms）；

b)电磁阀时时序不少于10路，稳态过流能力≥3A，输出端应配有消反峰电路；

c)无源触点输出不少于4路，稳态过流能力≥2A，采用电磁或光电隔离。

6.2.4.2时序采集及测试

时序采集及测试应满足以下要求：

a)具备每路时序的输出回采功能（采集电压或开关状态），采集精度优于1ms；

b)具备采集不少于10路无源开关通断信号，采集精度优于1ms；

c)具备每路火工品通路阻值测试能力，通路阻值测试精度优于1Ω，每路测试电流≤50mA，每

路测试接通时间≤100ms。

接口要求

6.3.1电气接口

6.3.1.1通用要求

集成式飞行控制器电气接口的连接方式、信号电平、协议等应符合技术文件的规定。

集成式飞行控制器通讯接口一般包括1553B总线接口与RS422串口。

6.3.1.21553B总线

1553B总线一般满足以下要求：

a)应提供1路1553B作为总线控制器（BC）；

b)A/B双通道热备份；

c)通讯速率为1Mbps；

d)总线芯片选用SM61864G3（或能与之适配芯片）；

e)总线缓存不小于256KB。

6.3.1.3RS422串口

RS422串口应满足以下要求：

a)具备至少1路带磁隔离或光电隔离的RS422串行通讯接口；

b)设置起始位、停止位、奇偶效验位、波特率；

c)串口接收及发送FIFO不小于2KB；

d)符合ANSI/TIA/EIA-422-B的规定。

6.3.2机械接口

集成式飞行控制器的安装定位孔的大小、深度、位置和公差等应符合相关技术文件的要求。

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环境适应性

6.4.1振动

集成式飞行控制器应在根据产品实际情况规定的振动环境条件下，无机械性损伤和结构松动，通电

测试均正常。

6.4.2冲击

集成式飞行控制器应在根据产品实际情况规定的冲击环境条件下，无机械性损伤和结构松动，通电

测试均正常。

6.4.3加速度

集成式飞行控制器在对加速度敏感的三个正交轴分别为100m/s2或根据产品实际情况规定的加速度

环境条件下，无机械性损伤和结构松动，通电测试均正常。

6.4.4高温

集成式飞行控制器在+60℃或根据产品实际情况规定的高温环境条件下，设备外观不应有变形、裂

纹、变色等异常现象，通电测试正常。

6.4.5低温

集成式飞行控制器在-40℃或根据产品实际情况规定的低温环境条件下，设备外观不应有变形、裂

纹、变色等异常现象，通电测试正常。

6.4.6低气压

集成式飞行控制器在1×10-2Pa或根据产品实际情况规定的低气压作用下，设备内外不应有变形、开

裂等现象，通电测试正常。

可靠性

可靠性应满足以下要求：

a)集成式飞行控制器每次连续工作时间不低于4h/次；

b)集成式飞行控制器平均无故障工作时间不低于4000h。

电磁兼容性

电磁兼容性应按照表1或相关技术文件规定的项目进行试验，测试结果应满足相关要求。

表1电磁兼容性试验项目

序号试验名称

1射频场感应的传导骚扰抗扰度

2射频电磁场辐射抗扰度试验

3近距离辐射场抗扰度试验

4直流电源输入端口纹波抗扰度试验

5静电放电抗扰度试验

安全性

6.7.1工作电压

集成式飞行控制器在直流（28±5）V的电压下应能正常工作。

6.7.2电压冲击

集成式飞行控制器在18V/36V、不大于60s的瞬时电压冲击下，应能正常工作。

6.7.3接地及绝缘强度

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集成式飞行控制器所有电路应采用浮地设计，各电路对设备外壳的绝缘电阻以及各隔离电路之间

的绝缘电阻应满足以下要求：

a)在相对湿度不大于75%（温度为25℃±5℃）时，≥50MΩ；

b)在相对湿度不大于98%（温度为25℃±5℃）时，≥10MΩ。

6.7.4抗电强度

集成式飞行控制器各电路对设备外壳，以及各隔离电路之间的绝缘强度应经受住50Hz、250V电压

的耐压试验。

7检验方法

检验环境条件

集成式飞行控制器应在下列环境条件下进行试验：

a)环境温度：15℃～35℃；

b)相对湿度：20％～80%；

c)大气压力：80kPa～106kPa。

检验设备

7.2.1集成式飞行控制器检验设备包括试验所使用的通用检测仪器和专用测试系统。

7.2.2通用检测仪器包括游标卡尺、万用表和示波器等设备，检测仪器应均在检定有效期内。

7.2.3专用测试系统用于完成集成式飞行控制器的性能及功能接口测试。专用测试系统以多功能测试

工控机为测试系统核心，通过专用测试软件依次完成飞行控制计算功能、卫星导航功能、配电功能、时

序功能以及其他功能接口测试。测试系统包含的各设备应满足以下要求：

a)多功能测试工控机：采用标准CPCI架构设备的工控机，内部安装有主板、1553B及422通讯

板卡、输入输出板卡和电压采集板卡，用于完成飞行控制器的计算功能测试、通讯接口测试以

及其他功能测试；

b)时序负载模拟器：模拟时序火工品或电磁阀负载，用于检测飞行控制器时序输出精度以及火工

品通路阻值测试功能；

c)配电负载模拟器：模拟电气设备负载，用于测试飞行控制器配电功能；

d)卫导信号模拟器：模拟卫星导航信号，用于检测飞行控制器卫星导航的功能与性能；

e)直流稳压电源：模拟电池供电，作为飞行控制器配电功能的输入电源；

f)测试电缆：用于将飞行控制器的信号与专用测试系统的信号进行对应连接，以完成所有功能接

口的测试。

7.2.4集成式飞行控制器专用测试系统测试框图如图2所示。

图2专用测试系统测试框图

检验步骤

7.3.1外观

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采用目测法检查集成式飞行控制器外观、铭牌。

7.3.2性能测试

7.3.2.1飞行控制计算

通过元器件型号进行处理器、存储器、晶振的参数确认，并使用软件测试用例再次确认参数性能、

飞行响应时间是否满足相关技术文件要求。

7.3.2.2卫星导航

按照以下方法进行测试：

a)接入卫星导航模拟器，通过采用不同类型的卫导模拟数据，对捕获条件要求、捕获时间、测量

精度等指标进行测试，测试结果应满足6.2.2的规定；

b)采用多功能测试工控机接收集成式飞行控制器的卫星导航数据，对数据更新周期、秒脉冲进行

测试，接收到的UTC时间、PDOP值、位置、速度信息等数值应传输正常，更新频率正确。

7.3.2.3配电

7.3.2.3.1输入测试

通过采用直流电源，进行输入电压边界测试、纹波测试等，通过外部测试设备模拟控制信号输入，

进行加电控制功能、断电控制功能测试。

7.3.2.3.2输出测试

在输入端采用足够功率的直流电源条件下，对各路仪器配电、时序配电功能进行测试；通过外部功

率负载设备，按技术要求指标进行模拟负载测试，确认在额定输出工况下，各路配电输出功能工作正常。

7.3.2.4时序控制

7.3.2.4.1时序输出

按照以下方法进行测试：

a)火工品时序测试：逐一对每路进行时序控制测试，通过外部功率负载设备，分别模拟稳态阻性

负载工况（电流3A，时间≥10s）和脉冲负载工况（电流20A，脉冲时间200ms），并使用示

波器测量输出信号时序时间；

b)电磁阀时序测试：逐一对每路进行时序控制测试，通过外部功率负载设备，模拟感性负载工况

（负载电感约0.5H，电流3A，时间≥10s），并使用示波器测量输出信号时序时间；

c)无源触点时序测试：逐一对每路进行时序控制测试，通过外部功率负载设备，模拟负载工况（电

流2A，时间≥10s），并使用示波器测量输出信号时序时间；

d)测试结果应满足6.2.4.1的规定。

7.3.2.4.2时序采集及测试

按照以下方法进行测试：

a)时序回采测试：在时序输出时，采集时序输出状态并记录，测试结果应满足6.2.4.2a）的规

定；

b)状态开关采集测试：通过时序负载模拟器的开关模拟功能，飞行控制器采集每一路开关的开闭

状态并记录，测试结果应满足6.2.4.2b）的规定；

c)火工品通路阻值测试：通过时序负载模拟器等效负载阻值，使用示波器确认通路阻值、测试电

流、测试时间，测试结果应满足6.2.4.2c）的规定。

7.3.3接口测试

7.3.3.1电气接口

按照以下方法进行测试：

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a)通用测试：集成式飞行控制器的对外连接器型号、信号定义、通讯协议等进行检查，应符合技

术文件的具体规定；

b)1553B接口测试方法：

1)采用多功能测试工控机的1553B接口和示波器，对各种消息传输类型（如BC至RT、RT至

BC）进行测试，确认数据指令字、状态字、数据字均收发正常、内容符合技术文件要求；

2)确认A/B总线切换功能均正常；使用示波器确认消息响应时间正常（应为4μs～12μs）、

消息传输速率为1Mbps。

c)RS422接口测试方法：采用多功能测试工控机的RS422接口和示波器，对实际使用的起始位、

停止位、奇偶效验位、波特率等不同配置情况进行逐一测试，通讯功能应正常。

7.3.3.2机械接口

使用游标卡尺等检测设备对集成式飞行控制器的安装定位孔大小、深度、位置和公差等进行检测，

测试结果应满足6.3.2的规定。

7.3.4环境适应性

7.3.4.1振动

按照GB/T34516的规定进行试验。

7.3.4.2冲击

按照GB/T2423.57的规定进行试验。

7.3.4.3加速度

按照GB/T2423.15的规定进行试验。

7.3.4.4高温

按照GB/T2423.2的规定进行试验。

7.3.4.5低温

按照GB/T2423.1的规定进行试验。

7.3.4.6低气压

按照GB/T2423.21的规定进行试验。

7.3.5可靠性

集成式飞行控制器应在额定负载条件下，连续工作4h，各性能指标正常。

7.3.6电磁兼容性

按照表2或相关技术文件规定的试验方法进行测试，测试结果应符合相关要求。

表2电磁发射与敏感度试验要求

序号试验方法试验名称

1GB/T17626.6射频场感应的传导骚扰抗扰度

2GB/T17626.3射频电磁场辐射抗扰度试验

3GB/T17626.39近距离辐射场抗扰度试验

4GB/T17626.17直流电源输入端口纹波抗扰度试验

5GB/T17626.2静电放电抗扰度试验

7.3.7安全性

7.3.7.1工作电压

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集成式飞行控制器在一次电源为直流23V、33V的条件下，分别进行4h加电测试，设备各性能指标

正常。

7.3.7.2电压冲击

集成式飞行控制器在一次电源为直流18V、36V的条件下，分别进行60s加电测试，设备各性能指标

正常。

7.3.7.3接地及绝缘强度

在集成式飞行控制器的各带电回路之间、各独立带电回路与外壳之间采用直流50V的绝缘电阻计进

行绝缘电阻测试，测试结果应满足6.7.3的规定。

7.3.7.4抗电强度

集成式飞行控制器各独立电路对装备外壳以及各隔离电路之间的抗电强度应经受住50Hz、250V（有

效值）电压的耐压试验（交流击穿试验装置电压应连续可调，容量应不小于0.5kVA），持续时间为1min

（当电压提升25%时，作用时间为1s），无击穿、电晕和飞弧现象。每次抗电强度检查后，应进行绝缘

强度检查。

8检验规则

检验分类

本规范规定的检验分类如下：

a)鉴定检验；

b)验收检验；

c)例行检验。

检验项目

鉴定检验、验收检验及例行检验项目见表3。

表3检验项目

序号检验项目鉴定检验验收检验例行检验技术要求试验方法

1外观√√—6.17.3.1

2飞行控制计算√√—6.2.17.3.2.1

3卫星导航√√—6.2.27.3.2.2

4配电√√—6.2.37.3.2.3

5时序控制√√—6.2.47.3.2.4

6接口√√—6.37.3.3

7环境适应性√△√6.47.3.4

8可靠性√√—6.57.3.5

9电磁兼容性√——6.67.3.6

10安全性√√—6.77.3.7

注：“√”为必检项目；“△”为可选项目；“—”为不检项目。