一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法及裝置，所述方法包括以下步驟：（1）獲取遙控指令任務所需的所有間接指令；（2）根據(jù)每條注入數(shù)據(jù)的最大封裝值將所有間接指令封裝到相應數(shù)目的注入數(shù)據(jù)的格式中形成指令序列，其中所述指令序列包括至少一指令任務；（3）發(fā)送所述指令序列中的所有注入數(shù)據(jù)。本發(fā)明大大降低了地面操作次數(shù)，簡化了操作流程，減少了人為操作失誤，有效提高了遙控操作的可靠性、安全性和易用性；同時減少了地面操作時間，降低了遙控資源占有率，提高了遙控效率。
【專利說明】一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及航天測量與控制【技術領域】，具體的說，是一種高效率的地面對航天器程控中基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法及裝置。
【背景技術】
[0002]地面對航天器的程控方式一般有兩種:間接指令方式和注入數(shù)據(jù)方式。間接指令長度較短，其數(shù)據(jù)域長度為幾十字節(jié)，主要是一些單機或軟件狀態(tài)切換、參數(shù)設置等控制指令；間接指令的處理包括:產生、申請發(fā)送、發(fā)送、判斷執(zhí)行情況等過程，需要多人參與多個操作，每條間接指令的處理最短需要6秒時間。注入數(shù)據(jù)長度較長，其數(shù)據(jù)域長度約幾百字節(jié)，主要是軌道數(shù)據(jù)、星歷數(shù)據(jù)、軟件代碼等較長的數(shù)據(jù)；注入數(shù)據(jù)方式每條注入數(shù)據(jù)的處理最短需要8秒時間。隨著衛(wèi)星的功能越來越復雜，完成一次控制任務或載荷任務需要多個單機多條間接指令按照一定的流程依次執(zhí)行，有些任務需要幾十條甚至成百上千條指令按照一定流程依次執(zhí)行。目前，都是通過地面多次發(fā)送間接指令完成，現(xiàn)有的間接指令逐條發(fā)送方式注入次數(shù)多，花費時間長，需要耗費大量的人力和信道資源，給任務的正常執(zhí)行帶來一定的風險。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法，能夠簡化地面遙控操作，提高遙控資源利用率，提高任務的可靠性和安全性。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法，包括以下步驟:(1)獲取遙控指令任務所需的所有間接指令；(2)根據(jù)每條注入數(shù)據(jù)的最大封裝值將所有間接指令封裝到相應數(shù)目的注入數(shù)據(jù)的格式中形成指令序列，其中所述指令序列包括至少一指令任務；(3)發(fā)送所述指令序列中的所有注入數(shù)據(jù)。
[0005]進一步，所述至少一指令任務包括至少一條注入數(shù)據(jù)，所述至少一條注入數(shù)據(jù)包括至少一條間接指令。
[0006]進一步，所述指令序列格式為:長度:用于標識從有效性字段開始至任務指令列表字段結束的總字節(jié)長度；類型:用于區(qū)分衛(wèi)星執(zhí)行的不同指令任務類型；校驗和:用于標識從有效性字段開始至任務指令列表字段結束所有字節(jié)的累加和校驗，只有校驗通過衛(wèi)星才會執(zhí)行此條指令序列；有效性:自定義功能；任務數(shù):用于標識所有指令任務數(shù)量；總指令數(shù):用于標識當次指令序列包括的總指令數(shù)；任務信息:用于標識所有指令任務的相應起始指令編號信息，每項指令任務都有兩字節(jié)信息；任務指令列表:用于標識所有指令明細。其中，所述任務數(shù)從I開始編號。所述任務信息中所有指令任務的起始指令編號從I開始編號，空指令任務的起始指令編號固定填O。
[0007]本發(fā)明的另一目的，還提供一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理裝置，包括:一指令獲取模塊，用于獲取遙控指令任務所需的所有間接指令；一封裝模塊，與所述指令獲取模塊相連，用于根據(jù)每條注入數(shù)據(jù)的最大封裝值將所有間接指令封裝到相應數(shù)目的注入數(shù)據(jù)的格式中形成指令序列，其中所述指令序列包括至少一指令任務；一發(fā)送模塊，與所述封裝模塊相連，用于發(fā)送所述指令序列中的所有注入數(shù)據(jù)。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點在于，大大降低了地面操作次數(shù)，簡化了操作流程，減少了人為操作失誤，有效提高了遙控操作的可靠性、安全性和易用性；同時減少了地面操作時間，降低了遙控資源占有率，提聞了遙控效率；并且通過指令序列的雙重校驗和指令的幾余執(zhí)行提聞了載荷任務的可靠性和安全性，有較強的工程應用前景，也可推廣應用在其他衛(wèi)星的載荷任務或其它需要多條指令配合的復雜任務的遙控格式中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1，本發(fā)明所述的一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法的流程圖；
圖2，是本發(fā)明所述指令序列格式示意圖；
圖3，本發(fā)明所述的一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理裝置的架構圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發(fā)明提供的一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法及裝置的【具體實施方式】做詳細說明。
[0011]參見圖1所示，一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法，包括以下步驟:S11:獲取遙控指令任務所需的所有間接指令；S12:根據(jù)每條注入數(shù)據(jù)的最大封裝值將所有間接指令封裝到相應數(shù)目的注入數(shù)據(jù)的格式中形成指令序列，其中所述指令序列包括至少一指令任務；S13:發(fā)送所述指令序列中的所有注入數(shù)據(jù)。以下是對上述步驟的詳細描述。
[0012]Sll:獲取遙控指令任務所需的所有間接指令。
[0013]經分析，衛(wèi)星遙控指令任務所需的指令均為間接指令，如果將間接指令封裝到注入數(shù)據(jù)的格式中，那么每條注入數(shù)據(jù)可容納多條(例如12條)間接指令，這將大大提高測控弧段利用率，并且大大降低地面遙控操作的復雜性。以現(xiàn)有的衛(wèi)星遙控格式約定為例，一條完整的遙控幀(即注入數(shù)據(jù))最長僅支持512字節(jié)，而每條間接指令的字節(jié)信息規(guī)定為29字節(jié)，加上相應的包頭包圍以及指令信息，所以一條注入數(shù)據(jù)可以封裝的間接指令數(shù)目最多是12條。但實際上，實際應用中，如果遙控幀長(512)以及間接指令的字節(jié)信息(29)都是可以調整的，注入數(shù)據(jù)可容納的間接指令數(shù)量根據(jù)實際情況確定。
[0014]S12:根據(jù)每條注入數(shù)據(jù)的最大封裝值將所有間接指令封裝到相應數(shù)目的注入數(shù)據(jù)的格式中形成指令序列。
[0015]由于每條注入數(shù)據(jù)可以包含多條間接指令，因此可以將遙控指令任務需求的所有間接指令封裝成一條或多條注入數(shù)據(jù)，形成一個指令序列進行處理；例如某載荷任務需要12條間接指令，則將12條間接指令依序封裝到一個注入數(shù)據(jù)的格式中形成一條指令序列；指令序列內部的指令可以動態(tài)的填入各條短指令信息，不需要固定順序，大大提高了遙控效率。也即一指令序列中包括至少一指令任務，一指令任務包括至少一條注入數(shù)據(jù)，一條注入數(shù)據(jù)包括至少一條間接指令。
[0016]參考圖2，所述指令序列格式可以包括長度、類型、校驗和、有效性、任務數(shù)、總指令數(shù)以及任務指令列表。
[0017]其中，長度:用于標識從有效性字段開始至任務指令列表字段結束的總字節(jié)長度，無無符號整型，占4B (字節(jié))；
類型:用于區(qū)分衛(wèi)星執(zhí)行的不同指令任務類型，比如成像、觀測、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，?B ；校驗和:用于標識從有效性字段開始至任務指令列表字段結束所有字節(jié)的累加和校驗，只有校驗通過衛(wèi)星才會執(zhí)行此條指令序列，占2B ；
有效性:為自定義功能，可以固定填77H，占IB ；
任務數(shù):用于標識所有指令任務數(shù)量，占1B，從I開始編號，每個指令序列可以包括多個指令任務；
總指令數(shù):用于標識當次指令序列包括的總指令數(shù)，占2B，總指令數(shù)最大值取決于星載計算機開辟給指令序列SRAM的大小，總指令數(shù)取值范圍為廣550 ；
任務信息:用于標識所有指令任務的相應起始指令編號信息，每項指令任務有兩字節(jié)信息，其中，所有指令任務的起始指令編號從I開始編號，空指令任務的起始指令編號固定填O;
任務指令列表:用于標識所有指令明細，占字節(jié)數(shù)為可變量，每一間接指令包括N字節(jié)信息，信息包含各條間接指令的指令執(zhí)行時間、指令碼、指令參數(shù)等。
[0018]如圖2所示，該指令序列的任務信息中包括63條指令任務的起始指令編號信息，從任務I起始指令編號一直到任務63起始指令編號。 [0019]此處的任務數(shù)和總指令數(shù)是不同的概念。前述中每條注入數(shù)據(jù)可容納12條間接指令是指，一條512字節(jié)的遙控幀最多容納12條間接指令，這是由衛(wèi)星遙控格式約定好的；一個衛(wèi)星指令任務可以由Il條指令組成，η不可以超過總指令數(shù)。而衛(wèi)星一天會有多種任務需要執(zhí)行，為了提高遙控注入的效率，會將所有的指令任務一起封裝在指令序列里面，最大支持63個指令任務，所有指令任務加起來的指令數(shù)受總指令數(shù)限制。
[0020]如圖2所示，任務指令列表中包括指令I到指令η信息，每一間接指令包括N字節(jié)信息。η為總指令數(shù)對應的取值。
[0021]S13:發(fā)送所述指令序列中的所有注入數(shù)據(jù)。
[0022]根據(jù)衛(wèi)星遙控格式約定，將所述指令序列中的所有注入數(shù)據(jù)分拆成相應的遙控幀，上注到衛(wèi)星之后，再組裝成一個完整的指令序列。由于每條注入數(shù)據(jù)可以包含多條間接指令，因此通過形成指令序列的形式完成任務的發(fā)送，降低了地面操作次數(shù)，簡化了操作流程，減少了人為操作失誤，有效提高了遙控操作的可靠性、安全性和易用性；同時減少了地面操作時間，降低了遙控資源占有率，提高了遙控效率；并且通過指令序列的雙重校驗和指令的冗余執(zhí)行提高了載荷任務的可靠性和安全性，有較強的工程應用前景，也可推廣應用在其他衛(wèi)星的載荷任務或其它需要多條指令配合的復雜任務的遙控格式中。
[0023]舉例說明，某載荷任務需要12條指令，每一天進行14次載荷任務，每次須上注3天的載荷任務。表1列出了傳統(tǒng)間接指令和本發(fā)明指令序列在發(fā)送時間、發(fā)送次數(shù)方面的比較，其中，每條間接指令的處理最短需要6秒時間，每條注入數(shù)據(jù)的處理最短需要8秒時間。通過下表比較可以看出，顯然本發(fā)明指令序列的發(fā)送次數(shù)和發(fā)送時間遠小于傳統(tǒng)間接指令方式，效率大大提高。
淳寫]7性能I傳統(tǒng)間接指令I本發(fā)明指令序歹「
I_ 發(fā)送時間(S) 3024_336_
2 I發(fā)送次數(shù)1504142
[0024]表1傳統(tǒng)間接指令和指令序列的性能比較。[0025]參考圖3，本發(fā)明所述的一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理裝置，包括:一指令獲取模塊31、一封裝模塊32以及一發(fā)送模塊33。
[0026]所述指令獲取模塊31，用于獲取遙控指令任務所需的所有間接指令。經分析，衛(wèi)星遙控指令任務所需的指令均為間接指令，如果將間接指令封裝到注入數(shù)據(jù)的格式中，那么每條注入數(shù)據(jù)可容納多條(例如12條)間接指令，這將大大提高測控弧段利用率，并且大大降低地面遙控操作的復雜性。
[0027]所述封裝模塊32與所述指令獲取模塊31相連，用于根據(jù)每條注入數(shù)據(jù)的最大封裝值將所有間接指令封裝到相應數(shù)目的注入數(shù)據(jù)的格式中形成指令序列。由于每條注入數(shù)據(jù)可以包含多條間接指令，因此可以將遙控指令任務需求的所有間接指令封裝成一條或多條注入數(shù)據(jù)，形成一個指令序列進行處理。指令序列內部的指令可以動態(tài)的填入各條短指令信息，不需要固定順序，大大提高了遙控效率。也即一指令序列中包括至少一指令任務，一指令任務包括至少一條注入數(shù)據(jù)，一條注入數(shù)據(jù)包括至少一條間接指令。
[0028]所述指令序列格式可以包括長度、類型、校驗和、有效性、任務數(shù)、總指令數(shù)以及任務指令列表，具體參考圖2所示。
[0029]其中，長度:用于標識從有效性字段開始至任務指令列表字段結束的總字節(jié)長度，無無符號整型，占4B (字節(jié))；
類型:用于區(qū)分衛(wèi)星執(zhí)行的不同指令任務類型，比如成像、觀測、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，?B ；校驗和:用于標識從有效性字段開始至任務指令列表字段結束所有字節(jié)的累加和校驗，只有校驗通過衛(wèi)星才會執(zhí)行此條指令序列，占2B ；
有效性:為自定義功能，可以固定填77H，占IB ；
任務數(shù):用于標識所有指令任務數(shù)量，占1B，從I開始編號，每個指令序列可以包括多個指令任務；
總指令數(shù):用于標識當次指令序列包括的總指令數(shù)，占2B，總指令數(shù)最大值取決于星載計算機開辟給指令序列SRAM的大小，總指令數(shù)取值范圍為廣550 ；
任務信息:用于標識所有指令任務的相應起始指令編號信息，每項指令任務有兩字節(jié)信息，其中，所有指令任務的起始指令編號從I開始編號，空指令任務的起始指令編號固定填O;
任務指令列表:用于標識所有指令明細，占字節(jié)數(shù)為可變量，每一間接指令包括N字節(jié)信息，信息包含各條間接指令的指令執(zhí)行時間、指令碼、指令參數(shù)等。
[0030]所述發(fā)送模塊33與所述封裝模塊32相連，用于發(fā)送所述指令序列中的所有注入數(shù)據(jù)。根據(jù)衛(wèi)星遙控格式約定，將所述指令序列中的所有注入數(shù)據(jù)分拆成相應的遙控幀，上注到衛(wèi)星之后，再組裝成一個完整的指令序列。由于每條注入數(shù)據(jù)可以包含多條間接指令，因此通過形成指令序列的形式完成任務的發(fā)送，降低了地面操作次數(shù)，簡化了操作流程，減少了人為操作失誤，有效提高了遙控操作的可靠性、安全性和易用性；同時減少了地面操作時間，降低了遙控資源占有率，提高了遙控效率；并且通過指令序列的雙重校驗和指令的冗余執(zhí)行提高了載荷任務的可靠性和安全性，有較強的工程應用前景，也可推廣應用在其他衛(wèi)星的載荷任務或其它需要多條指令配合的復雜任務的遙控格式中。
[0031]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)獲取遙控指令任務所需的所有間接指令； (2)根據(jù)每條注入數(shù)據(jù)的最大封裝值將所有間接指令封裝到相應數(shù)目的注入數(shù)據(jù)的格式中形成指令序列，其中所述指令序列包括至少一指令任務； (3)發(fā)送所述指令序列中的所有注入數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法，其特征在于，所述至少一指令任務包括至少一條注入數(shù)據(jù)，所述至少一條注入數(shù)據(jù)包括至少一條間接指令。
3. 根據(jù)權利要求1所述的基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法，其特征在于，所述指令序列格式為: 長度:用于標識從有效性字段開始至任務指令列表字段結束的總字節(jié)長度； 類型:用于區(qū)分衛(wèi)星執(zhí)行的不同指令任務類型； 校驗和:用于標識從有效性字段開始至任務指令列表字段結束所有字節(jié)的累加和校驗，只有校驗通過衛(wèi)星才會執(zhí)行此條指令序列； 有效性:自定義功能； 任務數(shù):用于標識所有指令任務數(shù)量； 總指令數(shù):用于標識當次指令序列包括的總指令數(shù)； 任務信息:用于標識所有指令任務的相應起始指令編號信息，每項指令任務有兩字節(jié)信息； 任務指令列表:用于標識所有指令明細。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法，其特征在于，所述任務數(shù)從I開始編號。
5.根據(jù)權利要求1所述基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理方法，其特征在于，所述任務信息中所有指令任務的起始指令編號從I開始編號，空指令任務的起始指令編號固定填O。
6.一種基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理裝置，其特征在于，包括: 一指令獲取模塊，用于獲取遙控指令任務所需的所有間接指令； 一封裝模塊，與所述指令獲取模塊相連，用于根據(jù)每條注入數(shù)據(jù)的最大封裝值將所有間接指令封裝到相應數(shù)目的注入數(shù)據(jù)的格式中形成指令序列，其中所述指令序列包括至少一指令任務； 一發(fā)送模塊，與所述封裝模塊相連，用于發(fā)送所述指令序列中的所有注入數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理裝置，其特征在于，所述至少一指令任務包括至少一條注入數(shù)據(jù)，所述至少一條注入數(shù)據(jù)包括至少一條間接指令。
8.根據(jù)權利要求6所述的基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理裝置，其特征在于，所述指令序列格式為: 長度:用于標識從有效性字段開始至任務指令列表字段結束的總字節(jié)長度； 類型:用于區(qū)分衛(wèi)星執(zhí)行的不同指令任務類型； 校驗和:用于標識從有效性字段開始至任務指令列表字段結束所有字節(jié)的累加和校驗，只有校驗通過衛(wèi)星才會執(zhí)行此條指令序列； 有效性:自定義功能； 任務數(shù):用于標識所有指令任務數(shù)量；總指令數(shù):用于標識當次指令序列包括的總指令數(shù)； 任務信息:用于標識所有指令任務的相應起始指令編號信息，每項指令任務有兩字節(jié)信息； 任務指令列表:用于標識所有指令明細。
9.根據(jù)權利要求6所述的基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理裝置，其特征在于，所述任務數(shù)從I開始編號。
10.根據(jù)權利要求6所述的基于多任務的衛(wèi)星指令序列處理裝置，其特征在于，所述任務信息中所有指令任務的起始指令編號從I開始編號，空指令任務的起始指令編號固定填O.
【文檔編號】G06F9/46GK103984592SQ201410210694
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權日:2014年5月19日
【發(fā)明者】何濤, 曹金, 蔡志鳴, 周依林 申請人:上海微小衛(wèi)星工程中心