64
Final Programme & Abstract Book

ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Embed Size (px)

DESCRIPTION

The European Ground System Architecture Workshop (ESAW) 2011 was held at ESOC, Darmstadt, Germany, 10-11 May 2011. With over 270 participants from European and American space agencies, telecommunication operators, satellite primes, European institutes and universities, European industry and companies from Argentina, Canada, Croatia, Japan, Thailand, Turkey and the USA, the workshop was a great success. Access all presentation PDFs via http://www.egos.esa.int/portal/egos-web/others/Events/Workshop/esaw-2011.html

Citation preview

Page 1: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

        

      

Final Programme & Abstract Book                   

    

Page 2: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

                                                            

2

Page 3: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Table of Contents 

 

Committees  ..........................................................................................................................................5 

Programme 

  10 May 2011 ................................................................................................................................8 

  11 May 2011 ..............................................................................................................................10 

  Poster Session (running parallel to full programme) ................................................................13 

Abstracts  ........................................................................................................................................17 

Biographies (oral presenters, in alphabetical order) .............................................................................53 

                                       

3

Page 4: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

                                                            

4

Page 5: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Committees  

 Technical and Organising Committee 

Chair: N. Peccia – European Space Operations Centre (ESA/ESOC)  

Co‐chair: M. Pecchioli ‐ European Space Operations Centre (ESA/ESOC) 

 

 

Committee Members 

J. Eggleston – European Space Operations Centre (ESA/ESOC) 

M. Merri – European Space Operations Centre (ESA/ESOC) 

A. Slade – European Space Operations Centre (ESA/ESOC) 

                                          

5

Page 6: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

                                                            

6

Page 7: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

      

Programme  

                                        

7

Page 8: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Tuesday 10 May 2011  08:15  Registration  

09:00  Welcome and General Address  

09:10  Logistics for the 2 days  

Plenary Session 1 ‐ Institutional View and GSAW  Chair: N. Peccia  09:20  ESOC’s Vision of the future   N. Peccia   ESA/ESOC 09:30    The European Ground System‐Common Core Initiative       Pecchioli, M.       ESA, (GERMANY) 09:55   Future Evolution of Mission Data Systems      Merri, M       ESA, (GERMANY) 10:20    GSAW History and future trends      Baldeston, D.       Aerospace Corporation  10:45  Coffee Break with Poster/Demo Sessions 

Plenary Session 2 – Institutional View  Chair: M. Merri  11:15    Current Trends and Outlook of Future Challenges in Mission Operations @ GSOC............................................... 17      Braun, A.       Deutsches Zentrum für Luft‐ und Raumfahrt e.V., (GERMANY) 11:40    ASI vision on future Ground Control System Software      Ibba, R.       ASI, (ITALY) 12:05    Building the Ground Data System for the Mars Science Laboratory (MSL) Project –     The Launch/Cuise/EDL System................................................................................................................................ 17      Dehghani, N.       Jet Propulsion Laboratory, Caltech, NASA, (UNITED STATES) 

12:30  Lunch Break with Poster/Demo Sessions 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Page 9: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

The programme on this afternoon runs in parallel session, series A & B, as noted.  

Parallel Session (A) 3 ‐ Architectures  Chais: M. Pecchioli  

14:00     Architecture Governance........................................................................................................................................ 17      Kolar, M.       JPL, (UNITED STATES) 14:25     Creating an Architecture Roadmap for Harmonizing Legacy Ground Systems....................................................... 17      Campbell, A ; Webber, D ; Benator, S       The Aerospace Corporation, (UNITED STATES) 14:50    Thales Alenia Space vision on future Ground Control System Software ................................................................ 17      Schmerber, P‐Y. 1; Chiroli, P. 2      1Thales Alenia Space, (FRANCE); 2Thales Alenia Space, (ITALY) 15:15    CS vison on Ground Software Systems      D'Hoine, S.       CS  

15:40  Coffee Break with Poster/Demo Sessions   

Parallel Session (A) 4 ‐ Architectures  Chair: M. Spada  

16:25     Astrium Space Transportation strategy for Ground Data Systems  ........................................................................ 18      Brauer, Uwe       EADS Astrium, (GERMANY) 16:50    GSOC Ground Segment Challenges......................................................................................................................... 18      Kozlowski, R.       DLR / GSOC, (GERMANY)  

Parallel Session (B) 5 – Operations Preparation and Automation  Chair: J. Eggleston  

14:00    Next Generation of Spacecraft Reference Database at Astrium ........................................................................... 19      Eisenmann, H. 1; Cazenave, C. 2      1Astrium Satellites, (GERMANY); 2Astrium Satellites, (FRANCE) 14:25    BASyS: Neo Satellite Database Management System............................................................................................. 20      Garzón, H.       GMV, (SPAIN) 14:50    Mission Automation System for the International Space Innovation Centre at Harwell ....................................... 20      Roveda, F. 1; Kay, R. 1; Raper, I. 2      1Logica Deutschland GmbH & Co.KG, (GERMANY); 2Astrium Ltd., (UNITED KINGDOM) 15:15    Ground Segment Autonomy: A Revised Approach................................................................................................. 21      Mueller, H. ; Stoetzel, H. ; Plura, M. ; Lampka, R. ; Foutou, F. ; Henke, M.       VCS AG, (GERMANY)  

15:40  Coffee Break with Poster/Demo Sessions   

Parallel Session (B) 6 ‐ Operations Preparation and Automation  Chair: M. Di Giulio  

16:25    How is automation of satellite operations progressing at SES ?      Morelli , G.       SES‐AStra, (‐ Not specified ‐) 16:50    Inmarsat: Automation of Satellite and Ground Operations ................................................................................... 21      Rossetti, A ; Dickinson, M ; Sansone, C       Inmarsat, (UNITED KINGDOM) 

17:45  Facilities Tour 

18:30  Social Event 

 

9

Page 10: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Wednesday 11 May 2011  The programme on this day runs in parallel session, series A & B, as noted.  

Parallel Session (A) 7 ‐ Architectures  Chais: A. Ercolani  

09:25    European Technology Harmonisation on Ground Software Systems: Update of Reference Architecture ............ 22      Reid, S. 1; Pearson, S. 1; Davies, K. 2; Carvalho, B. 3      1Rhea System S.A., (BELGIUM); 2TERMA, (GERMANY); 3Critical Software, (PORTUGAL) 09:50    CNES Control Centre mock‐up : an evaluation of a standard SOA architecture..................................................... 22      Bornuat, P. 1; Cros, P‐A. 1; Pipo, C. 1; Anadon, M‐L. 2; Gelie, P. 2      1CS Systèmes d’Information, (FRANCE); 2CNES, (FRANCE) 10:15    NOSYCA: the New Operational System for the control of Aerostats...................................................................... 23      Nouvellon, S.       Capgemini, (FRANCE)  

10:45  Coffee Break with Poster/Demo Sessions  

Parallel Session (A) 8 ‐ Architectures  Chair: D. Guerrucci  

11:15    Ten Galileo FOC Payload EGSE Systems – Challenges in Design, MAIT and Schedule ............................................ 23      Kubr, H. ; Mader, W. ; Unfried, C.       Siemens AG Österreich, (AUSTRIA) 11:40    GSMC ‐ Ground Station Monitoring & Control ....................................................................................................... 24      Riccio, F. 1; Lannes, C. 2      1Logica Deutschland GmbH & Co. KG, (GERMANY); 2 ESA/ESOC, (GERMANY) 12:05    Evolution of FEC architecture ................................................................................................................................. 24      Fernandez‐Ranada, I 1; Fuentes, A 1; Perez, R 1; Droll, P 2      1TCP Sistemas e Ingeniería, (SPAIN); 2ESA/ESOC, (GERMANY)  

12:30  Lunch Break with Poster/Demo Sessions  

Parallel Session (A) 9 ‐ Commercialization  Chair: J. Eggleston  

14:00    Exploiting ESOC infrastructure over the long term................................................................................................. 25      Patrick, R       Terma A/S, (DENMARK) 14:25    Satellite Control Systems Provision and Maintenance Choices.............................................................................. 25      Tortosa, M.       Eutelsat, (FRANCE) 14:50    Ground Station Network for Micro/Nanosatellite Operation................................................................................. 25      Kurahara, N. 

1; Shirasaka, S. 2; Nakasuka, S. 1      1University of Tokyo, (JAPAN); 2Keio University, (JAPAN)  

Parallel Session (A) 10 ‐ Security  Chair: N. Peccia  

15:15    Development of SODAs for Improving Efficiency and Security for Satellite Control .............................................. 26      Techavijit, P. ; Sirikhant, A. ; Detpon, A. ; Tongpan, J.       Geo‐Informatics and Space Technology Development Agency (GISTDA), (THAILAND)  

15:40  Coffee Break with Poster/Demo Sessions   

16:00    Ground Segment Security: light and shade ............................................................................................................ 26      Vivero, J       GMV, (SPAIN) 16:25    Automated Computer Network Defence................................................................................................................ 27      Wiemer, D.       Defence R&D Canada, (CANADA)    

10

Page 11: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Parallel Session (B) 11 – System Technology  Chair: N. Peccia  

09:00    SOA4GDS: Evaluating the Suitability of Emerging Service based Technologies in Ground Data Systems.............. 27      Parsons, P 1; Walsh, A 2      1The Server Labs, (SPAIN); 2VEGA, (GERMANY) 09:25    Modern Frameworks ‐ The Fantastic Four.............................................................................................................. 28      Villemos, GV ; James, S. ; Doyle, M. ; Klug, J.       Logica, (GERMANY) 09:50    Leveraging EGOS User Desktop and hifly® to evolve SCOS‐2000 ........................................................................... 29      Casas, N ; Estévez, C       GMV, (SPAIN) 10:15   Improve Usability of Graphical User Interfaces with New Technologies in Ground Centre Software ................... 29     Marty, S. 1; Volland, S. 1; Cros, P‐A. 1; Bornuat, P. 1; Anadon, M‐L. 2; Gelie, P. 2      1CS Systèmes d’Information, (FRANCE); 2CNES, (FRANCE)  

10:45  Coffee Break with Poster/Demo Sessions  

Parallel Session (B) 12 – System Technology  Chair: C. Haddow  

11:15    Telemetry Archiving: How To Optimise Storage Efficiency, Retrieval Speed And Real‐Time Performance ........... 30      Kumpf, C. ; Foweraker, R.       MakaluMedia GmbH, (GERMANY) 11:40    Towards a high performance LEON/GRLIB Emulator ............................................................................................. 30      Marchesi, J.E.       Terma GmbH, (GERMANY) 12:05   A Netpdl Based Prototype Implementation of Galileo Attitude Orbit Control System Scoe Controller,     and an Overview of Netpdl Utilization in Network Ground Software Components............................................... 30     Bertoli, A. 1; Risso, F. 2      1Carlo Gavazzi Space, (ITALY); 2Politecnico of Turin, (ITALY)  

12:30  Lunch Break with Poster/Demo Sessions  

14:00    Integrated Test Concept and Test Automation for Aerospace Projects ................................................................. 31     Hofmann, J.       T‐Systems, (GERMANY)  

Parallel Session (B) 13 – Standards  Chair: M. Merri  

14:25     CCSDS Mission Operations Services ‐ Current Status ............................................................................................. 32     Cooper, S ; Thompson, R       SciSys, (UNITED KINGDOM) 14:50    Where do we stand with CCSDS SM&C at CNES ? .................................................................................................. 32     Poupart, E. ; Pasquier, H.       CNES ‐ Centre Spatial de Toulouse, (FRANCE) 15:15    Space Internetworking and DTN Prototyping: Evolutions in the Space Communications Architecture ................ 33      Fowell, S 1; Wheeler, S 1; Stanton, D 2; Farrell, S 3; Taylor, C 4; Viana Sanchez, A 4      1SciSys UK Ltd, (UNITED KINGDOM); 2Keltik Ltd, (UNITED KINGDOM); 3Tolerant Networks Ltd, (IRELAND); 4ESA   ESTEC, (NETHERLANDS)  

15:40  Coffee Break with Poster/Demo Sessions   

16:00    Space Data Routers for Exploiting Space DATA ...................................................................................................... 34      Goetzelmann, M. 1; Tsaoussidis, V. 2; Diamantopoulos, S. 2; Amanatidis , T. 3; Daglis , I. 4; Ghita, B. 5      1VEGA Space GmbH, (GERMANY); 2Democritus University of Thrace, (GREECE); 3Space Internetworks, (GREECE);   4National Observatory of Athens, (GREECE); 5University of Plymouth, (UNITED KINGDOM) 16:25    XTCE tailoring for ESA ............................................................................................................................................. 35      del Rey, I.       GMV, (SPAIN) 

 

11

Page 12: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

Page 13: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Posters  Recent Applications of Procedure Automation..................................................................................................................... 35 Blake, R    SciSys, (UNITED KINGDOM)     MUSE ‐ Multi‐Satellite Environnent ...................................................................................................................................... 36 Bonnafous, V. ; Cruz, D.    Capgemini, (FRANCE)  Introduction to the Architecture Centric Design Method..................................................................................................... 36 Brito, N. 1; Lattanze, A. J. 2   1University of Coimbra, (PORTUGAL); 2Institute for Software Research at Carnegie Mellon University, (UNITED STATES)  OCP: Bringing Automation to Operational Control Centers.................................................................................................. 37 Capdevielle, E. ; Berthon, JC.    Capgemini, (FRANCE)  A Dedicated Space Surveillance Optical Network Cooperates with Radar to assure LEO Debris Catalogue build up  and Maintenance  ................................................................................................................................................................. 37 Cibin, L 

1; Chiarini, M 1; Besso, P 2; Milani, A 3; Bernardi, F 3; Ragazzoni, R 4; Rossi, A 5   1CGS S.p.A., (ITALY); 2ESOC, (GERMANY); 3Dipartimento di Matematica UNIPI, (ITALY); 4INAF, (ITALY); 5IFAC‐CNR, (ITALY)  ESTRACK Support for CCSDS Space Communication Cross Support Service Management .................................................. 38 Dreihahn, H. 1; Unal, M. 1; Hoffmann, A. 2   1ESA/ESOC, (GERMANY); 2VEGA Space GmbH, (GERMANY)  Evolving a Commercial Satellite Control Center toward a SOA: Lessons Learnt................................................................... 38 Estévez Martín, C. ; Casas Manzanares, N.    GMV, (SPAIN)  PlanEO    .................................................................................................................................................................. 39 Fernandez Garcia, A.J. ; Fernandez, C.    Deimos Imaging S.L., (SPAIN)  Architecture of the Telemetry Data Management System SpaceMaster ............................................................................. 39 Dr. Thelen, A. 

1; Schoenig, S. 1; Koerver, W. 1; Dr. Fischer, H. 2; Dr. Sous, S. 2; Dr. Willnecker, R. 2   1S.E.A. Datentechnik GmbH, (GERMANY); 2DLR‐MUSC, (GERMANY)  Mars Express/MARSIS Ground System Architecture. A Pioneer ESA Space Mission: Lessons Learned for the Future ........ 40 Giuppi, S. ; Orosei, R. ; Noschese, R. ; Cartacci, M. ; Cicchetti, A.    INAF/IFSI, (ITALY)  Operations Planning for the Galileo Constellation................................................................................................................ 40 Hall, S ; Hall, Stewart    SciSys UK Ltd, (UNITED KINGDOM)  ARES ‐ Efficient SW Integration and Reuse supported by an Agile Project Management Approach.................................... 41 Hauke, A. 1; Santos, R. 2; Unfried, C. 1   1Siemens AG Österreich, (AUSTRIA); 2ESA/ESOC, (GERMANY)  Demonstration of the EGOS Data Dissemination System (EDDS) ......................................................................................... 41 Hawkshaw, M 1; Santos, R 2   1Logica, (GERMANY); 2ESA, (GERMANY)  Use of Scrum in practice on the EGOS Data Dissemination System (EDDS).......................................................................... 42 Hawkshaw, M 1; Santos, R 2   1Logica, (GERMANY); 2ESA, (GERMANY)    

13

Page 14: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Mission Automation at ESOC; finding success with an end‐to‐end approach. ..................................................................... 42 Heinen, W. ; Reid, S. ; Pearson, S.    Rhea System S.A., (BELGIUM)  Architectures for Integrated Satellite and Ground Operations ............................................................................................ 42 Honold, P. ; Castrillo, I.    GMV, (SPAIN)  Optimizing Communication Satellite Transponders Operation and Power Consumption with smartHz ............................. 43 Honold, P. ; Godino, E.    GMV, (SPAIN)  Fast Engineering Archives providing a new future for Mission Analysis............................................................................... 44 James, S. ; Pitaev, A.    Logica Deutschland GmbH & Co.KG, (GERMANY)  Federated System Architecture for Space Weather Services ............................................................................................... 44 Lawrence, Gareth    Rhea System S.A., (BELGIUM)  A Collaborative Electronic Logbook for Satellite Operations at Eutelsat .............................................................................. 44 Louro, N. ; Ronsiek, S. ; Foweraker, R.    MakaluMedia GmbH, (GERMANY)  PlanetExpl: a Framework for the Science and Engineering Assessment of Exploration Missions ........................................ 45 Luengo, O. 1; Kowalczyk, A. 2; Pantoquilho, M. 2   1GMV, (SPAIN); 2ESA, (GERMANY)  Building an Open‐Source Community Around Flight dynamics Ground Systems................................................................. 45 Maisonobe, L. ; Fernandez‐Martin, Ch.    CS SI, (FRANCE)  Use of Open Architecture Middleware in the Satellite Ground Segment Domain. Data Distribution Service ..................... 46 Naranjo, H.    GMV, (SPAIN)  Can multi‐agent technology be applied to Space Mission Applications ?............................................................................. 46  Ocon, J. 

1; Wijnands, Q. 2; Sanchez, A. M. 1; Cesta, A. 3   1GMV, (SPAIN); 2ESA, (NETHERLANDS); 3ISTC/CNR, (ITALY)  Cloud Data Systems: Applying the Cloud in ESA Ground Data Systems................................................................................ 47 Parsons, P ; Olias, A    The Server Labs, (SPAIN)  GABIS: a Generic Build System for GSI applications.............................................................................................................. 48 Penataro, R 

1; Zimmer, T 2   1GMV Aerospace and Defence, (SPAIN); 2ESA, (GERMANY)  BIRF: How to Improve Software Projects Efficiency and Control using Business Intelligence .............................................. 48 Prieto, JF 1; Marques, P 2; Vieira, M 2; Widegård, K 3; Navarro, V 3   1ISFreelance, (SPAIN); 2University of Coimbra, (PORTUGAL); 3ESA‐ESOC, (GERMANY)  SpaceMaster Overview of a Telemetry Data Management System ..................................................................................... 49 Schoenig, S. 1; Dr. Fischer, H.H. 2; Koerver, W. 2; Dr. Sous, S. 2; Dr. Thelen, A. 1; Dr. Willnecker, R. 2   1S.E.A. Datentechnik GmbH, (GERMANY); 2DLR‐MUSC, (GERMANY)  The Innovative Rover Operations Concepts ‐ Autonomous Planning (IRONCAP) ‐ Science and Engineering Planning for Rover Operations .................................................................................................................................................................. 49 Steel, R. ; Hoffmann, A. ; Niezette, M.    VEGA, (GERMANY) 

14

Page 15: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

 Flexplan, the Adaptable System for Mission Planning & Scheduling .................................................................................... 50 Tejo, J. 1; Barnoy, A. 2; Pereda, M. 1   1GMV Aerospace And Defence, (SPAIN); 2GMV Space Systems Inc, (UNITED STATES)  The GNSS Advanced Monitoring Element (GAME) Core....................................................................................................... 50 Villemos, G ; Biamonti, D. ; Edwards, D    Logica, (GERMANY)  Supporting the Management of Mission Operational Knowledge ‐ a Case Study using Mars Express ................................ 51 Villemos, G 

1; Shaw, M 2; Doyle, M. 1; van Zetten, P 1   1Logica, (GERMANY); 2Mars Express OPS‐OPM, Consultant Vega Space GmbH, (GERMANY)  Standardisation of Reprocessing Architectures for Future Ground Segments ..................................................................... 51 Williams, I. ; Evens, P. ; Steven, J.    Logica Deutschland GmbH & Co.KG, (GERMANY)  Cloud and Grid Technologies in Ground Segments............................................................................................................... 51 Williams, I. ; Evens, P. ; James, S.    Logica Deutschland GmbH & Co.KG, (GERMANY)                                         

15

Page 16: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

                                                  

16

Page 17: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

17

Abstracts  

Current Trends and Outlook of Future Challenges in Mission Operations @ GSOC  

Braun, A. Deutsches Zentrum für Luft‐ und Raumfahrt e.V., 

GERMANY 

Past  and  recent  developments  in  operations  concept and organizational  structures at DLR/GSOC are  shown. Commercialisation  of  space‐flight  has  induced  cost pressure. An  attempt  is made  to deduce  from  current studies  to  future  scenarios.  Standardization  is  a must. New  technologies,  still  in  experimental  stage,  have potential  to  mean  qualitative  changes  of  future operations.  

**************** 

Building the Ground Data System for the Mars Science Laboratory (MSL) Project – The Launch/Cuise/EDL 

System  Dehghani, N. 

Jet Propulsion Laboratory, Caltech, NASA, UNITED STATES 

Presentation  describes  experiences/challenges  in developing  the GDS  for  support of  Launch at Kennedy Space  Center,  and  Cruise  of  the  MSL  to  Mars.  A description of MSL  and  science objectives  is provided. Main segment provides an overview of GDS architecture and enhancements based on experiences during system tests. System  is  readied  to  support  launch at KSC, and Launch/Cruise phases of MSL.  

MSL  is  launched  in November 2011. After 7 months of cruise, an autonomous EDL is executed landing on a pre‐selected area on Mars in August 2012. The GDS provides new  architecture  that  is used by MSL  as  its  first  user. The  new  architecture  provides  opportunities  that  did not exist  in the  legacy system. Among them are means of  monitoring  and,  to  some  extent,  controlling  ATLO functions  from  remote  sites. Remote  sites  are defined as sites reachable via a local area network as well as via wide  area  networks  spanning  long  distance geographical areas.  

**************** 

Architecture Governance  Kolar, M. 

JPL, UNITED STATES 

In  order  to  reduce  development  costs  while simultaneously  helping  to  ensure mission  success,  the Jet  Propulsion  Laboratory  has  recognized  that  a  well defined  architecture  and  set  of  re‐usable  design patterns  are  essential.  But  how  do  space  agencies  go about ensuring  that  their many projects are  compliant 

with these architecture standards and design patterns? This  presentation  discusses  the  importance  of Architecture  Governance,  the  essential  elements  for practicing  governance,  and  how  governance  is  an effective way to help insure architecture modernization efforts  are  infused  into  systems  that  cross  ownership boundaries in a manner that provides maximum benefit while managing risk and cost.  

**************** 

Creating an Architecture Roadmap for Harmonizing Legacy Ground Systems  

Campbell, A; Webber, D; Benator, S The Aerospace Corporation, UNITED STATES 

A  number  of  spacecraft  ground  systems  that  support our  customers  have  been  in  existence  for  several decades.  In many cases,  there are  tens  to hundreds of systems supporting various space applications, many of them based on  legacy  software,  commercial  software, and often unique hardware. The challenge  is  to define roadmaps  to  harmonize  these  legacy  ground  systems, modernizing  and  improving  commonality  and integration,  while  insuring  that  these  systems  can continue  to  execute  their  unique  space missions  and expand to handle additional missions. The presentation will discuss the creation of an architectural roadmap to address modernizing  ground  systems, harmonizing  the systems  for better  commonality and data  sharing, and interfacing with new systems that are being acquired by the  government.  The  presentation  will  include discussion on a range of topics relevant to the roadmap: 

Vision and Goals  Challenges  Creating  the  business  case  for modernizing  those 

systems  Lessons learned  Data exchange and sharing  Security considerations  Software approaches and tools  Organizational considerations  Interoperability and standards  

**************** 

Thales Alenia Space vision on future Ground Control System Software  

Schmerber, P‐Y.1; Chiroli, P.2 1Thales Alenia Space, FRANCE; 2Thales Alenia Space, 

ITALY 

Today's  space  market  is  driven  by  costs,  and  by  the reduction  of  non  quality  costs  on  space  programs. Software reuse  is  the key  in cost reduction and quality improvement,  specially  when  it  allows  to  keep  the 

Page 18: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

system  architecture  simple.  The  future  systems  shall allow  reuse  of  software  components  accross  projects, accross satellite development and operation teams, and accross companies in Europe. The user is at the heart of today's successful software applications, and we belive that the best software solution for tomorrow should be flexible  enough  to  adapt  to  the  different  needs  of  its users,  including  the  yet  unknown  future  needs  of  the evolving users. In addition, the future system should be open  source,  as  this  is  already  a  requirement  of  the majority of users that want to keep the possibility of an independant  software  maintenance  during  their  long lived  programs.  To  keep  architecture  simple,  and maximize  software  reuse,  the  future  system  will  be service  based  e.g  made  of  loosely  coupled  software components working together with interactions defined by the function provided, independently from the actual implementation.  Relying  on  open  source  frameworks for  service  based  components  offer  in  addition advantages  for  local  Security  implementation,  high availability deployments, and smooth system scaling.  

**************** 

Astrium Space Transportation strategy for Ground Data Systems  Brauer, Uwe 

EADS Astrium, GERMANY 

Astrium ST has started in 2008 an internal initiative for a new  ground  software  platform  called  Advanced Integration and Test Services (AITS) as follow‐on for the Common  Ground  System  (CGS)  system.  CGS  was developed  with  ESA  in  the  context  of  the  Columbus program  (EMCS)  and  then  reused  for ATV  and  certain Satellite  EGSE  (e.g.  SWARM,  GOCE).  AITS  shall  be  the future  standard  software  platform  for  projects  & products  in Astrium  ST  (e.g.  launchers,  space  vehicles, robotics or on equipment level). AITS focus for the next years will be in the area of EGSE but a reuse as mission control  system  should  be  in  principal  possible.  AITS project is a trans‐national project between German and France  ST  units. We  have  agreed  in  Astrium  ST  on  a common software system specification end of 2009 and worked  in  2010  on  demonstrators  for  different  use cases  in  launcher  EGSE  domain  and  performed architectural  prototyping.  Up  to  now  AITS  was  fully funded by own funds but in parallel an AITS technology development  project  in  ESA GSTP  program  is  planned with  support  from  Germany,  Denmark,  Ireland, Netherlands and Austria. The presentation shall give an overview  of  AITS  project  status  and  software architecture.  

**************** 

 

GSOC Ground Segment Challenges  Kozlowski, R. 

DLR / GSOC, GERMANY 

The  Ground  System  as  it  is  managed  by  the  GSOC department  Communications  and  Ground  Stations covers  the  IT  service  of  all  voice  ,  video  and  data systems  and  the  whole  complex  of  the  Weilheim Antenna Ground Stations. The projects for which all the services  are  provided  are  the  Human  Spaceflight Projects Columbus Control Centre / ATV‐CC support and in parallel the satellite projects at GSOC have a huge set of requirements on the Ground System.  

FOR GSOC THE FOLLOWING PROJECTS ARE PRESENTED:  

M&C  Antenna  Ground  Station  SpACE DLR  has  implemented  a  new  antenna  ground station  M&C  Framework  for  the  Weilheim antennas.  It  will  be  the  M&C  software  for  the existing  3  S‐Band  antennas,  the  Ku‐Band  antenna and  the 30 meter dish.  Further  it will be used  for the  upcoming  Ka‐Band  antenna  and  the  EDRS project.  The  software  is  based  on  open  and standard  technologies  like  C++,  the  ACE communications  framework,  Graphical  User Interface  Qt.  The  platforms  supported  are  SuSE Enterprise  Linux,  Sun  Solaris  and  Windows.  The M&C  Framework was  built  by  DLR  staff  and  now after  successful  testing, being  implemented at  the Weilheim  Ground  Station.  It  is  planned  that  the new  M&C  system  will  be  operational  by  mid  of 2011.  

Virtualisation Since more than 3 years DLR  is using virtualisation technology within  the GSOC  control  center.  Since about 2 years  the  first network services  (e.g. DNS, FTP‐server,  Proxies)  in  the  real  time  environment have  been  virtualised.  The  motivation  are independence  of  hardware  and  software limitations,  infra  structure  cost reductions/optimizations  and  energy  savings.  In addition  to  server  virtualization  the  next  step  at GSOC  is  to  introduce  this  technology  in  the multi mission control rooms with desktop virtualization.  

Columbus  Decentralised  Ground  Operations The  European  decentralized  operations  concept enables  all  participating  countries  to  establish  a transnational  centre  of  competence  that  actively cooperates  in  European  participation  to  the International  Space  Station  (ISS).  Operating  this Ground  Segment  is  a  significant  challenge  for  the Ground Operations Team at Col‐CC, not only due to the vast number of facilities and the related world‐wide distribution, but also because of  the number of different users (Columbus and ATV flight control, payload  facilities,  engineering  support,  PR)  with their specific operational needs and constraints.  

Security Security is no longer only seen as IT‐Security but as 

18

Page 19: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

**************** 

Next Generation of Spacecraft Reference Database at Astrium  

Eisenmann, H.1; Cazenave, C.2 1Astrium Satellites, GERMANY; 2Astrium Satellites, 

FRANCE 

BACKGROUND The application of databases for engineering data has a long lasting record at Astrium. One of the traditional use cases  for databases  is to support the processes  for the definition,  verification  and  exchange  of  telecommand and  telemetry  data.  Beyond  the  classic  use  case  for TM/TC  in  the  frame  of  model‐based  systems engineering,  the  need  for  a  increased  coverage  of system engineering data became obvious.  

Since the current systems in use have been in operation for more  than  a  decade,  the  technologies  in  use  are outdated.  As  result  of  that,  the  maintenance  and evolution  became more  tedious  and  thus  labour  and cost  intensive.  Therefore  it  is  planned  to  replace  the current  Astrium  products  for  system  database with  a new  product,  developed  by  state  of  the  art technologies.  

CONTEXT The development  started mustn't be  considered  as an isolated  tool  development.  Rather  for  a  successful development  the  different  activities  concurrently performed  have  to  be  carefully  analysed  and considered.  The  most  important  activities  which  are dependent on the database development vice versa are namely:  

ECSS: There are various standards to be considered for  the  development  of  a  new  system  database, those  comprise  E‐70‐41,  E‐70‐31,  ...Parts  of  it  are stable,  but  for  some  of  them  quite  recently  an update  is  in  progress,  like  e.g.  E‐70‐41.  Although not ECSS, but the MIB model can be considered as a de‐fact standard. It seems that also for the MIB and update is planned.  

EGS‐CC: Under the lead of ESA an activity has been started to develop core parts of a future CCS.  

Internal EADS standardization on PLM systems.   Astrium  Projects:  It  is  planned  to  develop  a 

common  infrastructure which supports all projects covering all different S/C  types –  for Agencies but also commercial customers. For telecommunication 

projects  a  target  mission  already  has  been identified with challenging need dates.  

TECHNOLOGIES Traditionally  "database"  typically  means  Relational Database Management Systems  (RDBMS)  for  the back‐end part.  For  the  front‐end over  the  years  Java‐based solutions  can  be  considered  as  de‐facto  standard.  In particular  in  the  last  decade  the  Java  –based  Eclipse development  provides  many  free  resources  for  the development of such elements.  

More  and more  the  Eclipse  developments  also  cover elements  which  can  be  considered  as  a  fully  fledged data  management  kernel.  Validation  activities performed  show  very  promising  results.  Those validation  activities  comprise  Astrium  internal developments  but  in  particular  also  activities  jointly performed with ESA e.g. Space System Reference Model (SSRM) or Virtual Spacecraft Design (VSD).  

Furthermore along the definition of the ECSS E‐T‐10‐23 model based development for database engineering has been  identified  as  a  very  beneficial  technology  for database  development.  The  TM  also  contains  a  draft conceptual  data model, which  has  been  used  for  the validation.  Along  the  validation  and  application  of model‐based development for database engineering the role of  the  (conceptual) data model evolved. This  also put a focus on how actually the model is defined. There are  several  technologies  available,  more  or  less technology  independent, more  or  less  expressive with respect to the semantics.  

STATUS In 2010  the developments have been prepared with a definition  of  user  requirements  documents,  involving the different user domains at Astrium. In parallel to that technology  prototyping  have  been  performed  i.e.  to assess  the  performance  of  the  envisaged  technologies for TM/TC databases. With beginning of 2011  the user requirements  are  currently  consolidated.  The development has been started.  

STATUS The paper will elaborate on the following:  

use  cases  and  key  user  requirements  for  the upcoming system database  

Selected technologies with trades performed   Envisaged overall architecture   Model‐based development approach   Data model considerations  

**************** 

 

19

Page 20: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

BASyS: Neo Satellite Database Management System  Garzón, H. GMV, SPAIN 

BASyS is the new multi platform and multi site database management system, developed by GMV for Eutelsat, in charge of managing the whole Eutelsat satellites fleet. 

The main objective of the project is the replacement of the  current Eutelsat database management  tool based on  a Microsoft  Access  by  a more  robust,  reliable  and maintainable  system  based  on  open  source components. 

BASyS  is based on DABYS Framework and Generic and S2K  Data  Manager  developed  by  ESA.  The  principal activity  of  the  deployment  is  the  adaptation  and customization  of  the  DABYS  Framework  and  the  S2K Data Manager  to  the Eutelsat  specific  requirements  in the frame of Neo SCS. 

BASyS is a 3‐tier application composed mainly of: 

MySQL  as  the  database  management  system providing the data backend. 

A  Java  server  providing  the  data  management services. 

And  an  Eclipse  RCP  client  providing  the  user interface. 

BASyS  introduces  a  huge  range  of  new  elements with respect  to DABYS.  The  following  aspects  are  the most remarkable ones: 

BASyS  incorporates  the  multi  mission  concept within  the  system  in  order  to  provide  a homogeneous  management  of  different  satellite platforms.  It makes  transparent  those  features  of specific satellite families. 

It has been  customized  for accepting  the Neo SCS data  model  and  any  other  database  feature required by Neo SCS. 

BASYS  integrates the on  line database distribution system  in  charge  of  updating  the  operational satellite  databases  in  Neo  without  any  loss  of telemetry. 

BASyS  is  a  high  availability  system  with  the introduction  of  the  MySQL  replication  and  Linux High Availability technologies. 

BASyS  extends  the  DABYS  database  consistency checking  for  including  new  items  required  by  the Neo SCS model. 

The BASyS software development environment has been adapted to the Eutelsat development system and software life cycle. 

A  significant number of  improvements have been also  included with  respect  to  the  typical database management  functions  like  data  editing  and 

reporting,  database  configuration  control,  import, export and user management. 

The  project  has  faced  several  challenges  during  the deployment phases but the difficulty of defining a set of definitive requirements can be remarked. The migration of a previous  tool and the adaption of another system introduced a high level of complexity. 

**************** 

Mission Automation System for the International Space Innovation Centre at Harwell  

Roveda, F.1; Kay, R.1; Raper, I.2 1Logica Deutschland GmbH & Co.KG, GERMANY; 

2Astrium Ltd., UNITED KINGDOM 

When  used  within  the  space  sector  the  term "Automation"  almost  always  refers  to  a  spacecraft automation  system  that  automates  the  execution  of flight operations procedures. However, the spacecraft is only one element of  the entire  space  system and  that space  element must  be  complemented  with  complex ground equipment and software systems that allow the overall  space mission  to  be  successfully  executed.  An effective mission  automation  system  should  therefore support  the  simplification  and/or  automation  of  the operations of both ground and space system elements. 

FoxE  is  a  Mission  Automation  System  specifically designed  to  support  any  element  of  the  entire  space system  using  a  domain  specific  language  supporting monitoring and controlling statements applicable to any system element.  

Simplicity was  the  primary  goal  of  this  project.  Every feature,  from  the  language  specification  to  the friendliness  of  the  GUI,  has  been  designed  and implemented with  the  primary  goal  of  simplifying  the use of the system and the procedures that it executes.  

FoxE  was  designed  and  implemented  by  Logica Deutschland GmbH to achieve the following objectives:  

Minimise  the  complexity  of  the  automation language  

One  language for both manual and automated procedures  

Direct  support  for monitoring  and  controlling language constructs  

360 degree mission automation system  

Simple  extendibility  to  support  any  type  of system elements  

Top‐level  procedures  defining  abstracted mission automation tasks  

System elements class and/or  instance specific procedures to map top‐level procedures' steps into  specific  system  element  monitoring  and controlling tasks  

20

Page 21: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Web based MMI to allow zero deployment and zero configuration of clients  

FoxE  has  been  selected  by  Astrium  Ltd.  as  prime contractor  for  the  establishment  of  the  Earth Observation Hub at  the  International Space  Innovation Centre  at  Harwell  to  support  the  low  cost  operations concept  through  high‐degree  of  automation  of  both ground and space segments. 

This  paper  presents  in  detail  the  objectives,  the approach,  the challenges and  the  solutions  that Logica has  adopted  to  implement  this  system  within  a  very tight project schedule and budget. The resulting system is  now  deployed  at  ISIC  and  currently  undergoing  the end‐to‐end system tests.  

 

**************** 

Ground Segment Autonomy: A Revised Approach  Mueller, H.; Stoetzel, H.; Plura, M.; Lampka, R.; Foutou, 

F.; Henke, M. VCS AG, GERMANY 

The  discussion  of  possibilities  and  drawbacks  for autonomous  systems  in  space  is  ongoing.  Early breakthroughs have been made in the area of GNC and intelligent  sensors,  advanced  FDIR  and  smart  data handling as implemented in THEMIS. Traditionally much effort  has  always  been  spent  on  planning  and scheduling, both, on‐board  (e.g. DS1  (RAX), EO1  (ASE)) and  ground  supported  (e.g. MEXAR),  whereas  in  this area mainly  the  capability  of  self‐initiated  re‐planning and schedule repair contributes to autonomous systems as such. 

In  this  presentation  we  identify  schedule/procedure execution engines as a  core  asset  for ground  segment autonomy  provided  that  adequate  models  like  the Space System Model (SSM) are available to support the process  of  auto‐triggered  re‐planning  using  e.g. predefined  alternatives.  A  relatively  new  application potentially benefiting from ground based autonomy are 

robotic missions  implementing  telepresence  like DEOS or METERON.  

For  telepresence  we  highlight  possible  ways  to  use ground based physics simulations  to support operators and set up early‐warning systems.  

**************** 

Inmarsat: Automation of Satellite and Ground Operations  

Rossetti, A; Dickinson, M; Sansone, C Inmarsat, UNITED KINGDOM 

Over the past 15 years,  Inmarsat's operational concept has changed significantly to make effective and efficient use of automation.  Inmarsat has been at  the  forefront of this area of operations. Using the I4S, the monitoring and  control  system  developed  jointly  between  L‐3 Storm and  Inmarsat,  it has been possible to  implement a  highly  flexible  ground  architecture which  provides  a high  level  of  operational  automation.  The  I4S  control system  is  currently  used  to  autonomously  perform  all planned celestial operations across the whole  Inmarsat fleet  (  12  satellites  from  4  different  platforms  and ground  equipment  for  7  ground  stations)  as  well  as monitor  satellite  subsystem  health  conditions  , performing  the detection and  in  some  cases  the  rapid recovery from well characterised anomalies.  

Automated  monitoring  and  control  is  achieved  in  a single manning environment with the satellite controller in  a  supervisory  role  to  provide  full  oversight  of  the scheduled  activities,  with  the  ability  to  take  manual control if required, responding to anomalous behaviour as well as executing manual activities. Automation has been deployed  in  several  stages  and  the development of the I4S has allowed Inmarsat to initially start with the automation  of  eclipses,  blindings,  ranging  and  station keeping operations. This has been extended  to  include the  scheduling  and  execution  of  almost  all  routine operations  (e.g.  batteries  charge  control,  heaters switching,  testing  of  redundant  units,  TT&C  antenna control ).  

Operations  are  automatically  scheduled  using  request files submitted to the control system with all mandatory details,  like  start  time  of  activities,  unit  to  be  used  . These  request  files  are  automatically  detected  and acted  upon  by  specific  system  tasks,  which  start  the automated procedure for the required operation.  

In  this  workshop  we  will  to  present  our  experience, lesson  learnt  and  describe  the  tools  available  to  our Satellite  Control  Centre  to  support  this  approach  and mitigate possible risks  

**************** 

21

Page 22: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

European Technology Harmonisation on Ground Software Systems: Update of Reference Architecture  

Reid, S.1; Pearson, S.1; Davies, K.2; Carvalho, B.3 1Rhea System S.A., BELGIUM; 2TERMA, GERMANY; 

3Critical Software, PORTUGAL 

RHEA leads a consortium of companies that undertaking the  latest  project  for  European  Technology Harmonisation  on  Ground  Software  Systems.  The project represents the culmination of a series of earlier activities:  

Definition of a Reference Architecture  (RA)  (led by Critical Software)  

Establishing an initial set of standard interfaces (led by Critical Software)  

Validation of the initial set of standard interfaces by prototyping (led by Terma)  

Harmonisation  of  Simulation  ‐  EGSE  Interfaces (Rovsing, Dutch Space)  

Control Procedure Execution (CPE) (led by RHEA).  

The most  recent  projects  produced  a  detailed  set  of recommendations,  further  augmented  by  decisions made by the Technology Harmonisation Steering Board (THSB).  The  purpose  of  this  project  is  to  consolidate those  recommendations  and  update  the  Reference Architecture (RA) accordingly.  

A  key  element of  the work  concerns  alignment of  the Reference  Architecture  with  relevant  and  emerging standards from ECSS and CCSDS.  

Reference  architectures  for  the  Operational  Control System (OCS) and Electrical Ground Segment Equipment (EGSE)  were  established  and  evolved  independently, even  though  a  commonality  in  functionality  is universally  recognised. A  key  task  of  this  project  is  to establish a reference architecture which converges on a 'core' of common functions used in both environments. The  design  work  will  therefore  establish  the  core 'building blocks' and their associated interfaces.  

The  project  will  also  introduce  a  "Service  Oriented View"  for  the  Reference  Architecture,  not  currently implemented.  A  Service  view  has  been  considered  in earlier phases, but is now seen as an essential product. It  will  be  especially  relevant  for  establishing  service interfaces  offered  by  the  'Common  Core'  of  OCS  and EGSE functions and will also play a key role in identifying the  relationships  between  the  RA  and  the  ECSS  and CCSDS standards.  

The project started in March 2011 features a workshop, open  to  all  stakeholders  and  interested  parties.  The workshop  will  present  the  key  challenges  for  the project,  invites  debate  and  aims  to  achieve  consensus on  key  design  decisions  that  need  to  be  made.  The workshop  is  due  to  take  place  in  ESOC  on  12  May, 

immediately after ESAW. The presentation will give an overview  of  the  project  and  the  main  topics  to  be covered at the workshop.  

**************** 

CNES Control Centre mock‐up : an evaluation of a standard SOA architecture  

Bornuat, P.1;Cros, P‐A.1;Pipo, C.1;Anadon, M‐L.2;Gelie, P.2 1CS Systèmes d’Information, FRANCE; 2CNES, FRANCE 

CNES  experience  in  developing  and  operating spacecrafts  control  centres  has  shown  that  costs  and risks may be significantly reduced by setting up product lines. Accordingly, CNES has decided  to develop a new control  centre,  with  an  operation  deadline  in  2016, which should satisfy several main objectives: conform to international  space  standards  (among  which  CCSDS Mission Operations – MO – standard, and ECSS Packet Utilisation Standard – PUS), reduce possession costs and enhance  development  process  reliability,  and  aim  at some evolutive and re‐usable product line.  

The  implementation  of  a  control  centre mock‐up,  has been delegated by CNES to CS as a preparation to future developments  in  order  to  evaluate  Service‐Oriented Architecture (SOA) together with available technologies and check their suitability to critical subsystems, owing to  better  agility  and  interoperability  than  monolithic systems.  

The  control  centre mock‐up  consists  of  4  subsystems, composing the Control Centre kernel: 

the Command and Control subsystem,  in charge of on‐ground/on‐board  exchanges  i.e.  telemetry reception and telecommands uplink;  

the DataStore subsystem which offers data storage and retrieval services, and thus plays a central role in data distribution between components;  

the Visualisation  component  giving  final users  the capability  to display, either  in  real  time or offline, any information archived in the DataStore;  

the  Flight  Dynamics  component,  providing  few services, developed  to  test  that MO  standard may correspond  to  Flight  Dynamics  specific requirements in terms of processing modularity.  

Those  4  subsystems  compose  the  heart  of  a  Control Centre,  offering  solutions  to  most  of  major  related requirements  such  as  communication  with  the spacecraft,  data  archiving  and  retrieval  services together with distribution and visualisation means. Yet, their  functionalities have been  limited  for the mock‐up (reduced  PUS  services  and  types  of  archived  data  for example).  

The  control  centre  mock‐up  is  entirely  based  on  a service‐oriented  architecture  in  strict  accordance with 

22

Page 23: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

CCSDS  MO  standard.  Fully  standardised,  adaptable, agile and  reusable,  it  stands as an evaluation platform for new ground segments architecture, and for Control Centres harmonisation question. At  last  it also enables to validate the interface between ECSS PUS standard for on‐ground/on‐board  exchanges  and  CCSDS  MO  for ground exchanges.  

Although  the  control  centre  mock‐up  architecture  is service‐oriented, it is also module‐oriented; as a matter of  fact,  all  its  applications  are  based  on  the  Equinox OSGi  Java‐based  framework; moreover,  its  lifecycle  is ruled  lying on Eclipse P2 provisioning  infrastructure (an OSGi  Life‐cycle  layer),  giving  the  capability  to  have bundles  installed,  started,  stopped,  updated  and uninstalled in this framework.  

Both  service  and  module  orientations  contribute  to offering  a  very  agile,  scalable  and  modular  resulting system  for  services  providers  as  well  as  for  client applications.  

**************** 

NOSYCA: the New Operational System for the control of Aerostats  Nouvellon, S. 

Capgemini, FRANCE 

NOSYCA  is  a  fail‐safe  ground  segment  designed  to command and control a fleet of stratospheric balloons, operated  by  CNES.  It  will  allow  performing  scientific missions,  such  as  atmosphere  or  astronomical observations. The  ground  segment  includes  a Nominal and  a  Redundant  Control  Centre  (developed  by Capgemini),  and  S  band  ground  stations.  A  Control Centre  allows  managing  several  missions  (up  to  20 balloons).  Two  balloons  may  be  monitored  and controlled  in  the  meantime.  Control  Centres  may  be deployed  in mobile  units  and  can withstand  frequent installations and de‐installations.  

The  NOSYCA  Control  Centres  offer  the  following features:  

Remote  monitoring  and  control  of  balloon equipments,  through  the  high  bit  rate,  S  band connection  (in  nominal  mode),  and  through redundant iridium and inmarstat spacecrafts links;  

Complete flight management, including the launch, flight, drift descent of the balloons  

Forecast of balloons flight paths, based on aerostat flight dynamics algorithms;  

Enhanced  MMIs  for  pilots,  operations  managers and weather analysts ;  

Supply  of  flight  data  to  scientists  and  external systems ;  

Geographic  Information  System  (GIS)  in  order  to prepare  the  campaign  maps  and  layers  of  the various operational sites.  

Since the balloons embed heavy scientific payloads (up to  several  tons),  and  since  the  missions  may  be performed  over  habited  areas,  the  NOSYCA  Ground Segment  shall  meet  strong  safety  requirements.  The  ground  segment  therefore  includes  critical software,  among with:  additional  software  performing double‐checks  on  the  decoded  critical  Telemetry parameters  and  double‐checks  on  the  radiation  of critical  Telecommands.  The  ground  segment  also provides a redundant Control Centre, used  in case of a general failure of the nominal Control Centre.  

The  solution  provided  by  Capgemini  is  based  on  the following components and COTS:  

Octave  software  components  (provided  by  CNES), which provides  the raw Telemetry decommutation software,  and  MMIs  allowing  the  Monitoring  of Telemetry and the radiation of Telecommands.  

MDF,  which  is  an  Eclipse  RCP‐based  technology used to develop all Control Centre MMIs  

World Wind  Java,  a Google  Earth‐like  component, used  to  display  the  real‐time  trajectories  of  the monitored balloons.  

Cocpit  Software  (provided  by  CNES),  used  to manage the configuration of missions, balloons and Control Centres.  

The architecture of NOSYCA  is very much based on the reuse  of  existing  software  components  (traditionally used  in  the  satellite  ground  segments).  This  allows  providing  to  the  scientific  community  a reliable,  scalable  and  high‐performance  Ground Segment  to  manage  balloon  missions,  on  various operational sites all around the world.  

**************** 

Ten Galileo FOC Payload EGSE Systems – Challenges in Design, MAIT and Schedule  

Kubr, H.; Mader, W.; Unfried, C. Siemens AG Österreich, AUSTRIA 

Siemens  Austria  has  a  long  track  record  in  providing EGSE  components  and  subsystems.  For  Galileo*  IOV, apart  from  Power  SCOE  and  TT&C  SCOE,  Siemens  has been responsible for the Payload Test System (customer Astrium Ltd).  

For the FOC phase, Siemens has been selected by Surrey Satellite Technology Limited (SSTL, UK) for the supply of the  whole  Payload  EGSE,  which  consists  of  a  Service Module  Simulator  (SMS)  covering  all  the  Power‐, Mil‐Bus and Discrete Front‐Ends  to  the Galileo Payload, as well as  the Payload Test System  (PTS)  covering  the RF 

23

Page 24: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

interfaces to the Payload and providing automated Test sequences  to  measure  critical  payload  parameters. The PTS Master Test Controller  is based on SCOS‐2000, thereby  fully  exploiting  the  heritage  from  the  SCOS‐2000 EGSE Reference platform and  fully compatible  to the SCOS‐2000 based Galileo FOC Core EGSE  (provided by Terma to OHB). 

The  P/L  EGSE  also  provides  a  high  performance  Time Reference  including  Ultra  Stable  Oscillator  with Redundant  Active  Hydrogen Masers  for  providing  the time  reference  of  the  EGSE  and  measuring  the performance  of  the  Payload  Clocks  (passive  Masers). The  Thermal  SCOE  provides  heaters/cooling  interfaces to the Payload.  

Siemens  provides  the  work  together  with subcontractors, which have  as well  long  experience  in EGSE  applications:  SSBV  for  the  SMS  hardware  and Terma  for  the  SMS  software  and  Thermal  SCOE. The  technical  challenges  are  not  only  to  integrate complex  subsystems,  but  also  to  manage  a  highly demanding  delivery  schedule  to  provide  10  P/L  EGSE systems  in  the  course  of  2011.  5  Systems  will  be installed at the P/L integration site in Guildford and 5 at the  S/C  integration  at  OHB  Systems  in  Bremen. The P/L  EGSE project has been  started  in March 2010 and has reached CDR in September. The first delivery to SSTL took place  in February, 2011 and the shipment of the first system to OHB is scheduled for April 2011.  

‐‐‐ *  Please  note  that  the  term  "Galileo"  refers  to  the "satellite‐supported European Navigation System".  

**************** 

GSMC ‐ Ground Station Monitoring & Control  Riccio, F.1; Lannes, C.2 

1Logica Deutschland GmbH & Co. KG, GERMANY; 2European Space Agency ESA/ESOC, GERMANY 

The GSMC  Implementation  is  the  implementation  and detailed design phase of the Ground Station Monitoring and  Control  system.  As  part  of  the  project  is  also included the Common Monitoring and Control Platform. The project  is  representing  the next generation of  the Station Computer2 and Monitoring and Control Station which represent the current system used for monitoring & control Ground Stations. Integration, reuse of existing code,  new  challenging  implementations  in  new  area never explored before (i.e. WAN problems including low bandwidth  and delayed  communications  links)  are  the key  issues  of  this  project.  The GSMC will replace systems that have been in use for many  years.  These  existing  systems  have  been continuously  maintained  and  any  problems  with reliability  have  long  since  been  ironed  out.  As  such these  systems  have  gained  the  trust  of  the  ground 

station  engineers.  The  driving  factor  behind  the development  of  the  new  GSMC  is  to  provide  much needed new functionality to allow much more flexibility and provide improved capabilities.  

The  baseline  for  development  of  the  Common Monitoring  and  Control  platform  is  the  generic  MCS control  system  SCOS‐2000.  While  this  system  has continuously been improved over the years, it has been designed  to  be  used  on  a  Local  Area  Network. One of the major changes for the GSMC development is that  the  new  system will  be  distributed  over  a Wide Area Network with limited bandwidth and high latency. Server  components  will  be  located  at  the  ground stations,  however  the  operator  workstation  may  be located  at  a  remote  location,  typically  at  the ESTRACK Control Centre at ESOC.  

The existing Ground  Station Tailoring  System  (GSTS)  is another  important  aspect  considered  critical  for  this project. The GSTS has been in use for a number of years, significant  usability  improvements  can  be made when providing its replacement. The main goal is to produce a system  that will be  a welcome  improvement over  the current  systems  in  place  and with  allow  engineers  to undertake day to day activities in a much more efficient manner.  

The  EGOS User  Desktop  as well will  be  supplying  the majority  of  graphical  user  interfaces  for  the GSMC  by also  including  substantial  new  implementations  like MIMICs and Matrix displays.  

**************** 

Evolution of FEC architecture  Fernandez‐Ranada, I1; Fuentes, A1; Perez, R1; Droll, P2 1TCP Sistemas e Ingeniería, SPAIN; 2European Space 

Agency, ESA/ESOC, GERMANY 

The  FEC,  the  Front‐End  Controller  system,  is  a  key element  of  ESA's  Ground  Segment  infrastructure.  It provides critical functions required for establishing and maintaining  the  communication with  the  spacecraft.  It is  furthermore  an  intelligent  subsystem  used  for  the monitoring and control of  the equipment  installed  in a ground  station  antenna.  The  FEC  evaluates  and combines  monitoring  information  in  order  to  control the  equipment  according  to  predefined  algorithms. These  algorithms  have  been  verified  and  improved during  years  of  routine  operations,  LEOP's  and spacecraft emergency cases.  

The  current  Front‐End  Controller  installed  in  all ESTRACK  antennas,  is  the  result  of  the  porting  of  the FEC MkIII  on  a Motorola‐VersaDOS  platform  to  a MS‐Windows  platform.  During  the  last  ten  years  several new  functions have been  implemented, which  implied the  development  of  many  enhancements  and 

24

Page 25: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

improvements  in  the  functionality  of  the  system,  but not in its architecture.  

One  of  the  major  drawbacks  of  the  current  system architecture  was  the  insufficient  separation  of  the ground  station  dependent  and  ground  station independent software modules. Already minor changes related  to  the monitored devices affected  immediately the  system  code,  resulting  in  undesired  side‐effects/ misbehaviour  and  unnecessary  effort  for  the  software maintenance.  In  order  to make  the  FEC  independent from  the  logical  distribution  of  the  devices,  the architecture  of  the  system  has  been  modified.  E.g. device drivers can now be added, removed or updated from the FEC purely by tailoring the FEC software.  

The  so  called  FEC  World  is  the  heart  of  the  data representation of  the FEC. Previously,  the definition of the  FEC World  tree  defining  the  parameter  ID,  type, initialisation  of  values,  etc.  was  hardcoded.  Now  all these  information  is  read directly  from  the  FEC World database and the FECW tree is automatically initialized.  

An  important  step  to  make  the  FEC  software independent  from  the  ground  station  was  the introduction  of  truth  tables  for  the  derivation  of monitoring  parameters.  The  (logical)  relationship between parameters  is defined  in matrixes, which  can be modified without affecting the code.  

Another aim in the frame of the FEC enhancement is the harmonisation  of  the  FEC  system  with  the  other  ESA ground  segment  software  systems,  within  the  EGOS initiative. The future FEC will run on the recommended baseline OS, which  is currently Linux SLES 11, 64 bit.  In order  to  ease  future  porting,  it  was  decided  to implement it as a multi‐platform system. All system calls were  moved  to  common  libraries,  and  these  were developed  to  work  for  Linux  and  Windows  OS.  The result is a code capable of working in both platforms.  

This paper  is aimed at describing the strategy followed for  the  design  and  implementation  of  these architectural  enhancements  within  the  FEC.  It  will discuss the results obtained and the experience gained during this period.  

**************** 

Exploiting ESOC infrastructure over the long term  Patrick, R 

Terma A/S, DENMARK 

It  is nearly 10 years now  that a wide  range companies and organisations have been exploiting ESOC ‐ software ‐  infrastructure  products  for  their  own  purposes.  The most  widely  used  of  these  is  SCOS‐2000.  This  paper looks at how we at Terma have managed to exploit the opportunities and our experience over the long term of 

remaining  aligned  to  the  "core"  product  development within ESOC. We also identify some lessons learned that should  be  fed  into  current  initiatives  for  developing such infrastructure products.  

**************** 

Satellite Control Systems Provision and Maintenance Choices  

Tortosa, M. Eutelsat, FRANCE 

Eutelsat  satellite  control  facilities  operate  23  satellites on‐station and permits  to supports LEOP operation  for new  launches. The  initial satellite control software was based  on  European  Space  Agency  technology.  New systems  and  facilities  have  been  implementing  taking advantage  of  the  open  nature  of  the  the  initial deployment.  This  has  permitted  to  cope  with  new requirements  for  the  control  of  more  complex  and powerful satellite platforms and to enhance operability. In  the  implementation  of  these  enhancements preference is given to develop on open software rather than  on  proprietary  products  that  are  expensive  to procure  and  even  more  expensive  and  difficult  to maintain over  the  long  term.  This permits  to build up infrastructure  that  can  be  reused  in  future implementations.  Such  an  option  has  the  ability  to adapt progressively  to changes  in  the operation or  the maintenance  process.  It  permits  the  introduction  of new  technology  or  of  capabilities  than  in  other circumstances  result  in  adding  stress  to  the  operation and  to  the  organisation  of  the  work. Presentation topics will include: ‐ Evolution of the systems used by Eutelsat for satellite control. ‐ Multi‐mission environment: the challenge of reducing complexity and operational costs; ‐ Key topics in the provision and maintenance of ground control systems. ‐ Multi‐purpose design: develop once and use in many ways. ‐ Building up on Web technology. ‐ Lessons learnt: strengths and issues. The presentation will try to encourage the exchange on the above areas to come up with the grounds for successful outcome and with problematical issues.  

**************** 

Ground Station Network for Micro/Nanosatellite Operation  

Kurahara, N.1; Shirasaka, S.2; Nakasuka, S.1 1University of Tokyo, JAPAN; 2Keio University, JAPAN 

For  last decade,  satellite  research and development  in the Universities or  small businesses have been getting popular. Dozens  of micro/nano‐satellite, which weighs only  tens  kg,  development  projects  are  ongoing  in  all 

25

Page 26: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

over  the world.  The micro/nano‐satellite development cost  is a few hundredth of a percent of bigger satellite. Great  cost  down  contributed  the  quick  spread  of micro/nano‐satellite  development.  In  the  meantime, more  than 10  Japanese micro/nano‐satellites  launched and successfully operated in space since 2003. In March 2010, governmentally  funded program  "New Paradigm of  Space  Development  and  Utilization  by  Nano‐satellites" was kicked‐off, and "Innovative Nano Satellite Technology  Center  (INSTEC)"  in University  of  Tokyo  is coordinating  the  nation‐wide  activities  to  establish  an innovative  architecture,  development  process  and utilization  ways  of  micro/nano‐satellite,  in  order  to pursue  the  possibility  of  making  micro/nano‐satellite viable  players  of  space  industry  and  utilizations. Over the next three years, INSTEC aim to develop and launch five  satellites  with  business  centered  missions. Micro/nano‐satellites  have  begun  to  play  important roles  not  only  in  the  field  of  education,  but  also  for practical  applications,  including  space  sciences,  signal acquisitions,  technology  demonstrations,  Earth observations, entertainment, etc. However,  in order  to make micro/nano‐satellites more  attractive  candidates for  such  applications,  more  extensive  studies  will  be needed  in  the  field  of  subsystem  technologies, architecture, systems engineering, and so on. Especially ground  system  architectures  suitable  for micro/nano‐satellite application should be considered. Collaborative micro/nano‐satellite  operation  network  is  very important to increase the telecommunication time with low  cost.  Easy  and  frequent  access  to  the  satellite  is necessary  to  increase  the  number  of  end  user  and  to commercialize  the micro/nano‐satellite.  INSTEC started a discussion  for standardization of micro/nano‐satellite operation  network with world‐wide  players.  A  goal  of the discussion  is  to make  a  system which provides  an easy way to connect collaborative ground stations for all micro/nano‐satellite  operators.  Data  format,  protocol, security issue, legal issue etc. are discussed.  

**************** 

Development of SODAs for Improving Efficiency and Security for Satellite Control  

Techavijit, P.; Sirikhant, A.; Detpon, A.; Tongpan, J. Geo‐Informatics and Space Technology Development 

Agency (GISTDA), THAILAND 

Satellite  controlling  and  monitoring  are  the  main responsibility  of  Satellite  Operation  and  Control  team (SOC)  at  THEOS  Control  Ground  Center,  Siracha Chonburi  since  THEOS  (THailand  Earth  Observation Satellite)  was  launched  on  1st  October  2008.  SOC Operators  perform  Telemetry  downlink  in  order  to acquire  Housekeeping  Data,  S‐Band  control  and Telecommand uplink  in order to send mission program and specific operational commands to the satellite. This requires  precise  operations within  each  visibility  (lasts approximately 10 minutes), therefore all SOC Operators 

need  to be well  trained and passed  through numerous qualification processes.  In  order  to  assist  the  operator  and  to  reduce  human error,  specific  templates  are  used  while  preparing commands  and  recording  real  time  monitoring  of satellite  parameters.  However  there  are  errors  from operators when finding data in limited time, error in log book  recording  due  to  the  different  standard  of operators,  error  during  data  transferring.  Other constraints  include  data  searching,  data  storage  area and operational briefing discrepancy. To  address  all  these  issues,  SOC  team  has  developed active tool called SODAs (Satellite Operational Dynamic Assistant System) which replaces paper based template. SODAs,  developed  in  Web  application  and  Windows application  formats,  can  be  used  for  preparing  set  of commands and record real time satellite parameters  in electronic  form.  SODAs  is  also  capable  of  estimating commands  duration,  calculating  plan  number  for security  and  generating  operational  report.  The simplified graphic user  interface allows operators to fill in data correctly. All operational data is then archived in electronic  database  system  that  allows  quick  access. SODAs  is  designed  to  assist  operator  in  THEOS Operation  in  order  to  increase  efficiency,  and  reduce errors.  It  is  designed  also  for  the  next  generation  of THAILAND’s Satellite as well.  

**************** 

Ground Segment Security: light and shade  Vivero, J 

GMV, SPAIN 

Traditionally  ground  segments  design  and implementation  has  been  focused  on  availability: multiple  sites,  redundant  systems and networks,  spare equipment, etc. In contrast, confidentiality and integrity dimensions  of  information  security  have  relied  in assumptions  that  no  longer  (if  ever)  apply:  physical isolation of the ground segment systems and networks, specialized knowledge only accessible to a few, trustful employees never attempting a malicious action,  lack of interest  to  attackers  due  to  absence  of  financial transactions, etc.  

Nowadays  reality  is  certainly  different.  Business requires more connections from the outside to provide higher value to customers, outsource more activities to external providers, reduce the time to access for on‐call administrators…  Knowledge  is,  nowadays,  easily accessible  to  anyone  with  enough  interest  and  time. Motivations  for  attackers  are more  varied  than  ever: they can range from revenge by disgruntled employees to  highly  organized  groups  and  even  governments investing  significant  quantities  of  time  and  effort  to reach  their  goals  (e.g.  extortion,  espionage,  cyber sabotage, cyber war...).  

26

Page 27: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Space  agencies  and  organizations  are  progressively gaining  awareness  about  this  situation  and  slowly introducing safeguards to fight these threats. However, there  are  lights  and  shade  in  the  introduction  of safeguards within ground  segments. On  the one hand, ground  segments  provide  two  very  interesting properties  from  the  security  point  of  view.  First,  all ground  segments  have  the  same  conceptual  design: with modules that provide telecommand and telemetry, mission  control,  flight  dynamics,  etc.  This  enables  the definition  of  a  conceptual  security  framework  which would, with some adaptations, suit as a general solution and  reduce  significantly  the  effort  in  a  case  by  case basis.  Second,  ground  segments  are  typically  stable  in nature.  Once  they  are  implemented,  they  suffer  few changes  during  their  lifetime  (that  usually  spans  for decades) and changes are always carefully planned and scheduled.  Such  property  permits  a  tight  definition  of the expected behaviour of the ground segment and the enforcement  of  such  behaviour  to  avoid  and  detect security anomalies.  

On the other hand, safeguards to be efficient require a combination of knowledge which  is hard  to achieve or find.  It  requires  i)  detailed  knowledge  about  ground segments,  so  that  the  safeguard  integrates  smoothly within the environment and does not create more harm than benefit;  ii)  knowledge  about  information  security management  to  ensure  that  the  safeguard  is  aligned with  the  business;  iii)  knowledge  about  security assessment methodologies  to  target  first  those  threats that  introduce  the  higher  risks  and  finally,  iv)  wide knowledge about security technologies and solutions to be  able  to  select  the  best  alternative,  even  if  it  was initially foreseen for another sector.  

The presentation will review all these issues and provide recommendations about the steps to be followed for a consistent  information  security  approach.  It  will  also describe  a  small  example  of  security  solution  initially foreseen for a different sector (ATM security) but which fits  very  well  within  the  Ground  Segment:  Checker. 

Checker  enables  centralized  administration  of  systems security,  including  control  of  which  applications  are allowed to execute and what resources each application is allowed to access.  

**************** 

Automated Computer Network Defence  Wiemer, D. 

Defence R&D Canada, CANADA 

Information  Technology  (IT)  solutions  are  essential aspects  of  critical  ground  systems  supporting  space missions.  Unfortunately,  IT  solutions  also  provide  an avenue for cyber attackers to compromise systems and conduct  acts  of  espionage  (loss  of  confidentiality), Tampering  (loss of  integrity) and denial of service  (loss of  availability).  Without  the  aid  of  automation,  the complexity of IT solutions makes  it  increasingly difficult to  identify appropriate cyber security courses of action that will  optimally mitigate  attacker  capabilities while minimizing  the  impact  to  critical  operations. Fortunately,  advances  are  being made  in  the  area  of Automated Computer Network Defence (CND) that will significantly  improve  the  ability  for  security  and network operations personnel to optimize and prioritize courses  of  action  to mitigate  identified  vulnerabilities and  respond  to  cyber  security  incidents.  This presentation  will  describe  some  advanced  technology and operational concepts supporting Automated CND as well  as  provide  an  overview  of  projects  were  these concepts  are  being  applied.  An  illustration  and description  of  a  logical  architecture  supporting Automated CND will be included in the presentation.  

**************** 

SOA4GDS: Evaluating the Suitability of Emerging Service based Technologies in Ground Data Systems  

Parsons, P1; Walsh, A2 1The Server Labs, SPAIN; 2VEGA, GERMANY 

The  SOA4GDS  project  is  an  ESA  Basic  Technology Reseatch Project  (TRP)  study  that has been  conducted jointly  by  The  Server  Labs  and  VEGA  to  evaluate  the suitability  of  emerging  service  based  technologies  (i.e. SOA)  in  the  context  of  ESA/ESOC's  griound  data systems.  Service based  technologies have been widely and  successfully adopted within  computer  industry  for many years as they provide a means to decouple system components  and  applications making  the  system  as  a whole  more  flexible.  The  study  focused  on  the suitability of the Service Component Architecture (SCA) and  Java  Business  Integration  (JBI)  standards.  In addition,  the  Business  Process  Execution  Language (BPEL)  and  OSGi  standards  were  also  evaluated.  The study  approach  was  based  on  iterative  rapid‐prototyping  of  a  representative  SOA  based  Data Distribution  System  integrating with  ESOC's  FARC  and 

27

Page 28: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

DARC applications. In order to facilitate the prototyping within  the study a Cloud based approach was adopted for both for the SDE tools used within the study and the test  and  development  environment.  This  also demonstrated  that  selected  parts  of  the  ground segment  are  suitable  candidates  for  deploying  in  the Cloud.  

 

Service  Component  Architecture  (SCA)  provides  a technology agnostic model, both for the composition of services  and  for  the  creation  of  service  components. SCA  is  designed  to  be  heterogenerous,  that  is  to  say components  can be  implemented  in  several  languages (Java,  C++,  etc)  while  separating  the  communication with the component from what the component does.  

One  of  the  problems  often  found  in  SOA  projects  is reaching  the  correct  balance  between  coarse‐grained services that should be consumed over the net and fine‐grained  services.  SCA  solves  this  with  a  composition model  that  supports multiple  layer  recursive  assembly of  coarse‐grained  components  out  of  fine‐grained tightly coupled components.  

The Java Business  Integration (JBI) specification defines a  standardised  integration  platform  between  service consumers and providers that as the name suggests are written  in  Java.  JBI  is  complementary  to  SCA  and  is  a good framework for implementing integration logic that can  be  cleanly  separated  from  applications  services. Many  JBI  based  ESB  products  offer  good  selection  of protocol  adaptors  which  enable  the  integration  of systems using a variety of communication protocols.  

We  shall  present  the  findings  and  conclusions  of  the study, which were generally very positive with regard to the  suitability of  the SOA  technologies  considered and which  potentially  could  shape  the  development  of future ESA/ESOC ground data systems.  

**************** 

 

 

Modern Frameworks ‐ The Fantastic Four  Villemos, GV; James, S.; Doyle, M.; Klug, J. 

Logica, GERMANY 

Modern  space missions of  today are gaining  rapidly  in complexity. The number of organisations both national and  international  along  with  their  differing  systems continues  to  increase. This complexity  is driven by  the ever  increasing  needs  to  integrate  diverse  systems, realise  differing  complex  mission  requirements  and manage  efficiently  and  cost  effectively  infrastructure baselines.  

A  key  element  of  achieving  this  is  simplicity  and flexibility.  Two  often  cited,  frequently  claimed,  and rarely  delivered  features  of modern  IT  systems.  Yet  a new  generation  of  OSS middleware  frameworks  have emerged, based on new  concepts of how  to assemble and  connect  systems,  that  provide  exactly  these features.  Most  of  these  have  been  developed  as  a reaction to the complexity of existing solutions.  

At  the  core  of  the  new  paradigm  lies  a  complete decoupling  of  dependencies;  Business  components should not know or care where  in the processing chain they operate or how they communicate. The routing of message  to and  from  it  is managed by  the  framework, based  on  the  user  defined  assembly,  as  well  as intelligent  algorithms  based  on  convention  over configuration, and reflection.  

This  concept  is  very  similar  to  the  SOA  idiom  of atomicity  of  services  and  loose  coupling,  but  current SOA platforms  typically  fail  to deliver on simplicity and the  associated  costs  can  be  high.  These  new frameworks offer an alternative path. They have aimed at  delivering  simplicity  and  flexibility,  automating  as much  as  possible.  They  provide  proven  solutions  to meet  the  challenging  integration  needs  of  future missions.  

Four OSS middlewares, each complementing the others, have been used extensively by Logica over the last years namely,  Spring,  Camel,  Activemq  and  Jetty  with Cometd.  Together  these  provide  an  amazingly  flexible and  powerful  framework,  facilitating  the  development of complex systems in a matter of hours. When coupled with  libraries  that  support  platform  and  language independent  data  structures  supporting  complex  data exchanges a complete development stack emerges.  

28

This  paper  describes  the  evolution  of  programming paradigms,  from closely coupled systems, over SOA,  to extremely  loosely  coupled,  highly  configurable  and modular systems. Using a concrete example  this paper will demonstrate  the potential of  these  frameworks  to reliably  and  cost  effectively meet  the  future  needs  of missions.  

Page 29: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

**************** 

Leveraging EGOS User Desktop and hifly® to evolve SCOS‐2000  

Casas, N; Estévez, C GMV, SPAIN 

At  some  point  in  time,  ESOC  created  the  EGOS  User Desktop  framework,  providing  a  client  application platform  based  on  Eclipse  RCP  Java  technology.  The EGOS  User  Desktop  (EUD)  enables  the  dynamic composition of user  interfaces to access different ESOC systems in a decoupled way.  

In parallel, GMV faced the challenge of reengineering its SCOS‐2000‐based  satellite  control  system  hifly®  to replace  the  User  Interface  layer  that  relied  on  a proprietary C++ API  in favour of Eclipse RCP. GMV took the  opportunity  to  aim  at  a more  ambitious  twofold goal: driving  the whole  system  into a Service‐Oriented Architecture  (SOA),  plus  creating  a  plugin‐oriented application platform  that enabled  client displays  to be composable.  

The  result of  such architectural  refurbishment  consists of  a  new  C++  service  layer  that  exposes  high  level domain  logic  from hifly,  a  set of  Java  service  adapters that  encapsulate  the  actual  transport  protocols  and  a group  of  Eclipse  RCP  components  and  displays  to replace the old graphical user interfaces.  

Given  the high degree of alignment of  SCOS‐2000 and hifly,  ESA  capitalized  on GMV's  experience  to  develop the  next  generation  of  their MCS  user  interface  layer based on  the EGOS User Desktop. The ongoing project S2K2EUD  aims  at  applying  to  SCOS‐2000  a reengineering  analogous  to  that  of  hifly,  reusing  the service  layer  and  user  interfaces  developed  for  it, but using  EUD  as  the  system  foundation.  Integration  of other Java based source code from other systems such as  displays  from  EUD‐SMH  and  MICONYS  is  also foreseen.  

An  Agile  approach  has  been  followed  throughout  the life‐cycle of the project. Continuous feedback from both users and technical staff at ESOC ensured that displays usability expectations and maximum functionality reuse could  be  achieved  while  coordinating  with developments  in other projects such as Ground Station Monitoring and Control (GSMC) development.  

The  new  system  architecture  opens  up  the  door  to scenarios  that  were  not  feasible  before,  either technically  or  in  terms  of  effort:  displays  can  be combined  in  applications  to  fit  the  needs  of  each mission; the fully decoupled user interfaces can now run remotely on machines where SCOS‐2000 is not installed, so in principle even under other operating systems; the isolation  of  the  dependency  on  CORBA  by  means  of 

service  adapters  makes  a  future  replacement  of  the protocol  in  the  communications  between  server  and client possible;  finally,  the  Java  service  adapters  could be  reused  for exposing SCOS‐2000 domain  logic via an Enterprise  Service  Bus  (ESB)  to  boost  the interoperability of the service layer.  

**************** 

Improve Usability of Graphical User Interfaces with New Technologies in Ground Centre Software  Marty, S.1; Volland, S.1; Cros, P‐A.1; Bornuat, P.1; 

Anadon, M‐L.2; Gelie, P.2 1CS Systèmes d’Information, FRANCE; 2CNES, FRANCE 

These  last  years,  software  and  hardware  front‐end technologies,  meaning  technologies  in  which  users directly  interact  with,  have  been  subject  to  major changes.  Ground  segment  software  may  strongly benefit  from  these  technologies,  which  may  improve their  usability,  and  therefore  strengthen  operators efficiency and satisfaction.  

CNES  has  decided  to  develop  a  new  control  centre product  line, so as  to significantly reduce development risks  and  costs.  In  order  to  evaluate  several  emerging technologies,  CNES  has  delegated  to  CS  the implementation of a control centre mock‐up. This mock‐up  integrates  a  telemetry‐monitoring  application, designed and developed by CS, which goal is, in terms of look and feel, to simplify user interactions and improve the  quality  of  graphical  user  interfaces.  By  bringing more  fluidity  to  the  user's  workflow  and  increasing information  visibility  and  accessibility,  the  user  can focus on "what  to do"  rather  than on "how  to do". CS has compared two distinct technology mainstreams, on one side a Desktop application, and on the other side, a Web  application,  including  on  both  sides  the  same functional  scope.  The  desktop  application  is  based  on the  future  "E4"  Eclipse  Rich  Client  Platform  (RCP),  a cross‐platform application framework based on the Java programming  language. The web application  is built on top  of  Google  Web  Toolkit  (GWT)  and  many  other related  "Web  2.0"  components,  taking  advantage  of both Java and Javascript technologies.  

This  paper  presents  the  main  advantages  and drawbacks  of  each  solution.  Besides  user  experience and  graphical  interfaces,  it  also  focuses  on  software modularity,  programming  architecture  and  real  time performance  for  both  approaches. Moreover  we  also introduce  an  innovative  way  of  managing  and interacting  with  temporal  information  in  ground segment software.  

**************** 

 

29

Page 30: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Telemetry Archiving: How To Optimise Storage Efficiency, Retrieval Speed And Real‐Time Performance  

Kumpf, C.; Foweraker, R. MakaluMedia GmbH, GERMANY 

Over  the  last  two  years,  Makalumedia  GmbH  have developed  a  high  performance  telemetry  data  archive for Eutelsat. This archive is the data storage component of  the  TeleViews  System  and  it  stores  change‐only telemetry  data  for  all  satellites  (currently  24)  in  the Eutelsat fleet on two dedicated servers.  

At the beginning of the project we performed a review of  existing  archive  systems.  None  of  these  archives exactly matched our requirements or expectations. We made the decision to develop our own system.  

In  this  presentation,  promised  at  the  last  ESAW Workshop  in  2009,  we  describe  the  design  of  this archive.  The  archive  supports  very  fast  data  retrieval speeds  along with  quasi‐live  streaming. Data  is  stored very efficiently compared with other telemetry archives that we have studied.  

The design  is very  scalable and  it  is  straightforward  to add  new  satellites  or  move  data  between  servers without  interrupting  the  availability  of  the  archived data.  

Archived  telemetry  data  is  made  available  to  other applications,  including  the  TeleViews web  application, via a simple HTTP  interface. Data  is currently served  in either  JSON  or  CSV  formats  and  extension  to  other formats  is  straightforward.  The  archive  also  supports several  statistical  calculations,  for  example  minimum, maximum  and  average, over  any desired  time  interval and sampling period.  

**************** 

Towards a high performance LEON/GRLIB Emulator  Marchesi, J.E. 

Terma GmbH, GERMANY 

The  ESOC  ERC32  Emulator  is  a  fully  functional  high‐performance  processor  emulator  implementing  the SPARCv7 micro  architecture  and  the  devices  found  in the  standard  ERC32  chips  developed  by  Atmel.  Now that LEON2 and LEON3 based on board computers are being  used  in  ESA  missions,  the  modification  of  the ESOC  Emulator  to  support  those  later  processors  is being considered by Terma. The primary usage of such an  emulator  would  be  in  Operational  Simulators developed by ESOC. This paper  is, unlike Gaul, divided into  three  parts.  The  first  part  contains  a  brief  but detailed discussion on  the differences between ERC32, LEON2  and  LEON3,  focusing  in  the  issues  having  an impact  in  the  emulation.  For  example,  we  have  to consider  the modular nature of  LEON3 based  systems: 

while  ERC32  and  LEON2  systems  are  predefined  SOCs (system  on  a  chip)  LEON3  based  computers  are constructed  by  several  reusable  IP  cores  distributed around  a  common  on‐chip  bus.  That means  that  the entity  to  be  emulated  becomes  a  customizable collection  of  quite  different  components.  Other examples  are  the  differences  introduced  by  the SPARCv8 micro architecture and  the usage of pipelines and  the  instruction  cache.  The  second  part  uses  that analysis  to  produce  a  set  of  needed  and  desirable characteristics  for  a  LEON3  emulator.  For  example, given  the modular nature of  LEON3  it  comes  that  the emulator  suite  shall  be modular  and  flexible,  allowing the  easy  addition  of  new  emulator models.  Likewise, given  the new  functionality  introduced by  the pipeline and  the  instruction  cache,  performance  becomes  an important  issue.  Finally,  the  third  part  applies  those generic considerations to the concrete case of the ESOC Emulator,  and  proposes  an  architectural  solution  for turning  it  into a  fully  functional  LEON/GRLIB Emulator, suitable to satisfy ESOC's needs.  

**************** 

A Netpdl Based Prototype Implementation of Galileo Attitude Orbit Control System Scoe Controller, and an Overview of Netpdl Utilization in Network Ground 

Software Components.  Bertoli, A.1; Risso, F.2 

1Carlo Gavazzi Space, ITALY; 2Politecnico of Turin, ITALY 

The SCOE controller  is a software component  in charge of  interfacing  SCOE  equipments  with  the  EGSE  core allowing  the  remote  control  of  the  equipments  itself. SCOE  equipments  include  custom  subsystems,  COTS instrument  and  specific  devices  to  be  interfaced with the  unit  under  test.  Since  these  items  have  a  specific and  often  custom  communication  protocol,  the  SCOE controller  must  manage  the  connection  and  the communication  of  these  devices  using  different protocols. Protocol with textual or binary packet format should be harmonized, converted and packetized before of  routing  them  to  the  EGSE  Core  and  managed  by SCOS2K.  Up  to  now  the  protocol  diversity  of  each  equipment connected  to  the SCOE controller  induces constraint  in the  design  and  problems  in  the  standardization  and code  reusing  of  a  important  component  as  the  SCOE controller.  Every  SCOE  controller  must  be  suited  to meet  the need of the specific protocol and  the related application  must  be  always  modified  or  developed again. Obviously,  this  way  of  operating  is  not  efficient: developing  everything  from  scratch  is  costly,  time consuming  and  it may  replicate many  features  (hence bugs)  that  are  common  among  different  applications and  in  different  network  technologies.  A  prototype  work  carried  out  at  Carlo  Gavazzi  Space S.p.A.  (Milan,  Italy)  and  Politecnico  di  Torino  (Turin, Italy)  may  offer  a  solution  to  this  problem.  A  new 

30

Page 31: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

language  has  been  proposed  by  the  Politecnico  di Torino  that  allows  to  define  the  format  of  protocol headers once, to be reused by different applications on different  network  technologies.  This  language,  called NetPDL  (NETwork  Protocol  Definition  Language)  is simple,  intuitive and XML‐based and  it  can be used  to define  the  header  format  and  protocol  encapsulation for  ISO  OSI  layer  2‐7  protocols. We  are  progressively  extending  previous  results, obtained  in  the  classical  TCP/IP  world,  to  the  space domain,  by  developing  NetPDL  descriptions  of  many protocols belonging to the space telemetry and control domains, testing their effectiveness on our applications, and integrating those components in some typical space computation  environments  (i.e.,  operating  systems, etc.).  One  of  the  most  recent  result  refer  to  the possibility  to  support multiple  instruments  or  devices (e.g.,  Antenna  Control  Unit,  AOCS  equipments,  COTS instruments and more) that transmit their data toward a  SCOE  controller;  a NetPDL‐based  protocol  translator reads  the  incoming  packets  in  the  native  protocol format,  translates  all  the  messages  into  the  protocol understood  and  sends  them  to  the  EGSE  core  usually implemented  by  SCOS2K.  The  process  is  repeated  the other  way  round  when  the  EGSE  core  delivers  a command  to  the  equipment/instrument. A  prototype  implementation  of  NetPDL  has  been performed for Galileo Attitude Control System SCOE. In this  realization  the  SCOE  controller  is  in  charge  of converting the internal protocol of the AOCS EGSE host computer  to  EDEN  protocol  used  for  SCOS2K  data handling. The NetPDL technology has been successfully validated  converting  a  AOCS  EGSE  textual  protocol  to the  EDEN  EGSE  core  protocol  simply  describing  the exchanged  packet  by  XML  at  high  level  and  avoiding code  implementation  and  successive  direct modification.  Moreover,  once  the  protocol  has  been described,  it  becomes  available  for  all  the  application that make use of that protocol database, extending the protocol  library  supported  by  the  language.  Starting from  the NetDPL XML  is also possible  to automatically obtain  the SCOS2K Mission  information based  table  to be  imported  in  SCOS2K  for  SCOE  data  management. The  implementation  has  also  demonstrated  the potentiality of the NetPDL  language  in several network ground software components implementation as follow: network  packet  sniffer,  network  packet  filtering, network  packet  classification  and  packet acknowledgement, network  packet  error  injection  and generic  network  packet  translator. The  implementation  has  also  demonstrated  the potentiality of the NetPDL  language  in several network ground  software  components.  Particularly,  a  packet filter is able to select a given subset of traffic (e.g., EDEN packets that have a specific value  into a given protocol field), a protocol classifier can detect which application a packet belongs to, a protocol decoder can return the list  of  all  the  fields  contained  into  a  packet,  and  a generic  network  protocol  translator  can  translate  the content  of  a  protocol  A  into  a  payload  formatted 

according to the rules of protocol B. Additionally, we are able  to  generate  acknowledgement  packets,  and perform  network  packet  error  injection. This  talk  aims  at  giving  an  overview  of  the  NetPDL technology  and  to  present  the  recent  findings  on  this topic,  highlighting  whether  (and  to  what  extent)  this technology can bring benefits in the space environment. Finally,  it will  also point out  the  current  limitations of this approach and the possible future directions.  

**************** 

Integrated Test Concept and Test Automation for Aerospace Projects  

Hofmann, J. T‐Systems, GERMANY 

The  European  Space Agency  (ESA)  and  its  subsequent organisations  periodically  face  great  challenges  when integrating,  testing  and  verifying  new  satellites.  The situation  is  intensified when  requirement  threads  and information flows down to test procedures, test reports and  test  data  are  disconnected  due  to  different industrial partners involved.  

T‐Systems as a strong partner for global companies and European  public  institutions  in  the  area  of Communications  and  IT  Technologies  (ICT)  have developed an Integrated Test and Automation Approach which  has  been  verified  in  numerous  projects  within and  outside  the  aerospace  industry.  The  concept comprises  the  processes,  tools  and  methods  needed during  the  verification phase of  complex development programs and is established by the following principles.  

Rigorous  analysis  of  requirements  in  conjunction with  coordinated  distribution  of  derived  test requirements  to  the  best  suited  test  levels  and stages  

Optimized mixture of manual and automated tests in strict consideration of  technical and commercial aspects  

Early  design  of  integration‐  and  acceptance  tests (‘end  to end  tests’) with derived  requirements  for e.g. the EGSE and other test support tools  

Integrated data and document flow system shared between  the  main  contractor  and  her  suppliers, providing a high level of automated documentation and enabling strict configuration control  

Effective validation of  the satellite system and SW design,  considering  especially  the  dependencies within the systems.  

The  presentation  gives  details  to  the  above  principles and  offers  an  IT  architecture  which  supports  the validation and verification process across the borders of companies and organisations.  

31

**************** 

Page 32: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

CCSDS Mission Operations Services ‐ Current Status  Cooper, S; Thompson, R SciSys, UNITED KINGDOM 

The  CCSDS  Spacecraft  Monitor  and  Control  (SM&C) working  group  is  working  on  the  specification  of  a Mission Operations (MO) service standard.  

The  working  group  is  standardising  three  aspects  of space services:  

A  set  of  application  services  for  the  mission operations  of  spacecrafts  :  Services  currently identified  are  Monitor  &  Control  (commands, parameters  and  events),  Time,  Planning, Automation,  Scheduling,  Data  Product Management…  

A  set  of  services  for  the  support  of  common infrastructure  :  Services  currently  under development are Login, Service Directory, Operator Interaction,  Historical  Replay  and  Retrieval, Configuration Management.  

A  Message  Abstraction  Layer  (MAL)  (Published CCSDS Standard)  : Provides an abstract messaging model that separates the physical representation of messages  'on  the  wire'  from  the  physical representation  in  a  specific  computer implementation language.  

The main characteristics of this architecture are:  

Extensible  Framework:  Common  and  Generic Elements  

Distributable:  Independent  of  Deployment Architecture  

Protocol  Agnostic:  Independent  of  Transport Technology  

Language  Neutral:  Independent  of  Deployment Language  

The  central ability  that  the MO  concept  is based on  is the MAL. This defines an abstract model  for basic data types  (float, Boolean,  integer etc)  and how  these may be  combined  together  into  composite  structures  and lists. Any service is then defined in terms of the abstract data model and the messaging patterns provided by the MAL.  

Mapping transformations from this abstract model to a communications  technology  allow  messages  to  be transmitted  across  a  specific  technology  without requiring any knowledge by the transport of the higher applications,  and  mapping  transformations  to  a programming  language  allow  applications  to  be developed  without  requiring  knowledge  of  the underlying  messaging  technology  thus  allowing  it  to change with affecting the applications.  

With the publication of the MAL standard by CCSDS, the working group is moving its attention to the application services; this presentation covers the work to date, the status of  the  standardisation  effort,  and  road map  for the future.  

Current  activities  include  the  development  of  a standard  service  template;  specification  of  the  first application level service addressing Parameters, Actions and  Alerts;  and  development  of  technology mappings for Java and Packet TM/TC.  

**************** 

Where do we stand with CCSDS SM&C at CNES ?  Poupart, E.; Pasquier, H. 

CNES ‐ Centre Spatial de Toulouse, FRANCE 

CCSDS Spacecraft Monitor and Control (SM&C) Working Group  (WG)  is  now  in  a  very  productive  phase  with three published books and many prototyping exercises during  2010,  and  with  many  others  publications expected during 2011. 

This presentation will describe CNES involvement in this standardisation effort and the expected benefits for the future  software  implementations  in  the  new  CNES control center product line standardised with ISIS.  

MO SERVICES ROADMAP 

The presentation will recall the current CCSDS status of those  SM&C  specifications  and  CNES  involvement  in Java MAL API and SM&C generic and specific encoding specifications. 

MO SERVICES PROTOTYPES 

The formal prototyping required by CCSDS for the MAL has  been  successfully  carried  out  in  cooperation  by CNES  and  ESA.  The  tests  have  been  completely automated.  2105  tests  have  been  run,  in  8  different deployments,  for a  total of 16840  individual  tests. The two  implementations  interoperated  perfectly!  In addition, many other prototyping exercises, involving NASA,  DLR,  CNES  and  ESA,  have  been  successfully completed  and  showed  validity  of  concepts  and  gave answers to performances issues. 

The  presentation  will  focus  on  the  most  recent feedbacks  coming  from  the  different  CNES  prototypes and studies. 

MO  SERVICES  FOR  NEW  CNES  CONTROL  CENTRE PRODUCT LINE 

32

Page 33: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

CNES  has  undergone  to  define  a  future  evolutionary Control  Centres  product  line  for  its  future  missions (2015/2030) with  CSO  as  first  candidate mission.  The foreseen architecture  is service‐oriented  in accordance with CCSDS MO standards. 

Once  the  first product  line architecture elements have been defined, it has been decided to proceed through a mock‐up  development  in  order  to  focus  on  various major topics either related to technological issues, real‐time performance requirements or that are at the very heart of the foreseen architecture. Two presentations of this  control  centre  mock‐up  are  submitted  to  ESAW 2011.  

CONCLUSION  This  abstract  has  described  the  approach  adopted  by the  SM&C  WG  to  standardize  the  service  interfaces between  major  components  of  a  space  mission operations  system.  The  approach  allows  for  software language  and  technology  independence  and  thus permits  in  theory  reusability,  long  term maintainability and total cost of ownership reduction.  

A  key  challenge  for  the  future will be  to demonstrate how  the  MO  Service  framework  can  coexist  with emerging industry standard service frameworks, such as SCA  and many others.  There may be  clear benefits  to deploy MO  Services  over  such  frameworks,  given  the number  of  additional  capabilities  and  technology bindings these frameworks may bring without the need for additional development effort. Such frameworks do not,  however,  address  the  application  specific  service models addressed by the WG. Further work is needed to see  how  the MO  service  framework  can  be  deployed over  such  technologies  and  whether  any  further harmonisation  is  required  within  emerging  industry standard  service  reference  models,  such  as  OASIS. We  can hope  some answers  to  this question  in a very near future.  

Glossary  AMS = Asynchronous Messaging Service  COM = Common Object Model MAL = Message Abstraction Layer  MO = Mission Operations services SM&C = Spacecraft Monitoring and Control  SOA = Service Oriented Architecture WG = Working Group  ISIS = Iniative for Space Innovative Standards 

**************** 

 

 

Space Internetworking and DTN Prototyping: Evolutions in the Space Communications Architecture  Fowell, S1; Wheeler, S1; Stanton, D2; Farrell, S3; Taylor, 

C4; Viana Sanchez, A4 1SciSys UK Ltd, UNITED KINGDOM; 2Keltik Ltd, UNITED KINGDOM; 3Tolerant Networks Ltd, IRELAND; 4ESA 

ESTEC, NETHERLANDS 

INTRODUCTION  

This  paper  describes  the  Space  Internetworking  and DTN Prototyping project, which  is defining a  reference space  communications  architecture  with  a  Network Layer using  the CFDP and DTN protocols and providing packet‐  and  file‐based  operations  encompassing prioritised  commanding,  network  management  and emergency commanding, under an ESA TRP contract.  

EVOLVING SPACE COMMUNICATIONS ARCHITECTURE  

Existing  file‐based  communication with  spacecraft  has tended  to be an ad‐hoc affair using bespoke protocols and operational procedures, without the provision of a clear  Network  Layer  as  identified  in  the  OSI communications model, leading to limited flexibility and high levels of effort to manage.  

Recent  developments  in  space  communication protocols promise to move this to a more capable and, through standardisation, re‐usable basis. The CCSDS File Transfer Protocol  (CFDP)  is a  standardised  file  transfer protocol  for  space,  encompassing  protocols  and procedures  for  transferring  files  between  ground  and spacecraft,  including  via waypoints  such  as  data  relay satellites.  

Disjoint/delay Tolerant Networking (DTN) represents an evolution  from  CFDP  of  its  store‐and‐forward capabilities  through  the  introduction  of  a  dedicated bundle protocol, LTP, at the network layer that is tuned for  long‐delay and disrupted communication  links. DTN and LTP are currently being developed by the  IETF and CCSDS.  

Together  these  are  enablers  for  a  more  automated communications  architecture  for  transfer  of  data  for deep  space  and  planetary missions,  as  illustrated  for example in figure 1.  

In support of this, the  Interagency Operations Advisory Group’s  (IOAG)  SISG  (Space  Internetworking  Strategy Group)  has  recently  published  an Operations  Concept for a Solar System  Internetwork  (SSI), defining a set of reference missions, operational concepts and an end‐to‐end communications architecture.  

However,  as  with  the  introduction  of  any  new technology,  their  impact on existing practises and how 

33

Page 34: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

they should be exploited must be carefully studied and planned for.  

Initial  studies  have  already  been  performed  into defining  operational  concepts  and  into  defining  and profiling  the  reference  communications  architectures. Refinements  to  the  resulting  recommendations  have been  identified  as  being  required  to  address  the following areas:  

Prioritisation of commanding;   Support for emergency commanding of nodes 

“beyond the first hop”;   Support for network management functions) (e.g. 

clearing relay node buffering, command re‐prioritisation);  

Better understanding of the performance of the protocols, especially with regard to the effect of individual link availability in end‐to‐end communications and the load placed on relay nodes.  

MISSION SCENARIOS  

A variety of mission scenarios have been studied,  from EO  satellites  through  to  science  spacecraft  at  L2  and planetary  landers,  looking  at  communication architectures and operational concepts.  

 

REFERENCE SPACE COMMUNICATIONS ARCHITECTURE  

The  reference  space  communications  architectures from the prior study have been updated, taking account of the identified required refinements.  

SPACE COMMUNICATIONS SIMULATOR  

To  better  model  the  mission  scenarios  and  the performance of the reference mission architectures, the SIMSAT/GSTVi‐based  Simulator built  in  the prior  study will be refined as follows:  

Additional mission scenarios simulated, e.g. science spacecraft at L2, Lunar landers;  

Addition of modelling of resource usage on nodes;   Addition of an orbit propagation model;   Higher  fidelity  modelling  of  orbiter‐to‐lander 

communications link;   Improved  automation  of  simulation  runs  and  test 

result analysis.  

Together this will allow  investigation and fine‐tuning of the  communications  architecture  for  the  various mission and operational scenarios and  in particular the protocol  configurations,  so  as  to  provide recommendations as to the optimal configuration of the 

reference  communications  architectures  and  the expected resulting.  

This  simulator  incorporates  a  Java  implementation  of CFDP  that  SciSys has developing  for ESA  and DTN2  an open‐source  DTN  implementation  containing  major contributions from TCD.  

AVIONICS LABORATORY PROTOTYPING  

Finally  a  prototype  of  the  reference  communications architecture  will  be  deployed  on  the  RASTA  Avionics Test bed in ESTEC’s Avionics Lab, so as to:  

Validate  results  of  simulations  using  flight‐representative hardware and software;  

Build demonstrator for integration with future end‐to‐end mission prototypes, e.g. METERON.  

This will build on  the existing  reference SOIS, PUS and CFDP spacecraft configuration that SciSys has developed for ESA and  incorporate use of  ION,  JPL’s open  source implementation of DTN.  

**************** 

Space Data Routers for Exploiting Space DATA  Goetzelmann, M.1; Tsaoussidis, V.2; Diamantopoulos, 

S.2; Amanatidis, T.3; Daglis, I.4; Ghita, B.5 1VEGA Space GmbH, GERMANY; 2Democritus University of Thrace, GREECE; 3Space Internetworks, GREECE; 

4National Observatory of Athens, GREECE; 5University of Plymouth, UNITED KINGDOM 

"Space‐Data  Router  (SDR)"  is  a  device  specifically designed  for  the  dissemination  and  exploitation  of space  data.  SDR  integrates  Delay‐tolerant  networking (DTN)  software  and  implements  interfaces  to  both terrestrial  and  space  internetworking  protocols.  The device  enhances  the  traditional  store‐and‐forward architecture of  internetworking to allow for permanent storage  and  assigns  intermediate  nodes  with responsibility  of  data  custody.  In  this  context,  space data  can  be  distributed  reliably  within  a  designated overlay  that  interconnects  research  and  academic institutions,  but  also  space‐oriented  industry  and agencies. Analysis and prototyping of the SDR concept is subject  to  an  EU  FP7  Project  in  the  2010  Space  Call performed  by  the  Democritus  University  of  Thrace (DUTH), the National Observatory of Athens (NOA), the University of Plymouth (UoP), Space  Internetworks (SI), and  VEGA  Space  GmbH.  The  project  is  based  on previous  work  on  DTN  including  DTN/IP  Test‐bed Studies  performed  by  DUTH  under  ESA  Contract.  The SDR prototyping activities will make use of and enhance this  test‐bed but will also  include experimental studies of  deploying  a  DTN‐overlay  over  CCSDS  link  layer protocols (TM/TC packet protocols and AOS) making use of  ESA  infrastructure  software  and  commercial 

34

Page 35: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

equipment.  In  the presentation we will  summarise  the work on which  the study  is based and will present  the general  SDR  concept.  We  will  detail  the  design characteristics  of  the  device  and  discuss  the  expected impact of its deployment, emphasizing on the flexibility of data dissemination, adaptability  to space assets and enhancements  in  inter‐agency  operations  and  space communications  in general. Finally we will present  the evaluation  scenarios  already  developed  in  the  project and describe the plans for the prototyping activities.  

**************** 

XTCE tailoring for ESA  del Rey, I. 

GMV, SPAIN 

XML  Telemetric  and  Command  Exchange  (XTCE)  is  a CCSDS Recommended Standard that defines a model for describing spacecraft  telemetry and commanding data, for  use  during  all  phases  of  the  lifecycle  of  a  space mission. Its goal is to enable the exchange of TM and TC data  without  the  need  for  re‐validation  or  re‐implementation  of mission  databases  in  the  different organizations and systems involved. 

Being developed for a large spectrum of spacecraft (e.g. frame based TM/TC, packet based TM/TC, etc.), XTCE is very general and  complex  in  some areas, as  it  reflects the  different  ways  of  defining  TM  and  TC  data  by several government and commercial organizations. As a consequence  the  adoption of XTCE by  an organization involves the definition of guidelines and rules for using the  standard  for  its  specific  needs.  This  can  lead  to different  implementations  across  different  systems, unless  the  specific guidelines are  standardised as well. NASA  has  addressed  this  issue  by  defining  the  "XTCE GOVSAT  Specialization",  a  tailoring  of  XTCE  for  a particular type of USA Government satellites.  It defines rules  that  either  forbid  or  restrict  the  use  of  certain XTCE elements,  limiting the scope of the standard. The rules are defined in XPath language, which makes it easy for a software system to process them. 

Based  on  the  approach  taken  by  NASA,  GMV  has recently started a project for ESOC that aims at defining the  tailoring  of  XTCE  for  ESA  missions. The  XTCE  tailoring  for  ESA  is  especially  targeted  to enabling  the  conversion  of  XTCE  databases  to  the format used by SCOS‐2000,  the ESA Spacecraft Control and  Operations  System.  This  would  allow  the  use  of XTCE  databases  in  SCOS‐2000‐based  Mission  Control Systems and EGSE  systems, as well as  in other ground systems  which  are  currently  handling  the  SCOS‐2000 database  format.  The  tailoring  will  be  defined  to support  the  conversion  between  the  two  formats  in both ways without data loss. 

As a  secondary objective,  the XTCE  tailoring  for ESA  is also  intended  as  a  specification  valid  for  any  satellite based  on  the  ESA  Packet  Utilisation  Standard  (PUS), which  would  be  applicable  to  other  European organisations  such  as  CNES  or  DLR,  regardless  of whether they use SCOS‐2000 or not. In order to achieve this objective, it is foreseen to distinguish between rules derived  from  PUS  constraints  and  rules  derived  from SCOS‐2000 constraints, so that PUS‐specific rules can be applied in isolation. 

Finally, the project will also address the development of the  software  needed  to  convert  between  XTCE  and SCOS‐2000  formats. This software will be developed as an extension of the the current ESOC  infrastructure for managing  the  SCOS‐2000  database,  the  DABYS  SCOS‐2000 Data Manager.  

The  SCOS‐2000 Data Manager will  be  extended  to  be able  to  import  and  export  XTCE  databases. As  part  of the import, the correctness of the XTCE database will be verified by  checking  against  the XTCE  schema  and  the new ESA XTCE rules.  

**************** 

Recent Applications of Procedure Automation  Blake, R 

SciSys, UNITED KINGDOM 

The  SciSys  Operations  Automation  product  APEX  is  a procedure  definition  and  execution  tool  designed  to support automation of spacecraft testing and spacecraft operations.  Previous  deployments  of  APEX  (and  it’s predecessor  UniT)  have  been  aimed  at  first  line automated monitoring and  control  for  customers  such as Eutelsat,  the UK Ministry of Defence and Eumetsat. More  recent  applications  have  demonstrated  the flexibility of the APEX product by specific extensions to it’s  capabilities.  This  presentation  will  provide  a  brief overview of the core APEX product and a description of new functionality and applications including:  

automated procedure generation   modelling of commands and system state   integration with non‐space M&C protocols   import of ECSS PLUTO standard procedures  

Automated Procedure Generation  

The monitoring and control of sophisticated payloads is a  complex  task  requiring  the  support of  ground based automation.  To  this  end  APEX  has  been  deployed  to analyse  payload  reconfiguration  requests  and  to generate  the  flight  operations  procedures  required  to safely  conduct  the  required  reconfiguration.  The resulting  output  is  suitable  for manual  or  automated execution.  This  represents  a  novel  deployment  of  the tool in that APEX generates the procedures that monitor 

35

Page 36: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

and control the payload for execution elsewhere, rather than  performing  the  monitoring  and  control  directly. Effectively  we  have  a  system  where  procedures generate other procedures, or more  specifically where automation  procedures  generate  flight  operation procedures  for  subsequent  execution  against  the spacecraft. Use of the APEX operations automation tool in  this way provides  for  secure and efficient operation of a complex payloads.  

Modelling of Commands and System State  

Testing and validation of procedures requires access to some  form  of  simulation. Ultimately  a  high  resolution simulation of  the  system under control  is  required but to  remove  the  dependency  on  an  external  simulator, particularly  during  the  early  stages  of  procedure development  APEX  now  includes  system  state  and command effect modelling.  

The APEX state model component provides a facility to monitor  the  current  state of  the  system under  control as  seen  through  telemetry.  This  is  modified  via  the command  effect  model  which  simulates  command execution  using  logic  defined  using  simple  Javascript. This use of internal models removes the need for direct connection  to  a  simulator  during  the  generation  of automated procedures.  

Integration with non‐space M&C protocols  

APEX  presents  a  standardised  automation  interface layer based on the concepts of:  

Commands which can be sent.   Parameters which can be received.   Alerts which can be raised or observed.  

For a specific deployment of APEX it is necessary to map the monitoring and  control  interface presented by  the system  under  control  onto  the  corresponding parameters  and  commands  by  constructing  a  system specific API. An example will be described where APEX has  been  integrated with  a non‐space monitoring  and control system using MODBUS, a serial communications protocol  originally  developed  for  use  with programmable logic controllers (PLCs).  

PLUTO Import  

The extension of the APEX procedure model to support the constructs defined  in the ECSS PLUTO standard will be described. This allows procedures written  in PLUTO to be imported.  

**************** 

MUSE ‐ Multi‐Satellite Environnent  Bonnafous, V.; Cruz, D. Capgemini, FRANCE 

MUSE  a  multi  satellite  programming  tool  allowing  to manage Meta Programming Requests at multi  satellite level.  In  the  first  version,  this  tool  allows  to manage Programming  Requests  for  SPOT,  FORMOSAT  and KOMSAT satellites. In order to achieve his goals, the tool uses  a  set  of Web  Services  published  by  Spot  Image (SPOT  Requests  Management,  meshes  cutting, feasibility  studies),  and  deploys  a  new  Meta Programming  Request  service  allowing  to  Spot  Image users or partners around world to use the tool. The tool will  incorporate  later  other  satellites  and  Spot  Image new services.  

The Capgemini solution is characterized by :  

an  iterative  approach  allowing  to  Spot  Image,  by  the way of the Capgemini flexibility, to define the good level of  ergonomic  in  order  to  achieve  optimal  productivity for  the  Programming  responsible.  A  usable  version  of the  tool  is  delivered  every  3 weeks,  in  order  to  raise feedback  from  final  users  and  give  an  opportunity  to improve the tool.  

a  java  EE  solution  using  a  rich  Eclipse  RCP  client,  and World Wind Java allowing to reach a great flexibility for ergonomics choices made by users during workshops,  

a Model Driven Approach (MDA), allowing to generate a big part of the application. This approach makes it easy to adapt the tool to new satellites, new services or new data.  

a plugging architecture  improving the  independence of the  tool  regarding  technological  choices  in  order  to make durable the Spot Image investments. (For instance the  cartographical  functionality  is  a plug‐in build upon WWJ  which  could  be  changed  later  by  another cartographical  plug‐in,  simply  by  developing  the cartographical plug‐in interface).  

**************** 

Introduction to the Architecture Centric Design Method  

Brito, N.1; Lattanze, A. J.2 1University of Coimbra, PORTUGAL; 2Institute for Software Research at Carnegie Mellon University, 

UNITED STATES 

36

It  is  the  case  that  software  intensive  systems  tend  to grow  in  complexity  as  the  system  is  modified  and extended  throughout  the  lifecycle.  Unmanaged complexity impacts directly the cost of maintaining and extending  systems  and  may  shorten  their  useful lifetime.  

Page 37: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

To  better manage  the  complexity  system,  and  enable engineers  to modify  and maintain  systems  in  a more cost  effect  and  predictable  way,  it  is  necessary  to understand  the  architectural  drivers,  the  mission context, and the needs of system stakeholders.  

Architecture  designs  embody  these  concerns  and  can help to guide the  initial system development as well as long term maintenance of the system.  

Unfortunately,  many  organizations  do  not  utilize defined  architectural  design  methods  and  processes. Architectural  design methods  are  a  way  that  enables organizations to create better architectural designs in a cost  effective  and  predictable  way,  aiding  in  system construction  and maintenance  throughout  the  system lifecycle.  

During this presentation, we introduce the Architecture Centric  Design  Method  (ACDM),  a  methodology  that guides the process of architectural design and takes into consideration  the  technical  and  human  aspects  of developing complex systems.  

This methodology  places  the  software  architecture  at the  centre  of  a  development  effort  rather  than standalone software processes. Like architectures in the building  and  construction  industries,  ACDM  prescribes the architecture design  to drive not only  the  technical aspects of the project, but also the programmatic issues of a development effort as well.  

The presentation will debut with an introduction of the ACDM, followed by a case study presentation covering a project  for  an  european  telecommunication  operator developed with resort to the ACDM.  

**************** 

OCP: Bringing Automation to Operational Control Centers  

Capdevielle, E.; Berthon, JC. Capgemini, FRANCE 

Historically, CNES spacecraft fleet was hand operated by a  network  of  ground  stations.  Ground  stations  were locally  operated,  but with  the  technological  advances, they  can be  further automated up  to  the point where today  they  are  remotely  monitored  and  controlled. Nowadays, with the growing numbers of spacecrafts to operate  arise  the need  to  automate  the  scheduling of the ground station activities.  

OCP  is  part  of  CNES'  HOMERE  project, which  aims  to operationally  harmonize  management  and  exchanges within  CNES'  TT&C  networks.  In  this  context,  existing planning tools are replaced by a unique tool, OCP. The main goal of OCP is to provide a central tool performing stations  and  multi‐mission  resources  scheduling 

management  for  operational,  qualification  and maintenance.  In  addition,  it  allows  performing simulations,  for  instance  launch  postponements scenarios, new spacecraft to operate, etc. Furthermore, the  OCP  must  provide  specific  output  schedules  for each center that would interface with the system. Aside from the core operational features, it supplies means to verify  the  correct  sizing of  the whole ground network, and to provide statistical reporting tool for analyzing the use of multi‐mission resources.  

The solution provided by Capgemini is to define, create and  set  up  a  specific  system.  This  system  contains  a central database which can be accessed by each user via a rich client. This rich client offers an MMI personalized according  to  the  specific  user  rights. Users  define  a  set  of  constraints  that  best  suits  their needs  on  shared  resources,  for  example  one  requires having  at  least 4  flyovers per day  for his mission.  The underneath  algorithm,  based  on  constraint programming  concepts,  tries  to  compute  a  planning compliant with the whole set of constraints.  

First of all, Capgemini solution is characterized by a java EE  solution using a  rich Eclipse RCP  client. The  former technology  brings  a  great  flexibility  for  ergonomics choices  that can be user‐driven during workshops. The use  of MDF  (Capgemini  own MDA  Framework)  allows generating a big part of  the application. This approach makes  it  easy  to  adapt  the  tool  to  new  resources (spacecrafts,  stations,  etc.).  The  algorithm  for calculating  the  schedule  is  based  on  constraint programming concepts, using  ILOG Solver. The solution interfaces  with  various  internal  and  external  centers, using many different data  formats.  These  formats  can be  CNES  property,  such  as  REGATES,  but  OCP  is  also compatible with SCCS‐SM standards.  

One of the main key benefits of OCP is that it will allow a more efficient sharing of ground stations resources. It will  also  help  CNES  to  perform  the  optimal  sizing  of resources depending on tracking activity forecast.  

**************** 

A Dedicated Space Surveillance Optical Network Cooperates with Radar to assure LEO Debris Catalogue 

build up and Maintenance  Cibin, L1; Chiarini, M1; Besso, P2; Milani, A3; Bernardi, F3; 

Ragazzoni, R4; Rossi, A5 1Carlo Gavazzi Space Spa, ITALY; 2ESOC, GERMANY; 

3Dipartimento di Matematica UNIPI, ITALY; 4INAF, ITALY; 5IFAC‐CNR, ITALY 

Carlo  Gavazzi  Space  SpA,  INAF  (Istituto  Nazionale  di Astrofisica), DM (Dipartimento di Matematica Pisa) and IFAC‐CNR (Istituto di Fisica Applicata), all members of an Italian  Team  studying  Space  Surveillance  topics,  have been  awarded  the  ESA  SSA  Feasibility  study  of  an 

37

Page 38: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

innovative  system  for  debris  surveillance.  The  aim  of this paper  is  to present  the architecture of  the optical network used  for  the monitoring of  the upper part of the LEO region and to build up and maintain an object catalogue  to  support  the  collision  avoidance.  The proposed  Optical  Network  can  in  principle  increase performances  with  a  relatively  small  impact  on  the overall system costs, compared  to  the  radar system so far  considered  to  be  the  baseline  LEO  observation methodology. The  feasibility of  the proposed approach results  from  an  innovative  optical  telescope architecture  with  performances  tailored  for  the detection of objects in any Earth orbit (and also of Near Earth  Objects).  The  innovative  approach  allowed  to demonstrate  the  ‘observability’  of  an  object  passing above a given  station horizon despite  the combination of  demanding  interplaying  factors  such  as  light,  Earth shadow  and  clouds.  The  proposed  network  is  able  to cooperate with radar allowing the RF technology to limit its application  range  to  the  lower part of  the LEO. The study also evidenced that there is an orbital belt where both optical and radar observations can overlap , collect data working in a coperative way.  

**************** 

ESTRACK Support for CCSDS Space Communication Cross Support Service Management  

Dreihahn, H.1; Unal, M.1; Hoffmann, A.2 

1ESA/ESOC, GERMANY; 2VEGA Space GmbH, GERMANY 

ABSTRACT  The  CCSDS  Recommended  Standard  for  Space Communication  Cross  Support  Service  Management (SCCS  SM)  published  as  Blue  Book  in  August  2009  is intended  to  provide  standardised  interfaces  to negotiate,  schedule, and manage  the  support of  space missions by ground station network operators. ESA as a member  of  CCSDS  has  actively  supported  the development of the SCCS SM standard and  is obviously interested  in  adopting  it.  Support  of  SCCS  SM conforming interfaces and procedures includes:  

Provision of SCCS SM conforming  interfaces to non ESA missions;  

Use  of  SCCS  SM  interfaces  provided  by  other ground station operators  to manage cross support of ESA missions;  

In  longer  terms  potentially  use  of  SCCS  SM interfaces  and  procedures  also  internally  for support  of  ESA  missions  by  ESTRACK.    

In  the  recent years ESOC has automated management and  scheduling  of  ESA  Tracking  Network  (ESTRACK) services  by  the  specification,  development,  and deployment  of  the  ESTRACK  Management  System (EMS),  more  specifically  its  planning  and  scheduling components  ESTRACK  Planning  System  and  ESTRACK Scheduling  System. While  full  support of  the  SCCS  SM 

standard will involve also other elements of the ground segment operated by ESOC such as  the Flight Dynamic System, EMS  is at the core of service management and it  is  therefore  appropriate  to  initially  focus  on  the question to what extent EMS can support SCCS SM. This work presents results of the initial analysis phase. After briefly  presenting  the  SCCS  SM  standard  and  the relevant  components  of  the  ESTRACK  management system, we will discuss  the  initial deployment options, open  issues  and  a  tentative  roadmap  for  the  way  to proceed.  Obviously  the  adoption  of  a  cross  support standard  requires  and  discussion  and  coordination  of the involved parties and agencies, especially in the light of  the  fact  that  the  SCCS  SM  standard  has  many optional parts.  

**************** 

Evolving a Commercial Satellite Control Center toward a SOA: Lessons Learnt.  

Estévez Martín, C.; Casas Manzanares, N. GMV, SPAIN 

For  several  months,  GMV  faced  one  of  the  most ambitious and complex  re‐engineering ever done  in  its SCOS‐2000‐based  satellite  control  system  hifly®:  the complete migration of the graphical user interface layer from  a  proprietary  C++  toolkit  to  Eclipse  RCP  Java technology.  

Although  the project was  initially  conceived as a mere substitution  of  a  COTS,  it  soon  turned  into  a  key architectural refurbishment.  

For  exposing  the  domain  logic  to  the  new  Java interfaces,  a  service  oriented  approach  was  chosen aiming at devising a scalable, robust and  interoperable system.  

Performance  requirements  of  such  an  operational system  were  taken  into  account  in  the  architectural design process.  

However,  it  was  soon  realized  that  following  SOA practices  like  "Services definition  and granularity must be  aligned  with  your  business"  was  not  as  easy  as people  say.  During  the  development  it  was  collected many  interesting  lessons  learnt  as well  as we  realized that  SOA  does  not  relieve  you  from  applying  other software engineering practices.  

The result of such architectural refurbishment was a full split  of  business  and  presentation  layers  through  a middleware; the key elements of such architecture are:  

A service layer (C++) that exposes the business logic available in the satellite control center.  

A set of service adapters  (java)  that  isolate service consumers from the underlying middleware.  

38

Page 39: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

A  set  of  Eclipse  RCP  applications  based  on  a modular plug‐in  architecture; Applications use  the service adapters for interacting with the services.  

The  new  system  architecture  opens  up  the  door  to scenarios  that were not affordable  ‐neither  technically nor  in  terms  of  effort‐  before:  Applications  could  be deployed  on  different  operating  systems;  Java  service adapters  allow  future  replacement  of  the  current middleware  (e.g.  MoM)  without  affecting  service consumers; A Web Services  layer  could be  created on top of  the  current  services,  exposing business  logic  to web  applications  and mobile/tablet  devices  based  on different technologies like Apple iOS or Google Android.  

**************** 

PlanEO  Fernandez Garcia, A.J.; Fernandez, C. 

Deimos Imaging S.L., SPAIN 

Soon after the commissioning of the DEIMOS‐1 mission, DEIMOS  Imaging  (DMI)  realized  that  the MPS provided by  the  manufacturer  did  not  fulfil  a  number  of important requirements for commercial operation. This would prevent DMI to obtain the maximum return from the mission.  

PlanEO  is  the new DEIMOS‐1 Mission Planning System. It  does  not  incorporate  any  sophisticated  technical features, other than the very advanced visual interface. However,  its main  feature  is  that  it  is  designed  with business in mind from the very beginning.  

The main objective of a planning system is to decide the orders of  the  tasks  in  such a way  that all of  them are successfully  executed,  within  the  available  resources; time,  memory,  cpu,  etc.  Implicitly,  users  expect  the planning system to help them maximize the number of tasks executed and hence the goods (product or service) obtained by the system that is being "planned".  

Now, with PlanEO, DMI is acquiring more than 3 million square  kilometres  per  day,  more  than  65%  of  them cloud‐free.  

PlanEO main features are: 

Simplicity. Commercial people or project managers (brokers) must not take care of manoeuvres, FDS events, etc. It plans payload operations only. 

Increase return of investment. More than 3 million square kilometres per day acquired and processed with maximum help to avoid clouds. 

No automatic decisions. Conflicts must be solved manually between all project managers. PlanEO provides guidance to brokers in order to solve them and a graphical display of the conflicts to help immediate decisions. 

Made for campaign / project managers. All features that are not useful or meaningful for a project manager have been removed or hidden. Main features are: o Cloud prediction (up to four days in advance) is inserted in the planning loop. o Integration with the Catalogue to show which part of the area of interest remains to be covered, real‐time. o Very powerful GUI. o Integration with Savoir (from Taitus). 

Multi‐user client‐server architecture.  

**************** 

Architecture of the Telemetry Data Management System SpaceMaster  

Dr. Thelen, A.1; Schoenig, S.1; Koerver, W.1; Dr. Fischer, 

H.2; Dr. Sous, S.2; Dr. Willnecker, R.2 1S.E.A. Datentechnik GmbH, GERMANY; 2DLR‐MUSC, 

GERMANY 

The  presentation  describes  the  modern  software architecture  for  space data processing  implemented  in the telemetry management platform SpaceMaster. As a result of DLR’s  longtime experience with  the operation of  multi‐purpose  experiment  facilities  on  board  of SpaceLab  and  deep  space missions,  this  software was developed during the last 5 years for use at the ground segment  of  the  cornerstone  mission  Rosetta  for  the Philae lander satellite. As the facility responsible center for the space station facility Material Science Lab (MSL), the DLR Microgravity User Support Center envisages to use this platform as a generic tool chain for payload and experiment operations.  

Additional Information  

SpaceMaster  is  a  generic  reusable  telemetry  data management  system  used  to  process,  store,  and  to visualize  telemetry data.  Its  running on multiple  client workstations connected  to a server. The server system consists of small and stable system core software with open  plug‐in  interfaces.  This  allows  the  system  to  be adapted  to  new  facilities  or  to  react  to  new requirements and use cases. 

An open API based on WebServices  is  the access point to the system for any standard software language (Java, C#,  LabVIEW,  ....).  The  programming  interface  can  be used by external tools for configuring the system as well as to get access to the data stored in the system i. e. for exporting and reporting purposes.  

Additionally  a  full  featured  graphical  user  interface based on Eclipse RCP (Rich Client Platform) can be used to operate,  configure,  and maintain  the  system  setup. Online and offline data can be visualized and evaluated in parallel, with  standard  table and graphic displays as 

39

Page 40: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

well  as  with  arbitrarily  synoptic  displays.  Built‐in management  tools  provide  instruments  to  manage different spacecraft or operational views. 

The  telemetry  process  configuration  is  not  limited  to basic  predefined  processing  rules  taken  from  a  data base definition. The configuration within SpaceMaster is based  on  a  domain  specific  language  (DSL),  a programming  language  specially  created  for  telemetry processing. With  this  layer  in  the  background  simple user interface driven processing rules can be defined as well  as  complex  processing  rules  for  unlimited functionalities.   

For web access SpaceMaster uses the Eclipse Rich AJAX Platform  (RAP)  technology.  The  comfortable  user interface provided by desktop client is hosted into web. Client  functionalities are accessible  in  the  same design through  a  standard  web  browser  without  any restrictions.  

Note  This  presentation  is  supported  by  the  separate  poster session  “SpaceMaster  Overview  of  a  Telemetry  Data Management  System”.  The  presentation  includes  a software  demonstration  where  the  audience  has  the opportunity  to  see  the  software  in  real  life and  to get additional information about the system.  

**************** 

Mars Express/MARSIS Ground System Architecture. A Pioneer ESA Space Mission: Lessons Learned for the 

Future  Giuppi, S.; Orosei, R.; Noschese, R.; Cartacci, M.; 

Cicchetti, A. INAF/IFSI, ITALY 

Mars  Express  is  Europe's  first  spacecraft  to  the  Red Planet.  The  spacecraft  has  been  orbiting  Mars  since December 2003, carrying a suite of instruments that are investigating many  scientific  aspects  of  this  planet  in unprecedented detail. The observations are particularly focused  on  Martian  atmosphere,  surface  and subsurface. The  most  innovative  instrument  on  board  of  Mars Express  is MARSIS,  a  subsurface  radar  sounder with  a 40‐meter antenna. The main objective of MARSIS  is  to look for water from the martian surface down to about 5  kilometers  below  the  surface.  It  provides  the  first opportunity to detect liquid water directly. It is also able to  characterize  the  surface  elevation,  roughness,  and radar  reflectivity  of  the  planet  and  to  study  the interaction of the atmosphere and solar wind in the Red Planet's  ionosphere. A  space mission  involves  a  lot  of aspects  to  be  taken  into  account  and  it  is  extremely 

difficult to design a ground system which meets all the requirements needed. Since the MARSIS instrument was innovative  at  the  time  of  its  conception,  its  ground system  architecture  design  was  based  on  the  Earth observation field, as there was no experience  in similar missions. Despite every decision taken seemed logical at the  time,  the  importance  of  some  data  processing aspects  were  underestimated  as  well  as  some  other important  activities  connected  with  a  full  mission success  achievement.  After  having  highlighted  the differences  between  the  requirements  of  a  typical Ground  Segment  of  Earth  observation  and  those  of  a planetary mission experiment, here we describe MARSIS ground system original architecture, the lessons learned and  the  improvements  implemented  during  over  7 years  of  experience  in  the  MARSIS  ground  segment management in order to fulfill the mission requirements and  speed  up  the  work.  We  will  provide  some guidelines  for  future  space  mission  ground  system architectures.  

**************** 

Operations Planning for the Galileo Constellation  Hall, S; Hall, Stewart 

SciSys UK Ltd, UNITED KINGDOM 

The Spacecraft Constellation Planning Facility (SCPF) has been  developed  for  ESA,  and  plans  operations  of  all thirty  satellites,  six  ground  stations  and  the  control centres  of  the  Galileo  constellation.  It  generates  a "Short‐Term  Plan"  based  on  the  requirements  of  the navigation service, routine, and non‐routine operations. The plan contains all the scheduling information needed by mission  control  system  to operate all  the  satellites, including:  the  complete  pass  plan,  the  procedures automation,  manual  operations  and  the  on‐board timelines.  The  high  performance  of  the  system  is designed to support both routine planning, re‐planning and very short‐term emergency re‐planning.  

Galileo  is  Europe's  satellite navigation  system  and will comprise a constellation of up to 30 satellites. A typical week for Galileo consists of 300+ satellite contacts and perhaps 1,500 tasks with 10,000 separately schedulable procedures  and  on‐board  commands  to  be  executed. The  SCPF must  automatically  produce  a  viable week's plan in just 10 minutes.  

Key aspects for SCPF's design are:  

Contact/Pass scheduling (4‐30 satellites, 2‐6 ground stations)  

Automatic  task  scheduling  based  on  predicted events,  standing  orders  and  one‐off  planning requests  

Integrated planning of on‐board and ground‐based task schedules  

Supports tight coupling with underlying automation  

40

Page 41: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Open  interface  for  provision  of  planning  requests which may be submitted at any time  

Models resources and resource constraints   Detection of  schedule  conflicts with  temporal  and 

resource planning constraints   Can  automatically  repair  schedules  to  resolve 

conflicts   Prioritises  operations  consistency  between 

planning cycles   Can be operated over two synchronised sites.  

The tool is designed to be highly configurable to address the  evolving  mission  operations  concept.  It  allows satellites  and  stations  to  be  added,  new  satellite resources  and  new  planning  rules  to  be  defined,  all under  version  control.  This  operational  flexibility,  and the use of state‐of‐the‐art software technology, gives it the potential to be a framework for future ESA mission planning systems.  

This  paper  discusses  the  key  requirements  of  the constellation's operations planning and how the design of  the  tool  and  the  technologies  used  satisfies  them. Special  focus  is  given  to  the  planning  of  the  ground station passes needed to support operations versus the ground station utilisation.  

**************** 

ARES ‐ Efficient SW Integration and Reuse supported by an Agile Project Management Approach  

Hauke, A.1; Santos, R.2; Unfried, C.1 1Siemens AG Österreich, AUSTRIA; 2ESA/ESOC, 

GERMANY 

ARES  ("Analysis  and  Reporting  System")  has  been launched  as  a  GSTP  study  by  ESOC,  with  the  goal  to provide  a  common  platform  at  the  Mission  Control infrastructure  in  place  for  the  offline  analysis  and visualization  of  mission‐relevant  data  from  different mission archives (PARC, FARC or DARC). ARES shall then become  the  operational  demonstrator  of  the  ESA Ground Data System infrastructure platform for off‐line analysis, reporting as well as correlation of operational data.  

This  shall  be  achieved  by  developing  interfaces  to existing  applications  such  as  EDDS  (EGOS  Data Dissemination  System),  via  extending  and  integrating other  applications  such  as  EUD  (EGOS  User  Desktop) framework  or  DARC  in  an  optimized  way  for  ARES purposes,  and  by  means  of  re‐implementing  the functionality  of  legacy  SW  components  as  the MUST clients (Grains, JavaGrains) and MUST server for ARES.  

The  presentation  of  the  ARES  project  is  focused specifically on the following topics:  

Aspired  high  degree  of  SW  reuse  in  ARES  for  the harmonisation  of  mission  control  infrastructure, supported  by  an  agile  project  management framework  (Scrum)  that  strongly  involves  the responsible  ESA  Technical  Officer  and  key stakeholders  (including  experts  from  the  SW applications to‐be‐reused);  

Pre‐operational  benefit  of  the  harmonized  MCS infrastructure  from  an  end  user  perspective.  This includes  full  compliance  with  the  infrastructure baseline,  availability of documentation  sets  as per operational  standard  and  aggregation  of  key functionality  into  a  single  platform  (from  the existing multiple clients);  

Experience  report:  The  experiences  which  have been  made  are  three‐fold: ___  Experiences  related  to  the  used  Agile Framework  for  project  organization; ___  Analysis  results  of  other  (offline)  analysis  SW systems  in place at ESOC and their  impact to ARES integration; ___ Emphasis laid on the analysis of COTS and open source  components  in  order  to  support  the implementation  in the shade of  licensing problems for  future  contractors,  from  the  Agency  or  other Third Parties (e.g. JFreeChart library with GNU LGPL license vs. JavaGrains and its license restrictions for further distribution).  

The  presentation  of  ARES  is  supported  by  a  short demonstration  of  the  current  status  of  the implemented/integrated  SW  based  on  an  ARES installation  in  a  virtual  environment  ‐  also  containing the  needed  CFIs  and  COTS  software  ‐  deployed  on  a Notebook.  

**************** 

Demonstration of the EGOS Data Dissemination System (EDDS)  

Hawkshaw, M1; Santos, R2 1Logica, GERMANY; 2ESA, GERMANY 

The  EGOS  Data  Dissemination  System  (EDDS)  enables users  to  retrieve  data  from  archives  located  in  the internal ESA network. The current version of the system allows users who do not have direct access to a Mission Control  System  (MCS)  to  submit  requests  for  data, without needing to know the technical details from the MCS  side.  All  MCS  archives  are  supported  (Packet archive  ‐  PARC,  File  archive  ‐  FARC  and  Parameter archive  ‐  DARC).  This  presentation  will  include  a  live demonstration of the EDDS software connected to a live mission,  the  challenges  faced  in  developing  the software (problems found in the PARC, FARC and DARC, the  usage  of  EGOS  User  Desktop  and  SMF)  and  the lessons  learnt  from  this.  The  presentation  will  also discuss  the  future  of  EDDS  and  the  new  planned features.  This  includes  streaming,  subscription  of  data for  delivery  based  on  data  change  and  not  on  batch 

41

Page 42: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

request  and  the  design  on  how will  the  use  of  open source  integration framework software such as Apache ActiveMQ and Camel to quickly create a robust way of delivering streamed data to the client.  

**************** 

Use of Scrum in practice on the EGOS Data Dissemination System (EDDS)  Hawkshaw, M1; Santos, R2 

1Logica, GERMANY; 2ESA, GERMANY 

In  the  realm  of  software  development,  "Agile Development"  and  "Scrum"  are  bandied  about nowadays but what do they really mean?  It might be a good  idea  on paper,  but what  about  in  practice?  This paper  looks at Scrum from the customer and supplier's side to look at the real benefits and challenges involved in following the Scrum approach on projects. It will also examine  the  change  in  mindset  required  over  the traditional approach, and what it actually means to run a project using Scrum within the ESA/ESOC ecosystem.  

This is not a presentation on Scrum, instead it's a look at the use of Scrum in practice, rather than on the concept of  applying  the  methodology.  The  project  this presentation will look at is the EGOS Data Dissemination System  (EDDS)  developed  by  Logica  for  ESOC.  Basic knowledge of Scrum is required.  

This  will  be  a  joint  presentation  between  Logica  and ESOC  to  represent  both  sides.  The  presentation  will discuss:  

The change of mindset required on the side of both the contractor and ESOC  

The challenges of fitting Scrum in current contracts;   The  advantages  Scrum  has  brought  to  ESOC  for 

EDDS;   The  advantages  Scrum  has  brought  to  Logica  for 

EDDS;   The new possibilities  this development  framework 

brings;   The major pitfalls Scrum can present;   Lessons learned from using Scrum on EDDS.  

This  presentation  will  not  include  a  demo  on  either EDDS or the Scrum process.  

**************** 

Mission Automation at ESOC; finding success with an end‐to‐end approach.  

Heinen, W.; Reid, S.; Pearson, S. Rhea System S.A., BELGIUM 

MOIS  (Manufacturing  and  Operations  Information System)  is  a  key  component  of  ESOC’s  evolving automation  infrastructure.  ESOC  Flight  Control  Teams 

are gradually gaining experience and confidence as the infrastructure evolves, . This presentation will reflect on experience  and plans  through  three distinct phases of development,  from  established  automated operations, current activities and plans for the future.  

MOIS in‐built end‐to‐end scheduling and procedure execution  environment  has  successfully  been introduced  to  a  number  of  established  missions, Envisat,  Smart‐1,  Cluster,  Rosetta  and  Venus Express.  The  presentation  will  give  details  of  the varied scope of automation needs and solutions for these different missions.  

Missions  currently  in  development  (those  using SCOS‐2000  5.x  as  infrastructure)  are  using  the recently developed MATIS and SMF  infrastructure. MOIS has been  adapted  to prepare procedures  in the  format  required  for  these  systems,  based  on draft version of ECSS‐E‐ST‐70‐32C.  

RHEA  is about  to undertake a new project  (IDEA), who’s purpose of  this project  is  to ensure a single integrated  environment  for  the  preparation  of  all types  of  procedure:  manual,  automated,  semi‐automated (command stacks) and on‐board control procedures.  The  intention  is  to  bridge  the  gap between  procedure  definition  in  the  offline environment  and procedure  validation  in  the  run‐time  execution  environment.  It  is  envisaged  to capitalise on the existing generic products used by all missions  at ESOC  to define procedures:  (MOIS) to  execute  them  automatically  and  (MATIS)  to interface  with  the  automated  system  through  a common  and  generic  interface  (SMF).  The  IDEA study  will  focus  enhancing  the  preparation environment  (MOIS)  and  the  execution environment  (MATIS/SMF)  in order  to provide  the user  with  an  integrated  operations  preparation, validation and automation system.  

**************** 

Architectures for Integrated Satellite and Ground Operations  

Honold, P.; Castrillo, I. GMV, SPAIN 

In  recent  years,  satellite  operators  worldwide  have identified  the  need  to  address  their  control  systems infrastructure,  both  satellite  control  (SCC)  and  ground station M&C  (MAC),  as  a whole  in order  to  efficiently support their operations.  

Having  a  single  system  to deal with both  satellite  and ground  station  operations  was  not  rare  fifteen  years ago, when most of  these systems were developed and provided  by  the  satellite manufacturers  or,  in  case  of the  large operators, developed  in‐house. The advent of SCC  and  MAC  COTS  solutions  from  independent suppliers has  led  to an  specialization of  these  systems 

42

Page 43: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

that,  while  has  largely  improved  their  capabilities  to efficiently  support operations  in  their  specific domain, has made  it difficult  to unify and  integrate operations, in particular since each one of systems has been usually developed  by different  companies  often  specialized  in only one of the domains.  

Since  GMV  began  the  development  and commercialization  of  satellite  control  systems  for telecom  operators,  and  particularly  since  we  are marketing  hifly,  a  COTS  solution  for  commercial satellites  control  based  on  ESA’s  kernel  for  satellite control SCOS‐2000, we have had  the opportunity work with  and  to  deliver  SCC  and MAC  systems  based  on different integration architectures.  

The presentation describes three different architectures we have worked with:  

‐  A  first  case,  where  operations  of  a  large  fleet  of satellites and ground resources  is supported by specific SCC and MAC systems which are coordinated by a high‐level ground resource management protocol allowing to automate most  of  the  operations.  In  this  case,  a  high availability  level  is  achieved  while  the  complexity  of ground operations is hidden to SCC system.  

‐  A  second  case,  implemented  for  several  of  our customers,  where  fully  integrated  systems  were required. In this case all the operations both at satellite and ground  level are performed and automated from a single system (hifly), providing a unique environment to the operator that simplifies the monitoring and control of the resources and the SW maintenance.  

‐ The third case, where hifly and the MAC system were integrated,  but  low  level  ground  operations  are  still performed  from  the  MAC  system.  This  is  a  typical architecture  that  can  be  found  in  many  satellite operators, suitable for small to medium fleets, requiring a  limited  level  of  ground  and  satellite  operations integration.  

The  presentation  compares  and  reviews  each architecture,  provides  details  on  the  impact  on  hifly internal  architecture  (based  on  SCOS‐2000)  and  SW changes  that were  required. A  comprehensive analysis of  the  pros  and  cons  of  each  architecture  at  several levels is also presented: implementation and integration protocols complexity, provided functionality, evaluation of  the  supported  automation  possibilities  and  SW maintainability aspects.  

**************** 

 

 

Optimizing Communication Satellite Transponders Operation and Power Consumption with smartHz  

Honold, P.; Godino, E. GMV, SPAIN 

smartHz  is  a  transponder  optimization  tool,  based  on J2EE  web  technology,  allowing  payload  engineers working  in  a  multi‐user  environment  to  manage frequency  plans  and  optimize  the  use  of  the  space segment  resources.  It  supports  the  assignment  of frequencies and required power  levels to carriers while minimizing the transponder power consumption.  

smartHz is part of the suite of GMV products to support communications  payloads  operations,  together  with smart  rings  (for  payload  path  and  beams reconfiguration  operations)  and  smart  beams  (for steerable antennas operations).  

The  tool  implements  accurate  models  for  the computation of  link  budgets  and  impairments  analysis of  all  the  relevant  effects,  including  thermal  noise, adjacent satellite  interference, co‐channel  interference, terrestrial  interference,  ground  station  equipment interference  (e.g.  spurious,  harmonics, intermodulation),  rain  and  cloud  effects,  atmospheric gases,  focusing  and  defocusing,  scintillation  and multipath. Accurate models of the non‐linear behaviour of  transponder  amplifiers,  such  as  linearised  TWTAs, which  causes  intermodulation  interference  when  the transponder  is  operated  near  saturation,  are implemented.  

Calculation  of  interference  is  supported  either  from stored space, ground and terrestrial interfering stations automatically  selected by  the  tool based on  frequency and  orthodromic  distance  and  applying  radio propagation models or  if  enough data  is not  available for all or some of  the  interference source  types,  it can be entered by the user as percentages of the total  link noise.  

The  tool  provides  the  capability  to  easily  simulate different  transponder  occupancy  scenarios  and  decide the  best  carrier  allocation  and  transponder configuration  enabling  payload  engineers  to  optimize the use and transponder operation. It graphically shows the  transponder occupancy and  relevant data,  such as intermodulation  interference  inside  the  transponder band.  

Link budgets can be calculated either on a transponder Fixed‐IBO basis or on  a  transponder  Free‐IBO basis.  In the  first  case,  the  transponder  IBO  is  calculated based on  worst  case  scenario  according  to  four  possible transponder  occupancies:  single  carrier,  dual  equal carrier, dual non‐equal carrier and multi‐carrier.  In  the later,  the  transponder  IBO  optimizing  the  required transponder  power  is  calculated  while  the  required 

43

Page 44: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

quality of service (in terms of the required carrier Eb/No and availability) is still fulfil.  

Link budget  reports with different  levels of details  can be  generated,  including  a  full  details  one  providing breakdown of all the C/N and C/I component values and intermediate results and optimization steps.  

Different types of footprint maps (EIRP, G/T, Rx G, Tx G) can  also  generated  for  a  particular  transponder  or carrier, which may include the representation of the co‐polar  or  cross‐polar  component  or  the  possibility  to represent  coverage  polygons.  Footprint  maps  can  be based  on  a  (u,v)  or  a  (Longitude,  Latitude) representation.  

The  product  roadmap  includes  the  integration with  a transponder occupancy management system supporting automatic  temporary  access  allocation  through  an external web access.  

**************** 

Fast Engineering Archives providing a new future for Mission Analysis  

James, S.; Pitaev, A. Logica Deutschland GmbH & Co.KG, GERMANY 

Mission  analysts  and  principal  investigators  thrive  on data.  Typically  many  agencies  extract  and  reprocess telemetry  packets.  This  requires  costly  reprocessing associated with long delays depending on the volume of data. Having processed engineering data generated by the  spacecraft,  EGSE  or  ground  equipment  at  your finger  tips  can  open  up  new  possibilities  for  mission intelligence.  

Logica has developed for ESA/ESOC a high performance engineering archive (DARC) that could pave the way for a  new  breed  of mission  intelligence  applications.  The Archive was  developed  using  an  agile methodology  in partnership  with  infrastructure  and  operations  to ensure  the  features and ergonomics met  stakeholders' needs. When archives provide the ability to handle large volumes of data  including multi  level statistics  it opens up  the  possibility  for  analysts  to  perform  complex mission analysis queries quickly at any time. 

**************** 

Federated System Architecture for Space Weather Services  

Lawrence, Gareth Rhea System S.A., BELGIUM 

The  Space  Weather  Element  (SWE)  of  ESA's  Space Situational  Awareness  (SSA)  has  some  unique challenges arising  from  the wide diversity of  scientific, technical  geographical  and  geopolitical  constraints. 

Although  Space  Weather  Services  are  packaged together they are in fact federated from a wide range of European Sources.  

Within the SSA Preparatory Programme, the SN‐I "Space Weather Precursor  Services" project  takes  some  initial steps,  including  redeployment  of  a  range  of  existing software  systems,  each  dependent  on  external  data sources.  The  systems  are  integrated  together  under  a new Web Portal.  

 

An in‐depth analysis of existing European Expertise and Assets  is  also  being  undertaken,  in  order  to  establish coverage  of  SSA  user  requirements;  Finally,  RHEA  is responsible for  identifying a  ‘roadmap’ for evolution of SWE Systems and Services existing  today  into  the  final SSA SWE architecture. The final Space Weather System architecture  is  driven  predominately  by  the  need  to federate a diverse range of services.  

The  presentation  will  give  an  overview  of  the  SN‐I project  and  a  current  view  of  the  SSA  Space Weather System Architecture.  

**************** 

A Collaborative Electronic Logbook for Satellite Operations at Eutelsat  

Louro, N.; Ronsiek, S.; Foweraker, R. MakaluMedia GmbH, GERMANY 

At the beginning of 2010, Eutelsat decided to modernize their Satellite Control Centre event logging from a hard‐copy  logbook  to  a  fully  electronic  system  in  order  to streamline their operational processes. The objective of this  development  was  to  provide  a  state‐of‐the‐art collaborative  system  to  support  exchange  of  the information required to operate the Eutelsat fleet safely and efficiently.  

MakaluMedia GmbH were tasked with the development of  a  operational  web  application  (eLogBook)  to meet Eutelsat's specific requirements. Satellite operators and engineers can make new log entries from within the SCC 

44

Page 45: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

& backup SCC and this  information can then be viewed from within  the SCC and outside  it. Engineers are able to  comment on  specific entries  in a  collaborative way. The  information  that  is  entered  in  the  logbook  has become more accurate and consistent now that most of it  is  selected  from  configurable  templates.  Searching and  filtering entry and comment  text  is supported and the  spacecraft  controllers  can  easily  capture screenshots when posting a new entry or a  comment. The reviewing of the daily log entries by the engineering teams  is  now much more  collaborative  and  is  'gently' enforced.  The  flow  of  information  within  the  Control Centre  has  been  improved.  The  transition  from  the paper to the electronic logbook went very smoothly and it has been very successful.  

This presentation will describe the basic architecture of the  eLogBook  system  and  how  it  has  improved information flow within the SCC.  

**************** 

PlanetExpl: a Framework for the Science and Engineering Assessment of Exploration Missions  Luengo, O.1; Kowalczyk, A.2; Pantoquilho, M.2 

1GMV, SPAIN; 2ESA, GERMANY 

The exploration of celestial bodies such as Mars or the Moon is relying (or will rely) more and more on the use of  rovers  for  the  surface  operations.  These  have  the advantage  of  a  closer  presence  of  the  instruments  to the scientific targets (in fact opening new opportunities since we  are  no  longer  limited  to  orbital  instruments, but  we  can  actually  drill,  perform  in‐situ  analysis, manipulation…).  But  there  are  also  difficulties:  the uncertainty  of  the  surface  operations  is much  higher than  in  orbit.  Among  the  causes  of  this  fact  are:  the interaction of the rover wheels with the soil cannot be estimated  with  accuracy  (especially  the  slippage)  and there  is  a  high  level  of  uncertainty  in  the  accurate knowledge  of  the  surroundings  of  the  rover  (the cameras only provide meaningful  information up  to 25 meters).  Hence,  the  planning  of  operations  for  the following  days will  be  highly  dependent  on  the  status and  the  results obtained  from  the  experiments during the current day (for example, finding biological traces in a zone will most likely restrict the remaining mission to that  zone  or  excessive  slippage  will  cause  an  energy consumption higher than expected, there are no longer accurate celestial events or precise times of visibility of the  scientific  targets).  Time  is  a  very  important constraint  in  this kind of missions  in order  to  take  the maximum  advantage  of  the  communication  windows over  the  rover.  The  amount  of  time  provided  to  the ground  segment  to produce  the plan  for  the  following day  (including  analysis  of  HKTM  and  basic  product processing)  ranges  from 8  to  24 hours  in  the  case  for Mars  (depending  on  the  number  of  communication windows  allocated  to  the  rover)  which  given  the uncertainty  and  the  need  for  simulations  could  be  a 

pretty  tight  schedule.  The  above  reasons  make mandatory  the  use  of  a  different  approach  for  the choice  of  future  scientific  targets  and  activities.  The application providing support to the user must allow for a  fast analysis  (mainly visual, to provide the situational awareness) of the rover surroundings as well as mission (scientific  products,  progress  of  overall  mission objectives)  and  internal  status  (based  on  HKTM analysis),  so  targets  and  experiments  can  be  selected and  proposed  to  the  mission  planning.  It  will  also provide  the means  to help  to plan  the activities of  the following period and execute  fast  simulations  to check times  and  resource  consumption  under  different circumstances (especially regarding soil characteristics). ESA is conscious of these needs and during the last year launched  the MMI  for  Exploration Missions  project  to study  the  different  options  and  ways  to  implement these new requirements. This project  is focused mainly on the visual analysis part and on the definition of data types  and  associated  meta‐data  (along  with  their storage),  but  it  also  pays  attention  to  relations  with other entities of  the ground segment  (data processing, mission planning). An agile development approach has been chosen  in order  to maximise  interaction with  the future  users,  and  to  speed  up  the  process  of development and testing. The tight schedule (6 months for  the  development)  and  budget makes  the  reuse  of existing components and libraries a must.  

**************** 

Building an Open‐Source Community Around Flight dynamics Ground Systems  

Maisonobe, L.; Fernandez‐Martin, Ch. CS SI, FRANCE 

The  space  flight  dynamics  field  is  one  of  the  many technology  fields  involving many  actors  from different organization  with  different  goals:  public  and  private national  and  international  institutions,  industry, governmental  agencies,  academics,  defense,  SMEs  ... Methods,  tools and programs have been developed  in each  of  these  entities,  often with public  funding  from some  space  program. Development  costs  have  always been high,  given  the difficult  test  and  validation  steps and  the  lack  of  large  scale market with  thousands  or millions of sales. 

As funding became scarce, more and more cooperation between the various entities was necessary and a trend towards  products  standardization  appeared.  At  high architecture  level and  for  interfaces,  standardization  is mainly a top‐down process, with an officially appointed working  group  proposing  recommendations  to  be implemented by several competing products. This is still a costly process and as participating to standard bodies has  no  short‐term  return  on  investment,  the working group  decisions  are  often  biased  towards  the  more wealthy organizations, small players only participate as long  as  they  get  some  public  funding  to  do  so.  At 

45

Page 46: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

implementation  level, there  is another way to consider standardization:  the  open‐source  paradigm.  According to  this paradigm, each and every player  is welcome  to participate at  its own  level  and  contribute  to  the  final product.  The  product  also  evolves more  in  an  organic way rather than through major steps. The development occurs  openly  and  every  single  code  change  is immediately  visible  to  anyone, without having  to wait for  a  public  release.  This  process  is  smoother  than appointed  groups  process  and  leverages  the  field  for every  actor,  minor  ones  as  well  as  major  ones. Open‐source paradigm does not implies chaos or lack of control.  There  are  governance  models  for  it.  One efficient and often use governance model  is called  the meritocratic one. It is based on a few contribution levels (user,  contributor,  developer,  member  of  the  project management  committee). This model  is mainly  known as  the  one  used  by  the  Apache  Software  Foundation, one  of  the  world  top  open‐source  player. The Orekit open‐source space  flight dynamics  library  is an example of this approach. Its development methods and governance model have evolved in the last years to become a fully open project. Development occurs on a public site with direct anonymous access to the source code control system, to the issues and features requests trackers. Users, contributors and developers can discuss on  archived mailing  lists,  and  a  cross‐entities  project management committee has been set up. This models is successful,  and  only  one month  after  the  public  forge has been opened, some discussions have started about major  contribution  opportunities  between  companies that have few former contacts.  

**************** 

Use of Open Architecture Middleware in the Satellite Ground Segment Domain. Data Distribution Service  

Naranjo, H. GMV, SPAIN 

The  European  Defence  Agency  (EDA)  promotes  some studies  for  procuring  external  advice  for  the  common benefit  of  all  participating  Member  States,  notably technical case‐studies and pre‐feasibility studies.  

"Architecture  for embarked middleware"  (EMWARE)  is one of these studies being performed for the Agency by an  international  consortium  led  by  GMV.  EMWARE scope  included,  among  others,  the  definition  of  a business case fostering progress  in the development of open  architecture middleware  systems  with  focus  on Satellite Ground Segment. Some of  its  conclusions will be presented on this paper.  

The average  lifespan of satellite missions reaches more than  fifteen  years,  thus  implying  obsolescence  issues. Adding  the  lack  of  interoperability  characterizing  the ground  systems  results  in  increasingly  difficulties  to maintain  and  upgrade  them  to  cope  with  new 

requirements, updates or mission changes. This leads to non‐trivial costs  in terms of development, deployment, maintenance and evolution.  

The  lack  of  interoperability  is  due  to  their  closed  and monolithic  architecture  not  only  tightly  coupled  with the  mission  and  with  the  model  of  the  satellite platform,  but  also  with  the  components  and  the technology.  Since  the  subsystems  of  the  ground segment are typically provided by several vendors, their connection  and  integration  is  a  challenge,  which  has usually  been  solved  specifically  for  each  system following  ad‐hoc  approaches  attending  to  the  line  of application and the components involved.  

Current trends on Satellite Ground Segment are focused on two main aims:  

Scalability:  switching  from  the  paradigm  of  the satellite  coupled  with  its  specific  ground  system (mono‐satellite)  to a decoupled paradigm where a ground  segment  can  support  several  satellites (multi‐satellite), and a satellite can be supported by several ground systems (multi‐ground‐system). This can be extended to switch  from the mono‐mission paradigm to the multi‐mission paradigm.  

Connectivity:  leaving the monolithic scheme for an open architecture that supports the interoperability between  the  components  and  with  external subsystems, thus making it easier the integration of new functionalities and upgrades.  

EMWARE  project  presents  a  solution  based  on  the cooperation  between  different  middleware technologies  to  match  the  heterogeneous communications requirements of the subsystems which coexist  in a whole Ground Segment system‐of‐systems. It  also  brings  some  considerations  about  the  way  to approach  this  issue,  linking  it  with  the  concept  of Service Oriented Architecture.  

Message Buses, Enterprise Service Buses and  the Data Distribution  Service  (DDS)  are  some of  the  considered middlewares.  Their  joint  use  will  be  supported  by gateways and wrappers with legacy systems. This paper will focus mainly on DDS.  

**************** 

Can multi‐agent technology be applied to Space Mission Applications ?  

Ocon, J.1; Wijnands, Q.2; Sanchez, A. M.1; Cesta, A.3 1GMV, SPAIN; 2ESA, NETHERLANDS; 3ISTC/CNR, ITALY 

In the  last two decades, agent and multi‐agent systems have  experienced  tremendous  growth,  and  this  topic has increasing popularity. The notion of software agents started  to be put  into practice  at  the end of  the 80,s. During  the  90,s  agent  and  multi‐agent  systems  were 

46

Page 47: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

fuelled  with  the  birth  of  the  World  Wide  Web: communities  of  agents  spread  through  the  network started to collaborate. Later on, we witnessed the birth of  Multi‐agent  frameworks:  software  assets  that provide the infrastructure required to build multi‐agent systems.  As of today, we have dozens of multi‐agent frameworks available and in use throughout the world, either as free or  commercial  software.  Agents  have  been  applied successfully  in many different business areas. Although some  of  these  multi‐agent  developments  were developed  "ad‐hoc"  (i.e.,  not  based  in  a  multi‐agent framework),  the  use  of multi‐agent  frameworks  eases the development of multi‐agent systems and  increases the  possibilities  of  these  systems  exponentially. In  this paper we will discuss  the experience  that GMV had using multi‐agent frameworks  in the DAFA project, and  the conclusions obtained  for  this  study. The DAFA project,  led  by  GMV,  was  devoted  to  analyze  the possibilities  of  multi‐agent  systems  in  space applications,  for  both  the  ground  and  the  space segment. We  will  describe  the  methodology  that  we followed  to  develop  multi‐agent  applications,  the potential that we found  in this technology and also the possible  impact  of  the  use  of  this  technology  when applied to a set of space mission scenarios.  

**************** 

Cloud Data Systems: Applying the Cloud in ESA Ground Data Systems  

Parsons, P; Olias, A The Server Labs, SPAIN 

ESA,  as many  other  organisations,  is  currently  looking for models and technologies that simplify and enhance their  IT  resource  utilisation  while  at  the  same  time reduce costs. The challenges faced by ESA and ESOC  in this  area  are  similar  to  those  existing  in  other organisations, and amongst others we can identify:  

Environment  tightly bound  to physical  resources, i.e. hardware, storage and network resources. This makes  maintenance  of  hardware  and  legacy  OS, especially problematic due  to  the  long  application lifetimes at ESOC.  

Low  consolidation  and  sparse  utilisation  of resources with the subsequent under‐utilisation.  

Lengthy  Resource  provisioning,  imposing  time‐frames  that  might  not  be  adequate  for  project needs.  

Resource  reconfiguration  can  be  slow,  prone  to errors and not reproducible.  

It is often difficult to provide standard, proven and reproducible  end‐to‐end  configurations  (OS, Software and configuration).  

Geo‐dispersed  programmes  such  as  Galileo  and  SSA require  that  the data centres are physically distributed 

within  the  boundaries  of  each  member  state contributing  to  these programmes. Furthermore  future missions  such  as  ESA's  Sentinel‐2  will  generate Terrabytes of science data a day that need to be stored and  processed  by  the  science  community,  presenting new problems to be solved.  

Cloud computing, in the form of XaaS services delivered over  the  Internet  in  Public  Clouds,  together  with  the transformation  of  existing  and  future  data  centres  to give more  flexibility  using  Private  Cloud,  represent  an attractive alternative for ESA going forward.  

 

We present a number of areas where Cloud computing can be applied  to ESA's Ground Segment  including but not limited to  

SDE ‐ Software Development Environment  

Setting up a  Software development environment  for a new project or study takes time. Cloud computing could provide  standard  SDE  environments  in  a  matter  of minutes.  

Test/Validation Environments  

All  developments  produced  for  ESOC  must  undergo different sets of test/validation campaigns that required on‐demand  resources  for  its execution.  In  this  type of environment there is a great level of under‐utilisation of resources  as well  as  a  high  degree  of  reconfiguration required.  Cloud  computing  makes  it  feasible  to provision  a  test/validation  environment  exactly  when needed. The Public Cloud has already been successfully used on the Gaia project to validate test scenarios that would not have been possible with in‐house equipment.  

Complete Ground Segment as a Service  

47

The  provisioning  of  a  complete  Ground  Segment infrastructure  is  currently  a  task  that  requires  a considerable  amount  of  both  installation  and configuration  time.  The  usage  of  virtualisation  and public  cloud  computing  technologies provide  the  tools to  define  and  setup  complete  configured  ground segments  that  can  be  provisioned  on‐demand  and accessed by any user community.  

Page 48: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Mission Operations ‐ Optimisation of MCR/DCR usage  

An  additional  area  for  cloud  computing  application could be for the optimisation of the MCR/DCR systems usage  in  the  context  of mission  operations,  to  service different  missions  where  private  cloud  technologies could help to facilitate and simplify these tasks, allowing an  even  more  flexible  provisioning  environment  for control rooms.  

**************** 

GABIS: a Generic Build System for GSI applications  Penataro, R1; Zimmer, T2 

1GMV Aerospace and Defence, SPAIN; 2ESA, GERMANY 

GABIS  is  the generic build  system  to be used by ESOC ground  segment  systems,  including  infrastructure systems,  mission  control  systems,  simulation  and ground stations.  

The various ground data systems belonging to the ESOC infrastructure  rely  on  build  systems  that:  (1)  are  aged now and therefore far from the latest best practices; (2) have diverged from one another, therefore overlooking the  synergies  that  exist  between  them;  (3)  do  not integrate  the  universe  of  ancillary  tools  used  for  e.g. computing  software  quality  checks,  continuous integration,  test  execution  and  reporting  or documentation generation. EGOS strives to define some standard methodologies,  and  the  GABIS  Build  System should be seen as just another step in the unification of practices across ground segment systems.  

The design concept of GABIS is based on the integration of  existing  tools,  rather  than  developing  yet  another build  system.  According  to  this  approach,  the  GABIS Build System itself would provide only specific software developed to cover the functions that are not provided by  the  selected  tools,  basically  requirements  that  are too  specific  to be  found  in  already  existing  tools.  In  a first phase of the project, a careful collection and review of  the  requirements  coming  from  all  potentially involved parts has been done. Then, a survey was done on what  tools exist  in  the market  and how well  these tools match  the  set of  requirements. The architectural design has been performed based on the selected tools, plus  two  prototypes  that  proof  the  concept  and  the suitability of the selected tools. GABIS is currently in the implementation  and  validation  phase  and  will  be applied  for  the  first  time  to  the  suite  of  ESA mission control system components, MICONYS 6.0.  

It  is expected  that other ground  segment  systems  can be  re‐engineered  to  adopt  the  GABIS  Build  System, what  would  contribute  to  the  harmonisation  across systems  and  reduce  the maintenance  effort.  Likewise, the  new  systems  developed  by  GSI  are  expected  to adopt GABIS Build System whenever possible.  

The  paper  will  describe  in  detail  this  new  system, including some key topics, such as the modernisation of SCOS‐2000 build system, the introduction of Hudson for continuous  integration,  the migration  to Mercurial  as versioning  system,  or  the  usage  of  Eclipse  CDT  for improving the software development in C++.  

**************** 

BIRF: How to Improve Software Projects Efficiency and Control using Business Intelligence  

Prieto, JF1; Marques, P2; Vieira, M2; Widegård, K3; Navarro, V3 

1ISFreelance, SPAIN; 2University of Coimbra, PORTUGAL; 3ESA‐ESOC, GERMANY 

Software  projects  are  difficult  to manage.  In  complex environments,  like  the  space  programmes,  this  takes more  importance,  because  they  are  large  projects, involving  complex  subcontracting  structures,  and producing  critical  software.  For  those  reasons, organisations  impose  software  engineering methodologies  and  standards,  which  are  usually supported by tools to improve the level of visibility and automation.  However,  those  tools  are  dedicated  to specific  areas  such  as  requirements,  change management,  coding,  or  testing.  In  addition,  project progress  reporting  is  normally  based  on  periodical generation of manual documentation, without following a homogeneous approach for all projects. This situation drives to a proliferation of data about different aspects of  the  projects,  which  are  difficult  to  collect  and  to evaluate from a global point of view in the organisation, and which requires significant routine manual work.  

BIRF system has been developed for ESA‐ESOC with the objective  of  rationalising  the  reporting  interfaces with the contractors, collecting data about different aspects of the project, and evaluating it to provide an integrated view of the status of the projects in the organisation at different levels of responsibility, using key performance indicators (KPIs) and reports.  

  

48

BIRF  is  a  web  application  using  Business  Intelligence, which  is a mature field  in the  IT market providing tools for  gathering  and  analysing  data  to  support  decision making.  It  is extensively applied  to enterprise business 

Page 49: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

information  and  massive  data  analysis,  such  as financials, sales, and marketing, but not so much in the context of software projects.  

The  system has been deployed  in ESOC and  it  is being applied  to  real  projects,  providing  the  following benefits:  

Improved  control  over  software  projects, formalising  interfaces  with  contractors  and providing  an  accurate  evaluation  of  the  status  of processes and products for proactive management and better decision making.  

Improved productivity, automating time consuming routine  tasks  for data  collection  and  reporting,  as well as providing a quick access  to all  information related  to  the  projects  for  all  key  actors,  from technical officers to high managers.  

Contribution  to  improve  organisational  processes, through  the  standardisation  of  best  practices  and the  support  to  continuous  improvement based on measures and evaluation of objectives.  

A quick  return of  investment  (ROI)  is expected due  to the  cost  savings  related  to  the  effective  decision making,  and  the  reduction  of  manual  and  repetitive work.  

This  solution  has  also  potential  application  in  order contexts, including:  

Large  organisations  externalising  projects  or services, to improve control over subcontractors  

Software  companies,  optimising  their  resources, and  facilitating  the  adoption  of mature  processes (e.g. CMMi)  

Other  areas  of  space  missions,  in  which  it  is necessary  to  evaluate  the  performance  of  a complex  environment,  such  as  non‐software projects, operational systems, etc.  

**************** 

SpaceMaster Overview of a Telemetry Data Management System  

Schoenig, S.1; Dr. Fischer, H.H.2; Koerver, W.2; Dr. Sous, S.2; Dr. Thelen, A.1; Dr. Willnecker, R.2 

1S.E.A. Datentechnik GmbH, GERMANY; 2DLR‐MUSC, GERMANY 

The poster presentation shows solutions covered by the SpaceMaster  system  for  different  use  cases within  an operation  centre  like  facility  management,  system configuration and operation.  

A  demonstration  of  the  SpaceMaster  system  supports the poster presentation.  It shows how data  is received, processed and visualized by the system. The used data are real mission data received in the scope of the comet 

mission Rosetta. The configuration of  the processing  is demonstrated as well as the user interface components for  the mission operation staff, which  is used  to show, navigate through, and export the data processed by the system.  Additionally,  the  user  gets  information  about the modern web interface based on AJAX and Web 2.0.  

The  poster  presentation  in  combination  with  the demonstration  will  give  some  impressions  how SpaceMaster  can  be  used  as  central  generic  software solution for telemetry data management.  

Note:  This  presentation  is  supported  by  the  oral presentation  "Architecture  of  the  Telemetry  Data Management  System  SpaceMaster".  The  presentation introduces the SpaceMaster system architecture.  

**************** 

The Innovative Rover Operations Concepts ‐ Autonomous Planning (IRONCAP) ‐ Science and Engineering Planning for Rover Operations  

Steel, R.; Hoffmann, A.; Niezette, M. VEGA, GERMANY 

IRONCAP  is an ESA study project to explore and define the  concepts,  techniques  and  interactions  needed  to control and plan the activities of an interplanetary rover by making  use  of  current  and  future  ground  segment technologies. Its aim is to develop the requirements for a  system  that  will  be  demonstrated  by  a  prototype which will support the science and engineering activities and  operations  of  an  interplanetary  rover using  state‐of‐the‐art  methods  and  techniques  in  planning  and scheduling  combined  with  existing  and/or  developing ground  segment  systems  and  technologies.  The prototype will have to support the situational analysis of the  rover and  facilitate  the planning and  scheduling of activities/observation  for  the  applicable  autonomy levels,  supporting  the  different  teams  in  their  daily activities.  

As with any  rover mission, a  situational assessment of the  location  of  the  rover  has  to  be  performed  to establish  the  context  in  which  the  planning  of operations can be performed. This situational analysis is performed  on  an  engineering  level  and  on  a  science level  both  with  their  own  goals  and  objectives.  The science  assessment  is  mainly  concerned  with  the evaluation  and  assessment  of  what  science  has  been achieved  since  the  last assessment, what exciting new science  could  be  done  from  what  we  see  now,  the science observations already planned  to be performed and how to maximize the scientific return. In contrast to this the engineering assessment looks at the state of the space  vehicle,  taking  a  careful  look  at  its  health with respect  to  the  last  assessment.  This would  involve  an evaluation of any energy  sources on  the  space vehicle (i.e. batteries, solar panels, etc.) and their performance, 

49

Page 50: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

evaluation of any moving parts on  the vehicle  (such as wheel motors, camera arms, internal relays, etc.) noting and reacting to any degradation in performance.  

Our  presentation  will  outline  the  aims  of  the  study giving a brief background  to why  this  study  is needed, present  the  current  architecture  for  the  prototype detailing  the  relation  and  positioning within  a  ground segment  including  the  expected  interactions with  the various components of a ground segment, describe the contrast between rover science operations planning and engineering  operations  planning  illustrating  any common  or  conflicting  requirements,  introduce  the planning  and  scheduling  techniques  that  will  be investigated  during  the  study  for  use  within  the prototype  and  finally  summarise  the  synergies  with other  ESA  projects  currently  under  development. We will  conclude with  a  look  at  the  current  status  of  the project  and  present  its  current  direction  and  outlook. Through  this study we hope  to  infuse new  techniques, concepts and technologies which will potentially benefit current and future rover missions.  

**************** 

Flexplan, the Adaptable System for Mission Planning & Scheduling  

Tejo, J.1; Barnoy, A.2; Pereda, M.1 1GMV Aerospace And Defence, SPAIN; 2GMV Space 

Systems Inc, UNITED STATES 

During  the  last decade, GMV  implemented  flexplan,  a robust  and  flexible  Customizable  Off‐The‐Shelf  (COTS) Mission  Planning  and  Scheduling  (MPS)  system. flexplandemonstrated operational capabilities  in Earth‐observing  satellite  missions  like  the  EUMETSAT  Polar System  (EPS)  or  the  Soil Moisture  and  Ocean  Salinity (SMOS) operated by ESA as well as Moon Orbiters  like the  Lunar  Reconnaissance  Orbiter  (LRO)  operated  by NASA.  Each  of  the  operators  that  use  flexplanutilizes different  philosophies  in  the  way  that  they  operates their  missions  and  design  the  ground  segment architectures  accordingly.  The  one  thing  in  common between  operations  of  multiple  platform  fleets  and highly specialized spacecraft  is that they require a  level of  adaptability  in  the  planning  and  scheduling  to  the ever  changing  requirements  and  constraints  driven  by the  mission.  Integrated  in  such  missions, flexplan'sprimary goal of offering a flexible solution that can adapt with minor operational  impact was achieved and superseded by an  increased  focus on performance when multiple  platforms  and  complex  operations  are present.  Since  its  conception,  flexplanmatured  in operability  to  support  interfaces  with  a  variety  of external  elements  to  execute  spacecraft  and  ground operation,  including  varying  levels  of  system automation,  in  order  to  reduce  the  cost  of  the operations  and  to  increment  the  efficiency  in  its operability.  The  purpose  of  this  presentation  is  to describe the flexplanarchitecture and how it makes the 

system  capable  to  adapt  to  different  missions  and ground  segment  architectures.  Additionally,  the incorporation  of  automation  into  operations  will  be described.  

**************** 

The GNSS Advanced Monitoring Element (GAME) Core  Villemos, G; Biamonti, D.; Edwards, D 

Logica, GERMANY 

The  GNSS  Advanced  Monitoring  Element  (GAME) project  develops  a  navigation  data  monitoring  and evaluation system for OPS‐GN. The system offers near‐real  time  monitoring  of  navigation  data  and  the comparison  to predicted values, based on a  large data warehouse.  

At  the  core  of  the  system  the  GAME  core  module provides  a  highly  flexible  framework  for  deploying, starting and managing a distributed, component based system.  The  core  has  been  developed  to  offer  among others:  

‐  Communication  protocol  encapsulation.  All connections  are managed  through  connectors, with  a proxy  on  the  consumer  side.  The  system  exchange services  through HTTP, RMI  and  JDBC  and  can  change protocol through reconfiguration.  

‐  Flexible  system  assembly.  The  system  is  assembled using  Spring  assemblies.  The  location  of  component instances  can  be  changed  through  one  line  in  a configuration file.  

‐ Automatic configuration management. The system will at startup automatically check its installation and install updates  to  source  code  files  as  well  as  configuration from a central configuration management repository.  

‐ Automated resource usage monitoring. Monitoring of used  system  resources  such  as  threat’s  and memory. Alert  and  notifications.  Based  on  simple  configuration rules,  log messages can be used to trigger notifications through  emails  and/or  RSS  feeds.  Local  System  Site. Local  monitoring  of  component  server  through  an embedded HTML server.  

The  system  is  based  on mature OSS  products  such  as Spring,  JMX,  Maven  and  Grizzly,  with  an  absolute minimum  code  base  ontop;  less  than  3.500  lines  of code.  

This paper describes the architecture and capabilities of the GAME core module, through direct demonstrations of the GAME system functionality.  

50

**************** 

Page 51: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

51

Supporting the Management of Mission Operational Knowledge ‐ a Case Study using Mars Express  

Villemos, G1; Shaw, M2; Doyle, M.1; van Zetten, P1 1Logica, GERMANY; 2Mars Express OPS‐OPM, Consultant 

Vega Space GmbH, GERMANY 

ESA mission  operation  teams  are  supported  by  highly specialized, complex  information  systems. The  systems offer  the operators a wealth of  information,  critical  to ensuring  the  continued  success  of  the  mission. However,  these  operators  regularly  face  a  simple problem: Namely  accessing data  from multiple, widely disparate,  data  sources  to  locate,  cross‐correlate, validate and/or archive operational information.  

Currently,  whenever  the  operational  team  accesses their  knowledge  repositories,  they  must  connect  to each  data  source  individually  using  whatever  search functionality  is  present  (where  this  exists).  They must discard  incidental  information,  and  consolidate  the remainder manually. Anecdotal evidence  suggests  that the overhead for these processes can be considerable.  

More  critically,  the  process  is manual.  Even  for  highly skilled  teams,  the  absence  of  a  dedicated  tool  to perform  data  retrieval  in  a  coherent  and  exhaustive manner brings the risk that crucial  information sources are overlooked.  

In summary,  information management  is a critical task, but one that costs the mission operation teams valuable time, and may introduce an element of risk by virtue of its incompleteness.  

Based  on  prototype  development  from  a  TRP  study, Logica  have  designed  a  solution  in  close  collaboration with  the  operational  team  of  MEX.  The  solution provides a consolidated view of  information  related  to telemetry  parameters,  tele‐commands  and  spacecraft generated  events,  these  being  consolidated  from  all relevant  data  sources  and  presented  in  a  number  of operation  specific  views.  The  solution  envisages  the ability  to  view  references  to  a  specific  operational dataset  from  all  data  sources  (databases,  documents, intranet sites, issue tracking applications) via a compact, unified user  interface.  The  goal has been  to  approach the  management  of  information  pragmatically  within the  complex  and  inhomogeneous  environment  of  ESA missions,  designing  a  concrete  and  viable  solution  on the  basis  of  the  identified  operational  needs  of  the mission concerned.  

This presentation describes a proposed concept for how better  to  support mission  operations,  using  advanced information management  systems  already  undergoing prototyping within ESOC.  

**************** 

Standardisation of Reprocessing Architectures for Future Ground Segments  

Williams, I.; Evens, P.; Steven, J. Logica Deutschland GmbH & Co.KG, GERMANY 

Reprocessing  is  a  typical  requirement  of  EO  ground segments,  whether  scientific  or  operational,  however there  are  several ways  in which mission  architectures have been adapted to meet these requirements. Today missions  are  requiring  ground  segment  Architectures that  must  support  the  ever  increasing  data  volumes required to handle the on‐board data generated. Much of  this  is being driven by  the ever  increasing  focus on climatology  missions  in  which  reprocessing requirements are a key mission driver. The ESA Climate Change  Initiative  is  an  example  of  such  a  climatology mission:  composed  of  11  essential  climate  variables, most of which are based on existing climatology‐related missions,  a  key  initial  task  of  the  systems  engineering working  group  was  to  review  the  architectures  of existing systems with a view to producing a harmonised logical model.  

This paper will examine and compare the ways various CCI‐related  systems  have  addressed  reprocessing, including the usage of Cloud and grid technologies and look at how these architectural concepts may evolve  in future ground segments. 

**************** 

Cloud and Grid Technologies in Ground Segments  Williams, I.; Evens, P.; James, S. 

Logica Deutschland GmbH & Co.KG, GERMANY 

Users are increasingly interested in using cloud and grid technologies to access and process large volumes of EO data,  in  order  to  reduce  costs  and  to  provide  more flexibility. Cloud technology is very attractive for certain projects  including  reprocessing,  however  the  cost  of transferring  data  into  the  cloud  or  storing  it  for  any length of  time  can be prohibitive. Grid  technology  can be  an  alternative  for  collaborating  with  academic  or governmental  organisations,  for  example  ESA's  GPOD grid,  provides  access  to  the  full  ESA  and  EUMETSAT archives,  as well  as  substantial  computing  power,  for CAT‐1  users.  Cloud  and  grid  technologies  can  be complementary, as the ESA GPOD project has shown by cloud‐bursting to the Amazon cloud when there are no more  internal  resources  available.  Other  hybrid architectures, mixing cloud, grid, and private resources, are  also  possible.  This  paper  will  contrast  the  use  of cloud,  grid,  and  hybrid  architectures  for  addressing ground segment needs. 

  

Page 52: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

                        

                          

52

Page 53: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Biographies  Andrea Bertoli   COMPAGNIA GENERALE PER LO SPAZIO   ITALY    Title Presentation:      A NetPDL‐BASED PROTOTYPE IMPLEMENTATION OF GALILEO ATTITUDE ORBIT CONTROL SYSTEM     SCOE CONTROLLER  Past Activities:  1) System engineer of SPIRE, HIFI, PACS EGSE based on SCOS2K (ESA‐ASI project)       2) Software Architect of PERTH station monitoring and control software based on SCOS2K EGSE     (ESA project) Present Activities:  1)System Engineer of PRISMA EGSE based on SCOS2K,(PRISMA is a small hyper‐spectral  Satellite‐     ASI).    

**************** Pierre Bornuat   CS Systèmes d’Information  France    Title Presentation:    CNES control centre mock‐up: an evaluation of a standard SOA architecture    Past Activities:  Pierre Bornuat has been working for 12 years in the space domain. Pierre has acquired a strong     experience in leading large software development and I/V projects. In particular, he has managed     two major projects for CS: the Monitoring & Control subsystem of the ATV Control Centre for     ESA, and the Integration & Validation of PLEIADES spacecraft Secure Dual Ground Centre for     CNES.    Present Activities:  He is currently project director for development and maintenance activities of CS Ground      Segments department (which is part of CS Defense, Space and Security Division).    

  **************** Uwe Brauer   Astrium   Germany    Title Presentation:    Astrium Space Transportation Strategy for Ground Data Systems  Past Activities:  Project management and systems engineering for ESA projects (ground systems and manned     operations support systems).     EUROSPACE representative in THAG Ground System Harmonization Board     Industry support for ESA standardization activities (e.g. ECSS‐E‐TM‐10‐23 System Engineering     Database) and European Ground System Core initiative Present Activities:  Head of Department Ground System Engineering in Bremen (5 teams, 55 people)     Project Lead AITS   

**************** Armin Braun   DLR  Germany    Title Presentation:   Current trends and outlook of future challenges in mission operations @ GSOC    Past Activities:  Subsystem and System engineer in Eutelsat II and Eutelsat‐W LEOP services       System Engineer in ROSAT project       Mission Operations lead for Equator‐S     Part of Mission Planning Group (concepts, software development, planning algorithms,      requirements engineering)       X‐Radar Mission Planning for Shuttle Radar Topographic mission STS‐99         EnMAP project manager for Mission Operations Segment, deputy project manager for EnMAP     ground segment. Present Activities:  Team lead for application software group in the mission operations department.    

****************   

53

Page 54: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Noé Casas   GMV   Spain    Title Presentation:   Leveraging EGOS User Desktop and hifly® to evolve SCOS‐2000   Past Activities:  Part of the task force team for the re‐engineering of EGOS User Desktop and the integration of     GMV’s telemetry visualization technology (hiflyViews) into it.             Project engineer for the migration of GMV’s hifly® UI layer to Eclipse RCP       Technical leader of the adaptation of GMV’s advanced telemetry visualisation tool (hiflyViews) to     ESA/ESOC infrastructure (SCOS‐2000, EUD, DARC).       Technical leader of the development of GMV’s advanced telemetry visualisation tool (hiflyViews)     using Java + Eclipse RCP   Present Activities:  Technical leader of project S2K2EUD (migration of SCOS‐2000 UI layer to EGOS User Desktop).    Technical leader of EGOS User Desktop (EUD) maintenance    

****************  Navid Dehghani   Jet Propulsion laboratory, California Institute of  Technology, NASA   United Stated    Title Presentation:   Ground Data System for ATLO and Launch/Cruise for Mars Science Laboratory (MSL)   Past Activities:  Program Element Manager for Multi‐Mission Ground System tools and services at JPL     Project Element Manager for AIRS science data processing system for EOS PM at JPL       Project Manager for the Interferometry Science Center (ISC) at Caltech   Present Activities:  Ground Data System Manager for the Mars Science Laboratory (MSL) Project at JPL   

 **************** 

 Isabel del Rey   GMV   Spain    Title Presentation:   XTCE Tailoring for ESA   Past Activities:  Software engineering for ESA projects in the area of satellite monitoring and control      (CryoSat/GOCE Mission Control System, SMOS Payload Programming Centre).   Present Activities:  Project management and software engineering for ESA projects, in the area of ground data      systems infrastructure. Latest projects include “Tailoring of XTCE for ESA”, “SCOS‐2000 migration     to EGOS User Desktop” and “Implementation of DABYS Framework and SCOS‐2000 Data      Manager”.    

**************** Sylvain D’Hoine CS Systèmes d’Information France  Title Presentation:   Trends in space software system integration: CS vision Past Activities:  Graduated from the French Ecole Polytechnique and specialised in computer science, Sylvain     D’Hoine began his career within Astrium developing operational mission planning software. He     has been working for the space business unit of CS group for 10 years. He successfully managed     projects for space agencies (CNES and ESA) or French defense industry. Present Activities:  Now, he is managing the Space & Intelligence business unit gathering the activities of CS in the     domains of space ground systems and space applications. He manages a team of 250 engineers.  

****************      

54

Page 55: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Inés Fernández‐Rañada   TCP SI   Spain    Title Presentation:   Evolution of FEC architecture  Past Activities:  Master degree on Telecommunications. More than six years involved in the development of Front     End software (FEC) in all Ground Stations of ESTRACK and in the deployment and on‐site      validation of Front End Controller in Kourou, Maspalomas, Cebreros, Redu and New Norcia      Ground Stations Present Activities:  Expert Real Time software engineer, responsible for the concept, design and development of the     evolution of FEC architecture.  

**************** Rob Foweraker MakaluMedia GmbH United Kingdom  Title Presentation:   Telemetry Archiving: How to optimise storage efficiency, retrieval speed and real‐time      performance. Past Activities:  Flight Dynamics software and then Simulator Development at Vega.     Simulations Officer on Cluster at ESOC. Project support on Stentor with Astrium. MSG Simulator     support for Eumetsat. Development and Acceptance Testing of the METOP and Sarlupe ground     control system with Integral Systems. Development of Payload Monitoring tools for Eutelsat. Present Activities:  Management of space software development projects for Makalumedia GmbH. Design and     development of Makalumedia’s web application development projects for Eutelsat.  

 **************** Hugo Garzón Gutierrez  GMV   Spain    Title Presentation:   BASyS: Neo Satellite Database Management System Past Activities:  Hugo has been mainly involved in activities related to Neo‐SCS during the last years. Neo‐SCS is     the multiplatform Satellite Control System developed by GMV for Eutelsat based on SCOS 2000.     He has worked as project engineer in several Neo projects (B23, NeX, S4K, WSO) and more      recently he has assumed the role of project manager (maintenance team, system redundancy     project, NeoFly).     He has also provided customer support for different activities including on site support and     support of critical operations like on call support, LEOPs and SVTs   Present Activities:  He is currently the project manager and coordinator of Neo‐SCS and other related activities.     He is also the project manager of BASyS which is charge of the implementation of the new      satellite database manager for Eutelsat based on DABYS   

**************** Jörg Hofmann   T‐Systems   Germany    Title Presentation:  Integrated Test Concept and Test Automation for Aerospace Projects Activities:   Since 10 years in a disciplinarian leading position (20 to 60 employees), management of profit     centers.     Lieutenant Colonel with Deutsche Bundeswehr, Staff Division Special Operations, Artillery.  

**************** Michael Kolar Jet Propulsion Laboratory USA  Title Presentation:    Architecture Governance, The Importance of Architecture Governance for Achieving      Operationally Responsive Ground Systems 

55

Page 56: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Past Activities:  Deputy Section Manager, Integrated Ground Data Systems (GDS), Jet Propulsion Laboratory. Lead     and collaborated on the development of GDS engineering best‐practices and procedures, assure     program and flight project needs are met, establish training objectives and curriculum, provide     mentoring and coaching to management and engineering teams, ensure product quality, and     collaborate with JPL projects and initiatives on systems engineering modernization initiatives,     such as software architectures (both system of systems and functional applications), mode‐based     engineering and standardized IT infrastructures. Present Activities:  Project Information Technology Systems Engineer for the Office of the Chief Information Officer     (OCIO). Work with the OCIO, line management and project engineering teams to provide      architecture and systems engineering support to the planning and deployment of OCIO‐provided     IT services for DSN, MGSS and flight project ground systems. 

 **************** 

Dr. Rolf Kozlowski DLR GSOC Germany  Title Presentation:   GSOC Ground Segment Challenges  Past Activities:  After his doctoral theses in computer networks, Dr. Kozlowski worked 10 years as contractor in     the air traffic control, military and space business. He worked as program manager mainly for     system critical applications and systems.         Present Activities:  Dr. Kozlowski is deputy manager of the GSOC department “communications and ground stations”     and is project manager for Columbus Control Center Facility Operations & Management and the     SatcomBW project.    

  **************** Christian Kumpf MakaluMedia GmbH Germany  Title Presentation:  Telemetry Archiving: How to optimise storage efficiency, retrieval speed and real‐time      performance. Past Activities:  With Makalumedia and EUTELSAT:     WiMics ‐ visualization of satellite payload     TERES ‐ analysis of raw telemetry archive availability     TEDIS ‐ real‐time raw telemetry distribution and archiving     SDID Decom ‐ real‐time analysis of SCC network traffic      With MM/ESOC:     CRS ‐ Configuration Reporting System      With ip23:     ipgoo ‐ carrier‐grade real‐time aggregation and processing of ip accounting data with Fraunhofer     IGD:     Evaluation/design of compression algorithms for volumetric image data Present Activities:  Lead Software Engineer     TeleViews ‐ archiving and real‐time visualization of satellite telemetry     TeleChecks ‐ a framework for offline analysis of satellite telemetry  

**************** Naomi Kurahara   University of Tokyo   Japan    Title Presentation:     Ground Station Network for Micro/Nanosatellite Operation   Past Activities:  Naomi Kurahara studied the small satellite and space plasma interactions with spacecraft in     Kyushu Institute of Technology and University of Surrey. She earned a PhD degree in electrical     engineering from Kyushu Institute of Technology in 2010. 

56

Page 57: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Present Activities:  She joined Nakasuka laboratory, the University of Tokyo, as a research engineer. Her current     research topics are Ground Station Network architecting and mission design for the small      satellite. .   

**************** Jose E. Marchesi Terma GmbH Germany  Title Presentation:   Towards a high performance LEON/GRLIB emulator Past Activities:  ‐ SIMSAT Development.     ‐ Maintenance of ESOC's simulation infrastructure. Present Activities:  ‐ Emulation of ERC32 and LEON processors.  

**************** Sylvain Marty   CS Systèmes d’Information  France    Title Presentation:    Improve usability of graphical user interfaces with new technologies in ground centre software  Past Activities:    Sylvain MARTY has been working for 5 years in the space domain. Sylvain  has acquired a strong 

  experience in the technical management of ground control centre software and is specialized in   new communication and information technologies. He has technically managed several projects   at CS like Agata : a generic control and missions simulation software or SWWW‐NG a multi   missions control centre data web server for mini and micro satellites for CNES.      

Present Activities:  He is currently project technical manager and also working on the research and development of     new technologies to improve ground control centre software in the CS Ground Segments      department (which is part of CS Defense, Space and Security Division).     

**************** Robert Messaros   Siemens AG   Austria    Title Presentation:   Ten Galileo FOC Payload EGSE Systems Challenges in Design, MAIT, and Schedule   Past Activities:  Started work on space related areas with SCOE systems,  pioneer         Later on one of the SCOS‐2000 pioneers       ESA ground segment, from Mission Control Systems to Groundstations (TMTCS)   Present Activities:  RF‐SCOEs (Sentinels), EGSEs (Sentinel PDHT)       Galileo PL EGSE       RF‐Suitcases: Gaia RF Suitcase, GMES X‐Band suitcase    

**************** Gianluigi Morelli SES (Société Européenne des Satellites)    LUXEMBOURG    Title Presentation:   Senior Manager, Operations Architecture   Past Activities:  Satellite engineer (attitude control) of GEO satellites        tr     Ground Control Systems procurement and deployment.  Present Activities:  Automation of satellite operations       Advanced monitoring of satellite health       Payload management software    

****************      

57

Page 58: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Heiko Müller, Dipl.Inf.     VCS AG ‐ A SciSys Company Germany    Title Presentation:  Ground Segment Autonomy: A revised approach   Past Activities:  Worked for VCS AG as technical officer for the Central Monitoring&Control Facility (CMCF), part     of the Galileo Ground Control Segment.     Present Activities:  ‐ Working as VCS project manager in the DLR.study “Fast generation of 3D maps for planetary     landing and exploration operations” (FASTMAP).     ‐ Working for the DLR study “Mission Control Concepts for Robotic Operations” (MICCRO). 

 **************** 

Sébastien Nouvellon   Capgemini   France   Title Presentation:   NOSYCA: the New Operational System for the control of Aerostats Past Activities:  Sub Contractor activities (for CS and Capgemini):   

Project Manager of the SLE Sentry Software (ESOC) 

Integration and validation of the ARGOS Mission Centre (CLS) 

Development of the TMTCS ‐ Telemetry and Telecommand System (ESOC) 

Involved in the development of the ATV Control Centre (CNES/ESA). Present Activities:  Project Manager for Capgemini: 

Project Manager of the NOSYCA Control Centre (CNES)  

**************** Paul Parsons   The Server Labs   Spain    Title Presentation:   SOA4GDS : Evaluating the Suitability of Emerging Service‐based Technologies in Ground Data     Systems  

Past Activities:  2001 ‐ 2002  BEA Systems S.A.      Architect in the Professional Services department. 

As an architect in the Professional Services division, Paul’s main role was to advise clients with their deployments of BEA’s products. The engagements typically ranged from implementing the  full  project  lifecycle  to  providing  architectural  assessments  and  audits  and  providing specialised  training  in  the  form  of  master  classes.  Implementation  of  the  full  lifecycle involved  defining  an  initial  architecture,  implementing  a  prototype  to  validate  that architecture and then following the project through all the cycles of development. Many of the  projects  he  was  involved  in  were  to  develop  multi‐device  portals  for  PDAs,  mobile phones and browsers. 

     2000 ‐ 2001  Uno‐E Bank S.A.   

    EJB Architect in the R+D department 

Paul was heavily  involved  in defining and  implementing  the  J2EE architecture  for  the bank’s new  projects.  Utilising  J2EE  throughout  running  under  tiered  WebLogic  Clusters,  the architecture was modular, utilising  JSP’s and Servlets  for  the presentation and EJBs  for  the business  logic. Backend systems such as those  for  funds and share trading were  integrated with a Tib/Rendezvous Message Bus.                 

    1999    FDS Finanz Daten Systems Gmbh, Frankfurt – contract   

  FDS is a daughter firm of the Deutsche Börse (the Frankfurt Stock Exchange)  

FDS was developing a new‐generation data‐warehouse for the financial data delivered by the Deutsche Börse to the banks  in Germany. The system has a central server based on a data model known as FIDM. The FIDM data model is stored in an Oracle Enterprise database that is mapped  into  the  FDS  server using  Persistence  Powertier. Client  applications  (written  in Java) access the server using a C++ object model known as FIOM over a CORBA interface. 

58

Page 59: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

    1997 ‐ 1998  DG Bank, Frankfurt  ‐ contract(renewed) 

Working on a  large Market Risk Project, Paul developed C++ software to take data from four different  trading  systems  within  the  bank  to  populate  an  Infinity  Fin++  security  and transaction model.  Infinity makes  usage  of  it's  own Montage  data model  based  upon  a Sybase 11 database. 

    1996 ‐ 1997  Commerz Financial Products, Frankfurt  ‐ contract(renewed)   

Working in the Risk Control department, Paul developed a replacement Risk management and reporting  system.  The  new  system was  developed  in  C++  using  a  client  server  paradigm around  a  central  Sybase  database.  The  client  applications  run  locally  on  the  users’ workstations,  while  a  multi‐threaded  daemon  running  on  the  central  Sybase  server distributes notifications of database changes to all the currently connected applications.  The interface to the bank´s market data was made using Tibco Tib/Rendezvous. 

    1992 ‐ 1996  Science Systems Ltd  at the  European Space Agency (ESA) , Darmstadt,           Germany 

    Senior Software Engineer and later Senior Consultant 

Based at the European Space Operations Centre (ESOC),  Paul developed application software for the SCOS‐II project, a generic next‐generation Satellite Control System. SCOS‐II  is a fully distributed  control  system,  running on  a network of  Sun  Sparcstations  and  is  intended  to operate with satellites into the next century. It was developed using object‐oriented analysis and design,  implemented in C++ and utilises state of the art commercial toolkits throughout. The  system  includes  telemetry  reception,  telemetry  distribution,  retrievals,  event  logging, alarm  handling.  telecommand  generation  and  telecommand  verification.  The  project was developed by  two  teams, an applications  team and a  technology  team, each having had a peak  size  of  seven  people.  The  project  has  followed  the  ESOC  software  development standards PSS‐05. 

Two of the key architectural areas of SCOS‐II were a ”network cache” designed to reduce the network usage of the control system by storing the  latest telemetry and event  information on  the  local  workstation,  and  an  in‐house  developed  ”object‐oriented  database”  that contains  the mission  information  and provides  transparent  access  to  applications  through the use of  ”smart pointers”  (the application makes  the  same  call whether  the object  is  in memory or needs to be loaded from disk). 

Within  SCOS‐II, Paul  initially developed GUI  concepts  for  the more advanced aspects of  the above control system using the Object Builder MMI toolkit. Later on Paul took responsibility for  the  architecture  of  the  Commanding  Chain,  including  the  underlying  model  used  in commanding,  and all the commanding applications within SCOS‐II. 

Paul developed  subsystems  for  the Commanding Chain,  specifically  the Commanding Model and the Manual Stack (this term describes the standard operator console at ESOC for sending telecommands). The classes in these subsystems were designed so that missions could derive from them to customise behaviour. 

Towards  the end of  the project Paul provided  consultancy  to  the  client  for an  ITT, and was involved  in  the  technical  part  of  a  fixed  price  proposal,  assessing  the  user  requirement feasibility and providing manpower and budget estimates. 

    1990 ‐ 1992  Science Systems Ltd, Bristol   

Paul developed  software  in  ‘C’  for  the  front‐end workstation platform of a  real‐time SCADA system on a unix‐based Intel system. This included MMI software for displaying the real‐time data, a  separate  subsystem  for processing and displaying alarms and a graphical editor  to allow the customer to create the displays used in the system. 

    1986 ‐ 1990  Racal Redac Systems Ltd   

    Senior Programmer in the “ Computer Aided Engineering” (CAE) team. 

Paul’s main role was the development of object‐oriented software for the company’s Visula CAE Product. The Visula system employed an object‐oriented framework on top of the C language but   based on the Smalltalk concept. Paul´s first task  in the team was to develop an  internal cross‐referencing facility to aid the development of the schematic editor. Paul was involved in the development of a new system level framework for the Visula range of CAE products. Paul was  involved  in  the  development  of  software  to  implement  multiple  instanced  hierarchy 

59

Page 60: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Paul was also involved in the development of a next generation CAE system, having responsibility for a package providing an object‐oriented  interface on to the underlying electrical model  in the  system.  Paul  developed  modules  for  program  control,  task  management  and communications (both local and remote), the latter utilising TCP/IP and Apollo’s NCS 

Present Activities:  Paul is an experienced architect and developer with many years experience in client/server     technology and distributed systems, including C++,  CORBA and Java EE and .he has taken a lead     role in many large and successful projects.  .    CTO and Founder The Server Labs S.L        Founded in 2004, The Server Labs S.L. is an advanced professional services company, specialising     in  IT architectures and  state of  the art  technologies. The  services offered  include; architecture     definition, IT strategy planning, architecture validation, advanced training and project      management and implementation. 

As well as the role of CTO, Paul has also been involved in a number of consulting engagements, including: 

o ESA: Gaia Satellite – Gaia is a key mission within the European Space Agency to catalogue 1 billion stars in our Galaxy, the Milky Way. Gaia has huge data processing requirements; at the end of the mission the data collected and refined will amount to more than 1 PetaByte. The core data processing is being developed in Madrid at ESAC (European Space Astronomy Centre) using the latest Java 5 technologies running on a large Dell Cluster using an Oracle 10g RAC over an EMC SAN. In the project, Paul is responsible for the performance team, specifically java Performance, Oracle performance and Storage performance. Paul is also a core member of the team, helping define the Overall System Architecture for Gaia. 

o Vodafone ‐ Huge EAI project involving more than 50 computers communicating with broadcast/multicast. The project was implemented with TIBCO’s Rendezvous and IntegrationManager solutions. Paul’s involvement included defining the network multicast architecture and topology, helping troubleshoot performance problems and providing advice to the production support team. 

 **************** 

Roger Patrick Terma A/S Denmark  Title Presentation:   Living with ESA infrastructure Past Activities:  Software Developer – spacecraft checkout systems (4 years)     Project Management – space ground systems projects (5 years)     Business Development manager for Terma (Netherlands) (5 years) Present Activities:  Business Development manager for Terma (Netherlands) and Terma (Germany) – 15 years  

**************** Steve Pearson     Rhea System SA   Belgium    Title Presentation:   European Technology Harmonisation on Ground Software Systems: Update of Reference      Architecture   Past Activities:  ESA Mission Control Systems and support tools.         Present Activities:  The MOIS mission preparation tool in ESOC and European Space Industry    

****************    

60

Page 61: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Alastair Pidgeon SciSys UK Ltd United Kingdom  Title Presentation:    Space Internet Working & DTN Prototyping.  Present Activities:  Manager of the Systems and Ground Segment Business Group with responsibility for managing the     group of over 40 staff, maintaining high‐level customer contacts (e.g. with ESA, Eumetsat, Eutelsat,     Astrium, ESO), business development, managing the group staff/resources, managing the group     budget and reporting to the SciSys board.      Business Development Executive responsible for business development in real‐time simulations for     space and defence applications, ground control systems and automation for commercial, scientific     and navigation space missions.   Attend UKISC Galileo Working Group and was editor of  the ECSS     Modelling and Simulation Working Group. This involves an excellent understanding of the missions,     the mission operation needs and what can be done with the technology underlying our solutions     (e.g. SCOS‐2000, Java, XML, C++, processor emulators, SIMSAT, Windows NT/2000/XP, LINUX, SMP,     and HLA).  

**************** Erwann Poupart CNES France  Title Presentation:  Where do we stand with CCSDS SM&C at CNES ? Activities:  Erwann Poupart holds a Master’s Degree in Computer Science Engineering from the Institut     National Polytechnique de Grenoble (INPG), France.     Since 1990, he is a ground segment software engineer at CNES, Toulouse, France. He has 20 years     of experience with many space projects in the area of mission control systems.     He is currently responsible for several Research & Technology studies in the area of middleware     and modeling, and he is involved in standardisation activities in the CCSDS SM&C (Spacecraft     Monitoring & Control) working group.  

**************** Furio Riccio   Logica Deutschland GmbH & Co. KG   Germany    Title Presentation:  GSMC Implementation   Past Activities:  Senior software developer and architect for:     

EDDS  Galileo SCCF System Supervisor  Herschel & Planck Mission Planning System  TMCR  PROBA 2 

    Project Manager and Configuration Manager for the Herschel Planck Repatriation project     Configuration Manager and Team leader for SCOS‐2000 R3.1 Present Activities:  Project Manager and Design Authority for the GSMC Implementation project.  

**************** Alessandra Rossetti     Inmarsat Ltd    United Kingdom    Title Presentation:   Inmarsat: automation of satellite and ground operations Present Activities:  Operations Engineer in the Inmarsat Satellite Control Centre and responsible for the engineering     of the ground and satellite procedure automation     

****************   

61

Page 62: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

Fausto Roveda Logica Deutschland GmbH Germany  Title Presentation:   Fox: Mission Automation System for the International Space Innovation Centre Past Activities:  Fausto has more than 15 years of experience in software engineering for ground systems; he has     been involved with a large number of software development projects and studies for Eutelsat,     ESA and EUMETSAT. Before joining Logica he was Site Manager at MakaluMedia GmbH and     previously Senior Software Engineer at CS‐Italia Spa. Present Activities:  Fausto joined Logica in 2009 assuming the Delivery Manager role at Logica Darmstadt Business     Unit with responsibility for the overall project delivery organisation of the unit. He was the      Project Manager and Design Authority on the Fox Mission Automation project.  

 **************** 

Pierre‐Yves Schmerber  Thales Alenia Space   France    Title Presentation:   Thales Alenia Space vision on future Ground Control System Software   Past Activities:  Participation to the Aspis Esprit project for rule based access control       Participation to the Satexpert research project for model based satellite diagnosis       Delivery of the Sirius 2, Eurasiasat 1 and Turksat 3A Control centres        Leader of internal control centre product line   Present Activities:  Head of control centres in Thales Alenia Space       Member of the Steering Engineering Team for EGS‐CC project    

**************** Pirada Techavijit   Geo‐Informatics and Space Technology Development Agency (Public Organization) )   Thailand   Title Presentation:   Development of SODAs for improving efficiency and security for satellite control   Past Activities:  Master:  specialized master of Embedded System from ISAE (Institut supérieur de l'aéronautique     et de l'espace) Toulouse, France.        Bachelor: computer engineering from KMITL (King Monkut’s Institute of Technology Ladkrabang),     the institute in Bangkok, Thailand         Present Activities:  Satellite Control Engineer        Function: satellite control and recovery, satellite monitoring, telemetry Trend analysis    

**************** Dr. Andrea Thelen   S.E.A. Datentechnik GmbH  Germany    Title Presentation:    Architecture of the Telemetry Data Management System SpaceMaster   Past Activities:  Research associate at the “Forschungszentrum caesar” in Bonn working on the digitization of     holographically stored 3D information.         Present Activities:  Software developer and architect for the SpaceMaster Telementry Data Management System at     S.E.A. Datentechnik GmbH in Cologne    

**************** Roger Thompson SciSys UK Ltd  United Kingdom  Title Presentation:   CCSDS Mission Operations Services Overview and current Status  Present Activities:  An experienced Software Architect, with more than 26 years experience in spacecraft mission     control systems.  He is a member of international standardisation committees for the Space     domain, and is currently active in the specification of service‐oriented reference architectures for     space systems. 

62

Page 63: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

 

    CCSDS and OMG, BNSC Representative & UK National Expert Representative to CCSDS: the  

    international  committee  for  space  data  standardisation,  on  behalf  of  British  National  Space 

    Centre 

 

    Deputy  Chair  of  the  CCSDS Mission Operations  and  Information Management  (MOIMS)  Area;  

    Deputy Chair of CCSDS Spacecraft M&C Working Group, developing developing a Service Oriented 

    Architecture (SOA) for space mission operations and associated standardised services. 

     Previously  the BNSC Representative  to Object Management Group  (OMG)  Space Domain  Task     Force.      A member of the SciSys management team for their Space Division, focussing on strategic      technology for Space Systems and Ground Segments. 

 **************** 

Miguel Tortosa   Eutelsat   France    Title Presentation:   Satellite control systems provision and maintenance choices   Activities:  Ground Segment Procurement and Engineering          

  **************** Gert Villemos   Logica   Germany    Title Presentation:   The Fantastic Four, ‘Be lazy. Don’t code; Assemble!’   Past Activities:  Gert has worked for over 10 years in the space business. He did his time on SCOS as project     manager for a series of releases upto release 3.1 and has at some point or other worked on     almost all other parts of the ground segment.       He has worked extensively with formal methods, reference architectures and reference models     and is a certified ‘Enterprise Architect’.      The last many years he has primarily focused on new development and the use of novel and     innovative technologies in the space domain. He considers himself an Agile evangelist and is a     certified ‘Professional Scrum Master’. Present Activities:  Gert is currently involved in the development of an operational reference model for space under     CCSDS, the development of a data warehouse for GNSS data and a study into the usage of      Android OS on small satellites.       Due to his fascination of new technologies and unorthodox solutions, Gert have the great honour     of holding the title as ‘Chief Lunatic’ at Logica. .   

**************** Julio Vivero GMV Spain  Title Presentation:   Ground Segment Security: light and shade Past Activities:  In 2004 I did some post‐doctoral research on network management and security in ad‐hoc      networks.      I joined GMV in June 2004 to work as security consultant and project manager within a      Telecommunications operator.  

63

Page 64: ESA/ESOC - ESAW 2011 - Abstracts

64

Present Activities:  Since 2008 I’m responsible of the Information Security Consulting area of GMV in Barcelona     where we develop projects linked with information security management, risk assessments,     security audits and information security area activities.      As part of our activities we have collaborated with satellite operation organizations in the      definition, implementation and support of their information security management systems and     safeguards.      I currently hold the following certifications: BS25999 Lead Auditor, CISM, CISA, CISSP, CSSA, GCIH,     PMP 

**************** Douglas Wiemer   AEPOS Technologies, A Division of the ADGA Group   Canada    Title Presentation:   “Automated Computer Network Defence”   Past Activities:  Douglas (Doug) Wiemer is a retired Canadian Armed Forces Captain. He graduated with a      Bachelor of Engineering in 1990 and a Masters of Engineering in 1995, both from the Royal      Military College (RMC) of Canada.  As a Communications and Electronics Officer in the Canadian     Forces he served a variety of roles, leaving a post specializing in information security for      Command, Control, Communications, Computer, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance     (C4ISR) systems in 1997 to join the private sector.  He worked as a security consultant from 1997     to 2000 and then moved to product related Research and Development at Alcatel (now Alcatel‐    Lucent) from 2000 to 2008.  During his time at Alcatel he held various research, development and     management roles all related to the development of security related products or products with     embedded security features.  In 2005 he was assigned as the manager of a team delivering a     prototype Computer Network Defence (CND) system to the Network Information Operations     (NIO) Section of Defence Research and Development Canada (DRDC).  Following delivery of the     DRDC prototype, Doug was promoted to Director of Software Development and given the      responsibility to turn the prototype into a product.  In January 2009, Doug started working for     AEPOS as the Manager of the IT Security Engineering Group where he continues to provide      security engineering services to government, defence and commercial clients. Present Activities:  Since July 2010, Doug has been on contract to the Network Information Operations (NIO) Section     of Defence Research and Development Canada (DRDC) as the Deputy Project Manager      responsible for many aspects of the project scoping, definition and delivery of the Automated     Computer Network Defence (ARMOUR) Technology Demonstration (TD) project.