可重构卫星地面站系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种可重构卫星地面站系统及方法，其中系统包括：至少一个通讯单元、至少一个第一协议转换器、至少一个第二协议转换器、至少一个主控单元、路由器以及调度单元；通讯单元用于传输卫星与第一协议转换器之间的通讯数据，第一协议转换器用于按照通讯协议将通讯数据打包加密后发送至路由器；第二协议转换器用于接收主控单元或调度单元发送的通讯数据，并按照通讯协议将通讯数据解包解密后发送至路由器；路由器用于接收第一协议转换器、第二协议转换器或者调度单元发送的通讯数据，根据目标位置向通讯单元、主控单元或者调度单元转发；调度单元用于接收路由器发送的通讯数据，并根据通讯数据确定通讯单元或者主控单元的状态发送至路由器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及卫星系统领域，尤其涉及一种可重构卫星地面站系统及方法。
技术介绍
地面站系统是整个卫星的地面控制与交互系统。一方面，地面站系统负责协调指挥卫星甚至整个卫星集群，根据收到的卫星状态信息进行下一步的规划，对各个系统进行上层控制。另一方面，它为微纳卫星的上层应用提供了一个用户接口，接收卫星上层应用传回的数据并经过处理，以GUI接口或者其他方式展现给用户，并接收用户的输入数据，同时传回给卫星对应的上层应用。现有技术中的地面站一般使用固定的设计方案，即地面站设计部署完成之后，除非重新设计相应接口，否则无法再进行结构上的新单元加入与旧单元删除。同时很多地面站使用单一的地面控制单元和通讯单元，这使得其适用范围相当受限。首先，由于某些应用可能需要与多颗卫星进行动态的连接，因此地面站的通讯单元是动态变化的，需要可以随时加入与删除。其次，由于卫星可能搭载了多个上层应用，因此传统的单一地面站主控系统需要同时运行多个地面站上层应用的GUI程序来处理这些应用任务数据，这些来自应用的任务量大大占据了主控系统处理调度任务的系统资源，而且占据了用户交互空间。除此之外，传统的地面站架构里面，地面站与通讯单元通讯链路一般为固定式，因此当通讯单元因为某些需要出现位置变动，很难立即做出相应的适应。
技术实现思路
本专利技术一种可重构卫星地面站系统及方法，以克服上述技术问题。本专利技术提供一种可重构卫星地面站系统，包括：至少一个通讯单元、至少一个第一协议转换器、至少一个第二协议转换器、至少一个主控单元、路由器以及调度单元；所述通讯单元设置于室外，所述第一协议转换器一端与所述通讯单元连接，另一端与所述路由器连接，所述第二协议转换器一端与所述主控单元连接，另一端与所述路由器连接，所述调度单元与所述路由器连接；所述通讯单元用于传输卫星与所述第一协议转换器之间的通讯数据，所述通讯数据包括目标位置；所述第一协议转换器用于接收通讯单元发送的通讯数据，并按照通讯协议将所述通讯数据打包加密后发送至所述路由器；所述第二协议转换器用于接收主控单元或调度单元发送的通讯数据，并按照通讯协议将所述通讯数据解包解密后发送至所述路由器；所述路由器用于接收所述第一协议转换器、所述第二协议转换器或者调度单元发送的通讯数据，根据目标位置向通讯单元、主控单元或者调度单元转发；所述调度单元用于接收所述路由器发送的通讯数据，并根据所述通讯数据确定通讯单元或者主控单元的状态，并将所述状态发送至所述路由器。进一步地，所述调度单元具体用于：接收通讯单元或者主控单元发送的初始化请求，将所述通讯单元或者主控单元的状态修改为待初始化；并根据所述第一标识查询欲建立连接的通讯单元或者主控单元在单元列表中的状态，所述状态包括：待初始化、正常工作、待卸载、已卸载以及异常；查询到所述状态为正常工作时向所述通讯单元或者主控单元发送许可包，并修改所述通讯单元或者主控单元的状态为正常工作；接收通讯单元或者主控单元经由路由器发送的卸载请求，所述卸载请求包括：连接的通讯单元或者主控单元的第二标识，根据所述第二标识查询连接的通讯单元列表和所述主控单元列表中的状态；查询到所述状态为正常工作时向第二标识对应的通讯单元或者主控单元发送断链通知，并修改请求卸载的通讯单元或者主控单元的状态为待卸载；所述初始化请求包括：欲建立连接的通讯单元或者主控单元的第一标识。进一步地，所述调度单元具体用于：向待卸载状态的通讯单元或者主控单元发送检测信息；在阈值时间内未收到所述通讯单元或者主控单元发送的反馈信息，确定所述通讯单元或者主控单元的状态为已卸载状态。进一步地，所述调度单元具体用于：向工作状态的通讯单元或者主控单元发送检测信息；在阈值时间内未收到所述通讯单元或者主控单元发送的反馈信息，则在状态异常计数器上加1；判断所述计数器计数值是否大于阈值，若是，则确定所述通讯单元或者主控单元的状态为异常状态，若否，则继续向所述通讯单元或者主控单元发送检测信息。本专利技术还提供一种可重构卫星地面站方法，包括：新接入卫星地面站的通讯单元或者主控单元经由路由器向调度单元发送初始化请求，所述初始化请求包括：欲建立连接的通讯单元或者主控单元的第一标识；所述调度单元接收所述初始化请求，将所述通讯单元或者主控单元的状态修改为待初始化，并根据所述第一标识查询欲建立连接的通讯单元或者主控单元在单元列表中的状态，所述状态包括：待初始化、正常工作、待卸载、已卸载以及异常；所述调度单元查询到所述状态为正常工作时向所述通讯单元或者主控单元发送许可包，并修改所述通讯单元或者主控单元的状态为正常工作；所述通讯单元或者主控单元经由路由器向调度单元发送卸载请求，所述卸载请求包括：连接的通讯单元或者主控单元的第二标识；所述调度单元接收所述卸载请求，根据所述第二标识查询连接的通讯单元列表和所述主控单元列表中的状态；所述调度单元查询到所述状态为正常工作时向第二标识对应的通讯单元或者主控单元发送断链通知，并修改请求卸载的通讯单元或者主控单元的状态为待卸载。进一步地，所述待初始化的通讯单元或者主控单元向调度单元发送初始化请求之前，还包括：调度单元根据通讯单元以及主控单元的状态和标识建立单元列表。进一步地，所述新接入卫星地面站的通讯单元或者主控单元经由路由器向调度单元发送初始化请求之前，还包括：调度单元向全部通讯单元和主控单元广播探测信息；若所述调度单元在阈值时间内收到任一通讯单元或者主控单元发送的反馈信息，并且所述通讯单元或者主控单元在单元列表中状态已卸载或异常，则修改所述通讯单元或者主控单元的状态为待初始化状态。进一步地，所述调度单元根据通讯单元以及主控单元的状态实时更新通讯单元列表和主控单元列表之前，还包括：调度单元向待卸载状态的通讯单元或者主控单元发送检测信息；所述调度单元在阈值时间内未收到所述通讯单元或者主控单元发送的反馈信息，确定所述通讯单元或者主控单元的状态为已卸载状态。进一步地，所述调度单元根据通讯单元以及主控单元的状态实时更新通讯单元列表和主控单元列表之后，还包括：调度单元向工作状态的通讯单元或者主控单元发送检测信息；所述调度单元在阈值时间内未收到所述通讯单元或者主控单元发送的反馈信息，则在状态异常计数器上加1；所述调度单元判断所述计数器计数值是否大于阈值，若是，则确定所述通讯单元或者主控单元的状态为异常状态，若否，则继续向所述通讯单元或者主控单元发送检测信息。本专利技术采用网络媒介连接室内各个主控单元与室外通讯单元，使用定制协议传输通信数据，可以使地面站各部分拆分开，形成相对独立的结构，实现了地面卫星站系统可重构，提高了系统的工作效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术可重构卫星地面站系统实施例示意图；图2为本专利技术可重构卫星地面站系统通讯单元的状态转换图；图3为本专利技术可重构卫星地面站系统调度单元的调度任务示意图；图4为本专利技术可重构卫星地面站系统主控单元的状态转换示意图；图5为本专利技术可重构卫星地面站系统另一实施例示意图；图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重构卫星地面站系统，其特征在于，包括：至少一个通讯单元、至少一个第一协议转换器、至少一个第二协议转换器、至少一个主控单元、路由器以及调度单元；所述通讯单元设置于室外，所述第一协议转换器一端与所述通讯单元连接，另一端与所述路由器连接，所述第二协议转换器一端与所述主控单元连接，另一端与所述路由器连接，所述调度单元与所述路由器连接；所述通讯单元用于传输卫星与所述第一协议转换器之间的通讯数据，所述通讯数据包括目标位置；所述第一协议转换器用于接收通讯单元发送的通讯数据，并按照通讯协议将所述通讯数据打包加密后发送至所述路由器；所述第二协议转换器用于接收主控单元或调度单元发送的通讯数据，并按照通讯协议将所述通讯数据解包解密后发送至所述路由器；所述路由器用于接收所述第一协议转换器、所述第二协议转换器或者调度单元发送的通讯数据，根据目标位置向通讯单元、主控单元或者调度单元转发；所述调度单元用于接收所述路由器发送的通讯数据，并根据所述通讯数据确定通讯单元或者主控单元的状态，并将所述状态发送至所述路由器。

【技术特征摘要】
1.一种可重构卫星地面站系统，其特征在于，包括：至少一个通讯单元、至少一个第一协议转换器、至少一个第二协议转换器、至少一个主控单元、路由器以及调度单元；所述通讯单元设置于室外，所述第一协议转换器一端与所述通讯单元连接，另一端与所述路由器连接，所述第二协议转换器一端与所述主控单元连接，另一端与所述路由器连接，所述调度单元与所述路由器连接；所述通讯单元用于传输卫星与所述第一协议转换器之间的通讯数据，所述通讯数据包括目标位置；所述第一协议转换器用于接收通讯单元发送的通讯数据，并按照通讯协议将所述通讯数据打包加密后发送至所述路由器；所述第二协议转换器用于接收主控单元或调度单元发送的通讯数据，并按照通讯协议将所述通讯数据解包解密后发送至所述路由器；所述路由器用于接收所述第一协议转换器、所述第二协议转换器或者调度单元发送的通讯数据，根据目标位置向通讯单元、主控单元或者调度单元转发；所述调度单元用于接收所述路由器发送的通讯数据，并根据所述通讯数据确定通讯单元或者主控单元的状态，并将所述状态发送至所述路由器。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调度单元具体用于：接收通讯单元或者主控单元发送的初始化请求，将所述通讯单元或者主控单元的状态修改为待初始化；并根据所述第一标识查询欲建立连接的通讯单元或者主控单元在单元列表中的状态，所述状态包括：待初始化、正常工作、待卸载、已卸载以及异常；查询到所述状态为正常工作时向所述通讯单元或者主控单元发送许可包，并修改所述通讯单元或者主控单元的状态为正常工作；接收通讯单元或者主控单元经由路由器发送的卸载请求，所述卸载请求包括：连接的通讯单元或者主控单元的第二标识，根据所述第二标识查询连接的通讯单元列表和所述主控单元列表中的状态；查询到所述状态为正常工作时向第二标识对应的通讯单元或者主控单元发送断链通知，并修改请求卸载的通讯单元或者主控单元的状态为待卸载；所述初始化请求包括：欲建立连接的通讯单元或者主控单元的第一标识。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述调度单元具体用于：向待卸载状态的通讯单元或者主控单元发送检测信息；在阈值时间内未收到所述通讯单元或者主控单元发送的反馈信息，确定所述通讯单元或者主控单元的状态为已卸载状态。4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述调度单元具体用于：向工作状态的通讯单元或者主控单元发送检测信息；在阈值时间内未收到所述通讯单元或者主控单元发送的反馈信息，则在状态异常计数器上加1；判断所述计数器计数值是否大于阈值，若是，则确定所述通讯单元或者主控单元的状态为异常状态，若否，则继续向...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏广庆，赵楠，吴志刚，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21