一种可切换通信路径的纳卫星遥测遥控方法技术

一种可切换通信路径的纳卫星遥测遥控方法，涉及一种卫星遥测遥控处理方法。为了在不提高卫星成本、复杂度的基础上，使星载计算机故障时，地面也能够实现对卫星遥测遥控的功能。本方法中地面测控站通过检测卫星系统的星载计算机发送的遥测数据的更新频率和通信是否正常，判断星载计算机是否出现故障，当出现故障时，地面测控站通过测控分系统分别与卫星多个分系统进行直接通信。本发明专利技术适用于纳卫星遥测遥控数据传输使用。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种卫星遥测遥控处理方法。

技术介绍

卫星在轨运行期间，遥测数据是地面了解星上工作状态的途径，遥控指令是地面控制卫星运行状态的重要手段。通常，遥控任务的处理由星载计算机完全负责，星上之间以主从方式通信。星载计算机作为主机，定时访问下位机节点获取遥测数据帧，并进行实时遥测及延时遥测的组帧、存储；地面上行遥控指令也是与星载计算机进行处理转发。因此，星载计算机的可靠性尤为重要，当星载计算机故障后，星上任务不能正常开展，地面也失去了了解其他分系统在轨运行状态的途径。目前，通常是由冗余备份方式提高计算机的可靠性，其增加了卫星系统的成本及复杂度。尤其对于纳卫星而言，受其体积、成本的限制，实现星载计算机的多模冗余就显得比较困难。

技术实现思路

本专利技术提出了一种可切换通信路径的纳卫星遥测遥控方法，是为了在不提高卫星成本、复杂度的基础上，使星载计算机故障时，地面也能够实现对卫星遥测遥控的功能。
本专利技术所述的一种可切换通信路径的纳卫星遥测遥控方法，该方法基于多主通信的星内现场总线实现，该方法的具体步骤为：
步骤一、地面测控站通过检测卫星系统的星载计算机发送的遥测数据的更新频率和通信是否正常，判断星载计算机是否出现故障，星载计算机正常工作执行步骤二，星载计算机故障执行步骤三；
步骤二、卫星的多个分系统通过星载计算机与地面测控站进行通信；
上行数据传输过程：地面测控站将遥控信号发送至星载计算机，星载计算机根据接收的遥控信号对遥控指令格式帧中的分系统标识位进行识别，根据标识获得分系统的地址，若地址为星载计算机总线地址，星载计算机直接解析执行遥控指令；否则，将遥控数据转发至所识别的分系统；
下行数据传输过程：星载计算机接收多个分系统所采集的遥测数据，并定时或延时将从分系统所采集的遥测数据发送至地面测控站；
步骤三、地面测控站分别与卫星多个分系统进行直接通信；
上行数据传输过程：地面测控站将遥控指令格式帧的第一位目标地址修改为目标分系统地址，并将修改后遥控信号数据发送至测控分系统，测控分系统根据目标地址判断该地址是否为测控总线地址，若是，则对遥控指令进行解析，并执行该指令；否则，根据目标地址将遥控指令转发至目标地址所对应的分系统，目标地址所对应的分系统接收遥控指令，并对接收的遥控指令进行解析，判断遥控指令格式帧中的第三位分系统标识是否为自身标识，若是，目标分系统对遥控指令进行解析，并执行测控指令，否则，舍弃该条指令，实现地面测控站与星上分系统直接通信；
下行数据传输过程：地面测控站通过测控分系统同时向卫星的多个分系统发送遥测转发目标地址改写指令，卫星分系统根据接收的遥测转发目标地址改写指令对遥测数据发送的目标地址进行改写和并存储，同时判断改写后的遥测转发目标地址是否为自身总线地址，若是，则该分系统接收卫星其他分系统采集的遥测数据，并定时或延时通过测控分系统将从卫星分系统所采集的遥测数据通过测控分系统发送至地面测控站，否则，该卫星分系统采集自身遥测数据，并将数据发送给改写后的遥测转发目标地址所对应的分系统。
本专利技术在不提高卫星成本、复杂度的基础上，提出了一种主机切换的纳卫星遥测遥控处理方法，使得即使在星载计算机故障时，地面也具有对卫星遥测遥控的功能，适用于星上单机以多主方式通信的纳卫星。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的地面测控站分别与卫星多个分系统进行直接通信，上行数据传输过程示意图；
图2为具体实施方式一所述的地面测控站分别与卫星多个分系统进行直接通信，下行数据传输过程示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种可切换通信路径的纳卫星遥测遥控方法，该方法基于多主通信的星内现场总线实现，该方法的具体步骤为：
步骤一、地面测控站通过检测卫星系统的星载计算机发送的遥测数据的更新频率和通信是否正常，判断星载计算机是否出现故障，星载计算机正常工作执行步骤二，星载计算机故障执行步骤三；
步骤二、卫星的多个分系统通过星载计算机与地面测控站进行通信；
上行数据传输过程：地面测控站将遥控信号发送至星载计算机，星载计算机根据接收的遥控信号对遥控指令格式帧中的分系统标识位进行识别，根据标识获得分系统的地址，若地址为星载计算机总线地址，星载计算机直接解析执行遥控指令；否则，将遥控数据转发至所识别的分系统；
下行数据传输过程：星载计算机接收多个分系统所采集的遥测数据，并定时或延时将从分系统所采集的遥测数据发送至地面测控站；
步骤三、地面测控站分别与卫星多个分系统进行直接通信；
上行数据传输过程：地面测控站将遥控指令格式帧的第一位目标地址修改为目标分系统地址，并将修改后遥控信号数据发送至测控分系统，测控分系统根据目标地址判断该地址是否为测控总线地址，若是，则对遥控指令进行解析，并执行该指令；否则，根据目标地址将遥控指令转发至目标地址所对应的分系统，目标地址所对应的分系统接收遥控指令，并对接收的遥控指令进行解析，判断遥控指令格式帧中的第三位分系统标识是否为自身标识，若是，目标分系统对遥控指令进行解析，并执行测控指令，否则，舍弃该条指令，实现地面测控站与星上分系统直接通信；
下行数据传输过程：地面测控站通过测控分系统同时向卫星的多个分系统发送遥测转发目标地址改写指令，卫星分系统根据接收的遥测转发目标地址改写指令对遥测数据发送的目标地址进行改写和并存储，同时判断改写后的遥测转发目标地址是否为自身总线地址，若是，则该分系统接收卫星其他分系统采集的遥测数据，并定时或延时通过测控分系统将从卫星分系统所采集的遥测数据通过测控分系统发送至地面测控站，否则，该卫星分系统采集自身遥测数据，并将数据发送给改写后的遥测转发目标地址所对应的分系统。
对于遥控指令，星载计算机未出现故障时，默认通信路径：地面测控站→测控分系统→星载计算机→目标分系统。星载计算机解析遥控指令，对遥控指令格式中的分系统标识进行判断，若是自身总线地址，则星载计算机直接执行指令，否则将遥控指令转发给分系统标识对应的目标分系统。星载计算机故障时，选择通信路径：地面测控站→测控分系统→目标分系统。各分系统收到自身遥控指令后解析执行，无需星载计算机参与。
对于遥测转发，星载计算机未出现故障时，默认通信路径：遥测发布分系统→星载计算机→测控分系统→地面测控站，星载计算机为主机，收到各分系统遥测后进行相应的遥测判断、存储、转发等工作。当星载计算机故障后，地面可通过遥测转发目标地址改写指令修改遥测转发通信路径，修改后的通信路径为遥测发布分系统→遥测转发分系统→测控分系统→地面测控站，此时进行遥测数据转发、缓存的遥测分系统为主机，处理遥测数据。在测控通道压力允许的条件下，可直接设置通信路径为遥测发布分系统→测控分系统→地面测控站。
为实现上述目的，定义总线数据通信帧格式如图3所示；
其中，目标地址表示数据接收的星载计算机或分系统地址，其与各分系统在总线上挂载地址相同，分系统接收到数据帧后需判断目标地址是否为自己的总线地址，若不是则转发数据给相应分系统；帧标识表示数据帧的类型，如遥测数据帧、遥控指令帧；有效数据标识数据帧的有效数据；CRC校验采用CRC32校验。
定义遥控指令格式如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可切换通信路径的纳卫星遥测遥控方法，其特征在于，该方法基于多主通信的星内现场总线实现，该方法的具体步骤为：步骤一、地面测控站通过检测卫星系统的星载计算机发送的遥测数据的更新频率和通信是否正常，判断星载计算机是否出现故障，星载计算机正常工作执行步骤二，星载计算机故障执行步骤三；步骤二、卫星的多个分系统通过星载计算机与地面测控站进行通信；上行数据传输过程：地面测控站将遥控信号发送至星载计算机，星载计算机根据接收的遥控信号对遥控指令格式帧中的分系统标识位进行识别，根据标识获得分系统的地址，若地址为星载计算机总线地址，星载计算机直接解析执行遥控指令；否则，将遥控数据转发至所识别的分系统；下行数据传输过程：星载计算机接收多个分系统所采集的遥测数据，并定时或延时将从分系统所采集的遥测数据发送至地面测控站；步骤三、地面测控站分别与卫星多个分系统进行直接通信；上行数据传输过程：地面测控站将遥控指令格式帧的第一位目标地址修改为目标分系统地址，并将修改后遥控信号数据发送至测控分系统，测控分系统根据目标地址判断该地址是否为测控总线地址，若是，则对遥控指令进行解析，并执行该指令；否则，根据目标地址将遥控指令转发至目标地址所对应的分系统，目标地址所对应的分系统接收遥控指令，并对接收的遥控指令进行解析，判断遥控指令格式帧中的第三位分系统标识是否为自身标识，若是，目标分系统对遥控指令进行解析，并执行测控指令，否则，舍弃该条指令，实现地面测控站与星上分系统直接通信；下行数据传输过程：地面测控站通过测控分系统同时向卫星的多个分系统发送遥测转发目标地址改写指令，卫星分系统根据接收的遥测转发目标地址改写指令对遥测数据发送的目标地址进行改写和并存储，同时判断改写后的遥测转发目标地址是否为自身总线地址，若是，则该分系统接收卫星其他分系统采集的遥测数据，并定时或延时通过测控分系统将从卫星分系统所采集的遥测数据通过测控分系统发送至地面测控站，否则，该卫星分系统采集自身遥测数据，并将数据发送给改写后的遥测转发目标地址所对应的分系统。...

【技术特征摘要】
1.一种可切换通信路径的纳卫星遥测遥控方法，其特征在于，该方法基于多主通信的
星内现场总线实现，该方法的具体步骤为：
步骤一、地面测控站通过检测卫星系统的星载计算机发送的遥测数据的更新频率和通
信是否正常，判断星载计算机是否出现故障，星载计算机正常工作执行步骤二，星载计算
机故障执行步骤三；
步骤二、卫星的多个分系统通过星载计算机与地面测控站进行通信；
上行数据传输过程：地面测控站将遥控信号发送至星载计算机，星载计算机根据接收
的遥控信号对遥控指令格式帧中的分系统标识位进行识别，根据标识获得分系统的地址，
若地址为星载计算机总线地址，星载计算机直接解析执行遥控指令；否则，将遥控数据转
发至所识别的分系统；
下行数据传输过程：星载计算机接收多个分系统所采集的遥测数据，并定时或延时将
从分系统所采集的遥测数据发送至地面测控站；
步骤三、地面测控站分别与卫星多个分系统进行直接通信；
上行数据传输过程：地面测控站将遥控指令格式帧的第一位目标地址修改为目标分系
统地址，并将修改后遥控信号数据发送至测控分系统，测控分系统根据目标地址判断该地
址是否为测控总线地址，若是，则对遥...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，夏开心，韦明川，王峰，冯田雨，俞阳，邱实，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23