一种卫星有效载荷任务管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种卫星有效载荷任务管理系统，包括数据管理计算机、数据总线、电池、配电器、有效载荷、数据存储复接器和星地遥测遥控处理单元；能够实现卫星对于星载有效载荷的供配电、遥测遥控、健康管理等功能的一体化任务管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天卫星有效载荷任务管理领域，尤其涉及一种卫星有效载荷任务管理系统。
技术介绍
现有技术中，通常卫星有效载荷任务的管理是由数据管理分系统、测控通信分系统、电源及配电分系统合作完成的，数据管理分系统实现卫星有效载荷开关机指令、上电指令、关键时序动作指令等管理和控制功能；测控通信分系统实现卫星有效载荷遥测数据、数传数据的采集和传输；电源及配电分系统实现卫星有效载荷的电源供给并转换为相应电压幅值的二次配电电压。随着卫星技术的高速发展，卫星搭载的有效载荷数量和种类越来越多，对卫星有效载荷任务管理的要求也各不相同，由多个分系统实施的卫星有效载荷任务管理不利于卫星一体化设计，信息流交互较为复杂，接口多样且来自不同单机，软件设计不够优化，增加了整星的重量和功耗，亟需进行改进设计。目前卫星有效载荷管理的接口通常为输入、输出一对一接口形式，可靠性较低，若接口通道出现故障，便会造成卫星有效载荷无法正常工作。此外，现有技术中对卫星的健康管理多采用状态监测、异常报警等单级故障监测的方式，其在实施过程中对于卫星不同程度的异常工作状态均采取无差别的故障警报和应对措施，需要付出高昂的健康管理实现代价和资源。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供了一种卫星有效载荷任务管理系统，在不增加卫星总体设计额外单机设备开销的前提下，能够实现卫星对于星载有效载荷的供配电、遥测遥控、健康管理等功能的一体化任务管理，本系统中涉及的单机设备仍可执行卫星运行中的其它功能。能够有效适应日益复杂的卫星有效载荷技术发展并根据现有卫星的测控覆盖条件，可灵活进行天基传输和地基传输的数据通信切换，适应不同信道资源容量，选择有效载荷数据传输码率，提高通信效率和通信灵活性；进一步的，能够根据卫星遥测模态，灵活动态地调度有效载荷数据源进行处理，实现不同遥测模态之间的快速、可靠切换，满足不同任务阶段、任务模式的需求，有效地提升了有效载荷在星地大回路的通信效率；进一步的，能够实现有效载荷的供电和数据的冗余备保，有效避免了单通故障导致有效载荷无法正常工作的问题，大幅提高了系统的可靠性；进一步的，能够大幅降低卫星有效载荷健康管理的实现代价，实现低成本、灵活、自主的有效载荷健康诊断和评估。本专利技术包括如下技术方案:本专利技术提供一种卫星有效载荷任务管理系统，包括数据管理计算机、数据总线、电池、配电器、有效载荷、数据存储复接器和星地遥测遥控处理单元；所述数据管理计算机、配电器、有效载荷、数据存储复接器和星地遥测遥控处理单元均与所述数据总线相连接；其中，所述数据管理计算机通过所述数据总线控制配电器的加、断电，控制有效载荷的开关机、控制数据存储复接器转换遥测数据的格式和调度遥测数据以及控制所述星地遥测遥控处理单元的遥测码率切换和天地基的遥测数据传输；判断自身和所述配电器、有效载荷的处理机是否故障并根据发生故障情况控制执行有效载荷与配电器之间的交叉通道供电链路切换策略以及数据管理计算机与有效载荷之间的交叉通道数据链路切换策略；判断所述有效载荷的健康等级并根据该判断的健康等级采取相应的健康管理策略；所述有效载荷的数量为一个或多个，所述有效载荷中的每个与所述数据存储复接器之间均建立有相应的信道并将生成的遥测数据通过所述信道传输至所述数据存储复接器，所述有效载荷通过所述数据总线接收所述数据管理计算机发送的开关机指令和关键时序动作指令并将所述有效载荷的状态参数通过所述数据总线反馈给所述数据管理计算机；所述电池向所述配电器供给母线电压；所述配电器接收所述电池提供的母线电压，经DC/DC变换，转换为相应的所述有效载荷所需的二次电压，根据所述数据管理计算机的控制对所述有效载荷进行加、断电操作，并将加、断电的状态参数通过所述数据总线反馈给所述数据管理计算机；所述数据存储复接器接收所述有效载荷传输来的遥测数据并进行标准化处理得到有效载荷的数据源包，并通过所述数据总线接收所述数据管理计算机的遥测数据调度指令以对所述数据源包进行调度，以生成组信道传输帧并向所述星地遥测遥控处理单元传输；所述星地遥测遥控处理单元接收所述数据存储复接器传输来的所述组信道传输帧，通过所述数据总线接收所述数据管理计算机发送的遥测码率切换指令以切换至所需码速率和天地基开关指令以将遥测数据进行天基或者地基传输。进一步的，所述数据存储复接器对遥测数据进行标准化处理包括:对于从各有效载荷接收到的不同格式的遥测数据进行信号的调理、放大，转换为统一的信号形式，得到所述有效载荷的数据源包。进一步的，所述数据存储复接器对遥测数据进行调度包括:(1)所述数据存储复接器接收到所述数据管理计算机发送的遥测数据调度指令后，开始遥测数据的调度；(2)当卫星具备测控覆盖条件时，所述数据存储复接器接收所述数据管理计算机的控制指令进入实时工作模式，所述实时工作模式包括:一方面将全部有效载荷的数据源包置入数据存储复接器内的遥测数据池内缓存，另一方面根据当前卫星遥测模态的需要，通过数据存储复接器内的包调度单元的调度算法选取部分有效载荷的数据源包组成信道传输帧，将信道传输帧向星地遥测遥控处理单元进行下行传输；其中，当卫星遥测模态需要全部有效载荷的数据源包时，则从所述遥测数据池调取全部有效载荷的数据源包组成信道传输帧并向星地遥测遥控处理单元进行下行传输；(3)当卫星不具备测控覆盖条件时，所述数据存储复接器接收所述数据管理计算机的控制指令进入记录工作模式，所述记录工作模式包括:将所述遥测数据池中的全部有效载荷的数据源包存储到数据存储复接器内的包存储区中；(4)当卫星从不具备测控覆盖条件转入具备测控覆盖条件后，所述数据存储复接器接收所述数据管理计算机的控制指令进入回放工作模式，所述回放工作模式包括:从所述包存储区中提取存储的数据源包，并根据当前卫星遥测模态的需要，通过所述包调度单元的调度算法选取数据源包组成信道传输帧，并向星地遥测遥控处理单元进行下行传输。进一步的，所述根据当前卫星遥测模态的需要，通过数据存储复接器内的包调度单元的调度算法选取部分有效载荷的数据源包包括:(1)预先根据卫星的飞行阶段或任务模式划分出多个卫星遥测模态；(2)预先根据不同的卫星遥测模态确定不同的有效当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星有效载荷任务管理系统，包括数据管理计算机、数据总线、电池、配电器、有效载荷、数据存储复接器和星地遥测遥控处理单元；所述数据管理计算机、配电器、有效载荷、数据存储复接器和星地遥测遥控处理单元均与所述数据总线相连接；其中，所述数据管理计算机通过所述数据总线控制配电器的加、断电，控制有效载荷的开关机、控制数据存储复接器转换遥测数据的格式和调度遥测数据以及控制所述星地遥测遥控处理单元的遥测码率切换和天地基的遥测数据传输；判断自身和所述配电器、有效载荷的处理机是否故障并根据发生故障情况控制执行有效载荷与配电器之间的交叉通道供电链路切换策略以及数据管理计算机与有效载荷之间的交叉通道数据链路切换策略；判断所述有效载荷的健康等级并根据该判断的健康等级采取相应的健康管理策略；所述有效载荷的数量为一个或多个，所述有效载荷中的每个与所述数据存储复接器之间均建立有相应的信道并将生成的遥测数据通过所述信道传输至所述数据存储复接器，所述有效载荷通过所述数据总线接收所述数据管理计算机发送的开关机指令和关键时序动作指令并将所述有效载荷的状态参数通过所述数据总线反馈给所述数据管理计算机；所述电池向所述配电器供给母线电压；所述配电器接收所述电池提供的母线电压，经DC/DC变换，转换为相应的所述有效载荷所需的二次电压，根据所述数据管理计算机的控制对所述有效载荷进行加、断电操作，并将加、断电的状态参数通过所述数据总线反馈给所述数据管理计算机；所述数据存储复接器接收所述有效载荷传输来的遥测数据并进行标准化处理得到有效载荷的数据源包，并通过所述数据总线接收所述数据管理计算机的遥测数据调度指令以对所述数据源包进行调度，以生成组信道传输帧并向所述星地遥测遥控处理单元传输；所述星地遥测遥控处理单元接收所述数据存储复接器传输来的所述组信道传输帧，通过所述数据总线接收所述数据管理计算机发送的遥测码率切换指令以切换至所需码速率和天地基开关指令以将遥测数据进行天基或者地基传输。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，冯忠伟，陈玉坤，刘冬，胡欣，姚旺，刘小军，李金龙，曾星星，马小婷，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11