一種衛(wèi)星有效載荷任務(wù)管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天衛(wèi)星有效載荷任務(wù)管理領(lǐng)域，尤其涉及一種衛(wèi)星有效載荷任務(wù)管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，通常衛(wèi)星有效載荷任務(wù)的管理是由數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)、測(cè)控通信分系統(tǒng)、電源及配電分系統(tǒng)合作完成的，數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星有效載荷開(kāi)關(guān)機(jī)指令、上電指令、關(guān)鍵時(shí)序動(dòng)作指令等管理和控制功能；測(cè)控通信分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星有效載荷遙測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)傳數(shù)據(jù)的采集和傳輸；電源及配電分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星有效載荷的電源供給并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓幅值的二次配電電壓。隨著衛(wèi)星技術(shù)的高速發(fā)展，衛(wèi)星搭載的有效載荷數(shù)量和種類(lèi)越來(lái)越多，對(duì)衛(wèi)星有效載荷任務(wù)管理的要求也各不相同，由多個(gè)分系統(tǒng)實(shí)施的衛(wèi)星有效載荷任務(wù)管理不利于衛(wèi)星一體化設(shè)計(jì)，信息流交互較為復(fù)雜，接口多樣且來(lái)自不同單機(jī)，軟件設(shè)計(jì)不夠優(yōu)化，增加了整星的重量和功耗，亟需進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。
[0003]目前衛(wèi)星有效載荷管理的接口通常為輸入、輸出一對(duì)一接口形式，可靠性較低，若接口通道出現(xiàn)故障，便會(huì)造成衛(wèi)星有效載荷無(wú)法正常工作。
[0004]此外，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)衛(wèi)星的健康管理多采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)、異常報(bào)警等單級(jí)故障監(jiān)測(cè)的方式，其在實(shí)施過(guò)程中對(duì)于衛(wèi)星不同程度的異常工作狀態(tài)均采取無(wú)差別的故障警報(bào)和應(yīng)對(duì)措施，需要付出高昂的健康管理實(shí)現(xiàn)代價(jià)和資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種衛(wèi)星有效載荷任務(wù)管理系統(tǒng)，在不增加衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)額外單機(jī)設(shè)備開(kāi)銷(xiāo)的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星對(duì)于星載有效載荷的供配電、遙測(cè)遙控、健康管理等功能的一體化任務(wù)管理，本系統(tǒng)中涉及的單機(jī)設(shè)備仍可執(zhí)行衛(wèi)星運(yùn)行中的其它功能。能夠有效適應(yīng)日益復(fù)雜的衛(wèi)星有效載荷技術(shù)發(fā)展并根據(jù)現(xiàn)有衛(wèi)星的測(cè)控覆蓋條件，可靈活進(jìn)行天基傳輸和地基傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信切換，適應(yīng)不同信道資源容量，選擇有效載荷數(shù)據(jù)傳輸碼率，提高通信效率和通信靈活性；
[0006]進(jìn)一步的，能夠根據(jù)衛(wèi)星遙測(cè)模態(tài)，靈活動(dòng)態(tài)地調(diào)度有效載荷數(shù)據(jù)源進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)不同遙測(cè)模態(tài)之間的快速、可靠切換，滿足不同任務(wù)階段、任務(wù)模式的需求，有效地提升了有效載荷在星地大回路的通信效率；
[0007]進(jìn)一步的，能夠?qū)崿F(xiàn)有效載荷的供電和數(shù)據(jù)的冗余備保，有效避免了單通故障導(dǎo)致有效載荷無(wú)法正常工作的問(wèn)題，大幅提高了系統(tǒng)的可靠性；
[0008]進(jìn)一步的，能夠大幅降低衛(wèi)星有效載荷健康管理的實(shí)現(xiàn)代價(jià)，實(shí)現(xiàn)低成本、靈活、自主的有效載荷健康診斷和評(píng)估。
[0009]本發(fā)明包括如下技術(shù)方案:
[0010]本發(fā)明提供一種衛(wèi)星有效載荷任務(wù)管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)總線、電池、配電器、有效載荷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器和星地遙測(cè)遙控處理單元；
[0011]所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)、配電器、有效載荷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器和星地遙測(cè)遙控處理單元均與所述數(shù)據(jù)總線相連接；
[0012]其中，所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)通過(guò)所述數(shù)據(jù)總線控制配電器的加、斷電，控制有效載荷的開(kāi)關(guān)機(jī)、控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器轉(zhuǎn)換遙測(cè)數(shù)據(jù)的格式和調(diào)度遙測(cè)數(shù)據(jù)以及控制所述星地遙測(cè)遙控處理單元的遙測(cè)碼率切換和天地基的遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸；判斷自身和所述配電器、有效載荷的處理機(jī)是否故障并根據(jù)發(fā)生故障情況控制執(zhí)行有效載荷與配電器之間的交叉通道供電鏈路切換策略以及數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)與有效載荷之間的交叉通道數(shù)據(jù)鏈路切換策略；判斷所述有效載荷的健康等級(jí)并根據(jù)該判斷的健康等級(jí)采取相應(yīng)的健康管理策略；
[0013]所述有效載荷的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，所述有效載荷中的每個(gè)與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器之間均建立有相應(yīng)的信道并將生成的遙測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)所述信道傳輸至所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器，所述有效載荷通過(guò)所述數(shù)據(jù)總線接收所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)發(fā)送的開(kāi)關(guān)機(jī)指令和關(guān)鍵時(shí)序動(dòng)作指令并將所述有效載荷的狀態(tài)參數(shù)通過(guò)所述數(shù)據(jù)總線反饋給所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)；
[0014]所述電池向所述配電器供給母線電壓；所述配電器接收所述電池提供的母線電壓，經(jīng)DC/DC變換，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的所述有效載荷所需的二次電壓，根據(jù)所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)的控制對(duì)所述有效載荷進(jìn)行加、斷電操作，并將加、斷電的狀態(tài)參數(shù)通過(guò)所述數(shù)據(jù)總線反饋給所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)；
[0015]所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器接收所述有效載荷傳輸來(lái)的遙測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到有效載荷的數(shù)據(jù)源包，并通過(guò)所述數(shù)據(jù)總線接收所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)的遙測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)度指令以對(duì)所述數(shù)據(jù)源包進(jìn)行調(diào)度，以生成組信道傳輸幀并向所述星地遙測(cè)遙控處理單元傳輸；
[0016]所述星地遙測(cè)遙控處理單元接收所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器傳輸來(lái)的所述組信道傳輸幀，通過(guò)所述數(shù)據(jù)總線接收所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)發(fā)送的遙測(cè)碼率切換指令以切換至所需碼速率和天地基開(kāi)關(guān)指令以將遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行天基或者地基傳輸。
[0017]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理包括:對(duì)于從各有效載荷接收到的不同格式的遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)的調(diào)理、放大，轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的信號(hào)形式，得到所述有效載荷的數(shù)據(jù)源包。
[0018]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度包括:
[0019](1)所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器接收到所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)發(fā)送的遙測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)度指令后，開(kāi)始遙測(cè)數(shù)據(jù)的調(diào)度；
[0020](2)當(dāng)衛(wèi)星具備測(cè)控覆蓋條件時(shí)，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器接收所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)的控制指令進(jìn)入實(shí)時(shí)工作模式，所述實(shí)時(shí)工作模式包括:一方面將全部有效載荷的數(shù)據(jù)源包置入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器內(nèi)的遙測(cè)數(shù)據(jù)池內(nèi)緩存，另一方面根據(jù)當(dāng)前衛(wèi)星遙測(cè)模態(tài)的需要，通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器內(nèi)的包調(diào)度單元的調(diào)度算法選取部分有效載荷的數(shù)據(jù)源包組成信道傳輸幀，將信道傳輸幀向星地遙測(cè)遙控處理單元進(jìn)行下行傳輸；其中，當(dāng)衛(wèi)星遙測(cè)模態(tài)需要全部有效載荷的數(shù)據(jù)源包時(shí)，則從所述遙測(cè)數(shù)據(jù)池調(diào)取全部有效載荷的數(shù)據(jù)源包組成信道傳輸幀并向星地遙測(cè)遙控處理單元進(jìn)行下行傳輸；
[0021](3)當(dāng)衛(wèi)星不具備測(cè)控覆蓋條件時(shí)，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器接收所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)的控制指令進(jìn)入記錄工作模式，所述記錄工作模式包括:將所述遙測(cè)數(shù)據(jù)池中的全部有效載荷的數(shù)據(jù)源包存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器內(nèi)的包存儲(chǔ)區(qū)中；
[0022](4)當(dāng)衛(wèi)星從不具備測(cè)控覆蓋條件轉(zhuǎn)入具備測(cè)控覆蓋條件后，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器接收所述數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)的控制指令進(jìn)入回放工作模式，所述回放工作模式包括:從所述包存儲(chǔ)區(qū)中提取存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)源包，并根據(jù)當(dāng)前衛(wèi)星遙測(cè)模態(tài)的需要，通過(guò)所述包調(diào)度單元的調(diào)度算法選取數(shù)據(jù)源包組成信道傳輸幀，并向星地遙測(cè)遙控處理單元進(jìn)行下行傳輸。
[0023]進(jìn)一步的，所述根據(jù)當(dāng)前衛(wèi)星遙測(cè)模態(tài)的需要，通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)復(fù)接器內(nèi)的包調(diào)度單元的調(diào)度算法選取部分有效載荷的數(shù)據(jù)源包包括:
[0024](1)預(yù)先根據(jù)衛(wèi)星的飛行階段或任務(wù)模式劃分出多個(gè)衛(wèi)星遙測(cè)模態(tài)；
[0025](2)預(yù)先根據(jù)不同的衛(wèi)星遙測(cè)模態(tài)確定不同的有效