智能卫星平台系统和在轨应用扩展方法技术方案

智能卫星平台系统和在轨卫星应用扩展方法。智能卫星平台系统包括：嵌入式处理器，运行实时嵌入式操作系统；应用处理器，运行多任务的智能操作系统和用户自定义的应用程序，该智能操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理功能，智能操作系统提供进程调度、内存管理、文件系统、网络接口的支持，应用程序之间通过进程间通信来相互调用，应用程序通过系统调用来调用操作系统提供的接口；以及CAN总线，其中嵌入式处理器和应用处理器都连接到CAN总线。用户根据自己的需求在地面上开发应用程序，并通过卫星通信网络安装到卫星上去，从而实现了卫星功能的无限扩展和灵活配置，实现对在轨卫星功能的重新定义和在轨卫星的软件升级。

Intelligent satellite platform system and method for extending in orbit application

Intelligent satellite platform system and method for extending in orbit satellite application. The system includes the intelligent satellite platform: embedded processor, real-time embedded operating system; the application processor, the application of intelligent multi task operating system and user custom, the intelligent operating system with process management, memory management, file management functions, providing intelligent operating system process scheduling, memory management, file system and network interface support the application, through inter process communication to call each other, the application through the system to call the operating system interface; and the CAN bus, the embedded processor and application processor are connected to the CAN bus. The user according to their own needs on the ground application development, and through the satellite communication network to install satellite up, so as to realize the unlimited expansion and flexible satellite function, re definition of the function of the satellite in orbit and orbit satellite software upgrade.

【技术实现步骤摘要】
智能卫星平台系统和在轨应用扩展方法
本专利技术总体涉及卫星平台
，更具体地，涉及在轨卫星应用扩展技术。
技术介绍
传统的卫星平台设计思想是采用信息总线和能源总线组成网络，各设备节点形式与星上网络构成功能密集，配置灵活的集散系统结构。星务管理软件是整个卫星运行的控制和指挥中心，而星载操作系统又是整个星务管理软件开发和运行的平台。传统的星载操作系统一般采用嵌入式实时操作系统，其具有微小化，强实时性，高稳定性，可裁剪，固化代码等特点。然而，这样的操作系统和体系架构却存在以下的几个缺点。1)缺乏灵活性，卫星功能在设计阶段已经固化，操作系统和应用软件在发射前都被预装好，后期无法对卫星的功能进行扩展；2)不是通用的平台，不同型号的卫星其硬件和软件都不能相互通用，开发维护成本高。随着航天任务要求和研制复杂性的增大，航天器需要实现在轨智能化，实现自主运行、自主健康管理和自主任务管理要求，实现有效载荷对目标的自动识别和跟踪要求，智能卫星已经成为当前的迫切需求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，提出了本专利技术。本专利技术至少包括以下内容。实施方式1.一种在轨卫星上的智能卫星平台系统,包括：嵌入式处理器，运行实时嵌入式操作系统；应用处理器，运行多任务的智能操作系统和用户自定义的应用程序，该智能操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理功能，智能操作系统提供进程调度、内存管理、文件系统、网络接口的支持，应用程序之间通过进程间通信来相互调用，应用程序通过系统调用来调用操作系统提供的接口；以及CAN总线，其中嵌入式处理器和应用处理器都连接到CAN总线。实施方式2、根据实施方式1的智能卫星平台系统，其中用户应用程序在地面开发完成，经星地链路，传送到卫星上的智能卫星平台，并在应用处理器上安装并维护。实施方式3、根据实施方式1的智能卫星平台系统，应用处理器上具有处理遥感相机载荷的应用程序，遥感相机载荷通过高速的视频接口直接挂接到应用处理器。实施方式4、根据实施方式1的智能卫星平台系统，应用处理器的操作系统架构有对卫星载荷的管理控制的中间层，以库的形式提供给用户，供用户调用卫星资源使用。实施方式5、根据实施方式1的智能卫星平台系统，应用处理器上具有对遥感图像进行实时处理的应用程序，可操作来对获取的卫星遥感图像进行获取、处理和目标识别，对感兴趣的识别结果进行存储和下传到地面控制中心。实施方式6、根据实施方式1的智能卫星平台系统，应用处理器上具有基于动态环境进行卫星自主任务规划的应用程序。实施方式7、根据实施方式1的智能卫星平台系统，所述自主任务规划使用确定性算法求解或非确定性算法，确定性算法包括回退算法和分支算法，非确定性算法包括启发式搜索和基于神经元网络的人工智能算法。实施方式8、根据实施方式7的智能卫星平台系统，应用处理器上具有卫星任务规划应用，可操作来进行卫星自主任务规划算法的更新，替换，升级，启动，停止。实施方式9、根据实施方式1的智能卫星平台系统，通过下述操作来实现地面平台对智能卫星平台上的应用的控制管理：地面上的应用平台通过星地链路上传用户应用；卫星平台接收到用户应用后存储在卫星的存储器flash中；地面上的应用平台通过星地链路发送专用指令到卫星；卫星平台接收到指令后，根据指令内容实现对卫星上应用的控制管理。实施方式10、根据实施方式1的智能卫星平台系统，通过下述操作实现地面平台将应用程序上注到在轨卫星的智能卫星平台系统：地面平台经由星地链路发送用于请求上传应用程序的上传请求指令；卫星平台经由星地链路对该上传请求指令做出响应，允许或拒绝所述上传；地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序数据传输开始标志；地面平台经由星地链路向卫星平台连续发送应用程序数据块直至发送完全部应用程序数据块；地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序结束标志；地面平台经由星地链路向卫星平台发送请求安装应用程序指令；卫星平台在自身上安装应用程序；卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序安装状态的信息。实施方式11、根据实施方式1的智能卫星平台系统，通过下述操作实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的更新：地面平台经由星地链路发送用于请求升级应用程序的升级请求指令；卫星平台经由星地链路对该升级请求指令做出响应，允许或拒绝所述升级；地面平台经由星地链路向卫星平台发送新版本应用程序数据传输开始标志；地面平台经由星地链路向卫星平台连续发送新版本应用程序数据块直至发送完全部新版本应用程序数据块；地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序结束标志；卫星平台在自身上安装应用程序；卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序更新状态的信息。实施方式12、根据实施方式1的智能卫星平台系统，通过下述操作实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的卸载：地面平台经由星地链路向卫星平台发送请求卸载应用程序的指令；卫星平台经由星地链路对该卸载请求指令做出响应，允许或拒绝所述卸载；在允许的情况下，卫星平台从自身上卸载应用程序；卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序卸载状态的信息。实施方式13、根据实施方式1的智能卫星平台系统，通过下述操作实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的管理：地面平台经由星地链路发送请求上传应用程序运行编排脚本的指令；卫星平台经由星地链路对该运行编排脚本上传请求指令做出响应，允许或拒绝所述上传；在允许的情况下，地面平台向卫星平台上传应用程序运行编排脚本；卫星平台上的操作系统按照应用程序运行编排脚本规定的内容来控制应用程序的启动、停止或运行方式。实施方式14、一种对在轨卫星的平台上的应用进行配置和扩展的在轨卫星应用扩展方法,包括：在卫星平台的CAN总线上连接嵌入式处理器和应用处理器，其中在嵌入式处理器上运行实时嵌入式操作系统；在应用处理器上运行多任务的智能操作系统和用户自定义的应用程序，该智能操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理功能，智能操作系统提供进程调度、内存管理、文件系统、网络接口的支持，应用程序之间通过进程间通信来相互调用，应用程序通过系统调用来调用操作系统提供的接口。实施方式15、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，其中用户应用程序在地面开发完成，经星地链路，传送到卫星上的智能卫星平台，并在应用处理器上安装并维护。实施方式16、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，包括：在应用处理器上安装和维护处理遥感相机载荷的应用程序，遥感相机载荷通过高速的视频接口直接挂接到应用处理器。实施方式17、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，包括：在应用处理器的操作系统中架构有对卫星载荷的管理控制的中间层，以库的形式提供给用户，供用户调用卫星资源使用。实施方式18、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，包括：在应用处理器上安装和维护对遥感图像进行实时处理的应用程序，该应用程序可操作来对获取的卫星遥感图像进行获取、处理和目标识别，对感兴趣的识别结果进行存储和下传到地面控制中心。实施方式19、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，包括：在应用处理器上安装和维护基于动态环境进行卫星自主任务规划的应用程序。实施方式20、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，其中所述自主任务规划使用确定性算法求解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在轨卫星上的智能卫星平台系统,包括：嵌入式处理器，运行实时嵌入式操作系统；应用处理器，运行多任务的智能操作系统和用户自定义的应用程序，该智能操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理功能，智能操作系统提供进程调度、内存管理、文件系统、网络接口的支持，应用程序之间通过进程间通信来相互调用，应用程序通过系统调用来调用操作系统提供的接口；以及CAN总线，其中嵌入式处理器和应用处理器都连接到CAN总线。

【技术特征摘要】
2016.10.14 CN 201610896262X1.一种在轨卫星上的智能卫星平台系统,包括：嵌入式处理器，运行实时嵌入式操作系统；应用处理器，运行多任务的智能操作系统和用户自定义的应用程序，该智能操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理功能，智能操作系统提供进程调度、内存管理、文件系统、网络接口的支持，应用程序之间通过进程间通信来相互调用，应用程序通过系统调用来调用操作系统提供的接口；以及CAN总线，其中嵌入式处理器和应用处理器都连接到CAN总线。2.根据权利要求1的智能卫星平台系统，其中用户应用程序在地面开发完成，经星地链路，传送到卫星上的智能卫星平台，并在应用处理器上安装并维护。3.根据权利要求1的智能卫星平台系统，应用处理器上具有处理遥感相机载荷的应用程序，遥感相机载荷通过高速的视频接口直接挂接到应用处理器。4.根据权利要求1的智能卫星平台系统，应用处理器的操作系统架构有对卫星载荷的管理控制的中间层，以库的形式提供给用户，供用户调用卫星资源使用。5.根据权利要求1的智能卫星平台系统，应用处理器上具有对遥感图像进行实时处理的应用程序，可操作来对获取的卫星遥感图像进行获取、处理和目标识别，对感兴趣的识别结果进行存储和下传到地面控制中心。6.根据权利要求1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建龙，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11