一种星敏感器在轨维护系统及方法技术方案

一种星敏感器在轨维护系统及方法，指令模块解析指令类别，软件上注模块解析指令模块发送的软件上注命令得到软件上注数据，并完成与CPU模块关于软件上注数据的交互，软件编程模块解析指令模块发送的软件编程命令得到软件编程数据，并完成与CPU模块关于软件编程数据的交互，软件下传模块解析指令模块发送的软件下传命令得到软件下传数据，并完成与CPU模块关于软件下传数据的交互。本发明专利技术将软件上注、软件编程和软件下传功能模块化集成到FPGA中，集成度高、功耗低、可靠性高，指令模块在轨修改软件参数、数据及新增功能项，灵活性强，基于FPGA实现全部功能，实时采集监测星敏感器应用软件数据，保证了星敏感器运行状态，提高了星敏感器使用精度和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种星敏感器在轨维护系统及方法
本专利技术涉及一种星敏感器在轨维护系统及方法。
技术介绍
星敏感器是一种高精度的航天器姿态测量仪器，主要用于空间飞行器三轴姿态测量和空间飞行器导航，其精度和工作状态对航天器的姿态测量、控制和可靠性起着重要作用。空间环境对星敏感器的在轨运行状态有很大影响。随着在轨运行环境的不断变化，如果星敏感器长期工作在高辐射的空间环境下，对星敏感器精度和寿命都有不利影响，一旦单粒子打翻星敏感器内部存储单元数据，星敏感器在轨运行状态无法得到保证。如果单纯依靠星敏感器自身及整星的可靠性措施，有可能造成星敏感器输出姿态精度降低，甚至发生死锁导致星敏感器无法正常输出姿态。
技术实现思路
本专利技术提供一种星敏感器在轨维护系统及方法，集成度高，功耗低，可靠性高，灵活性强，精度高，安全性强。为了达到上述目的，本专利技术提供一种星敏感器在轨维护系统，包含：通过数据总线连接的FPGA模块和CPU模块，FPGA模块解析地面控制系统发送的指令，CPU模块进行在轨维护操作；所述的FPGA模块包含：指令模块，其通过外部接口连接地面控制系统，用于解析地面控制系统发送的指令，并向地面控制系统发送应答；软件上注模块，其通过数据总线连接指令模块和在轨维护上行存储器，用于实现软件上注命令的采集与解析，完成与CPU模块关于软件上注数据的交互，并发送CPU模块传达的软件上注命令应答信号；软件编程模块，其通过数据总线连接指令模块和在轨维护上行存储器，用于实现软件编程命令的采集与解析，完成与CPU模块关于软件编程数据的交互，并发送CPU模块传达的软件编程命令应答信号；软件下传模块，其通过数据总线连接指令模块和在轨维护上行存储器，用于实现软件下传命令的采集与解析，完成与CPU模块关于软件下传数据的交互，并发送CPU模块传达的软件下传命令应答信号；在轨维护上行存储器，其通过数据总线连接软件上注模块、软件编程模块、软件下传模块和CPU模块，用于存储软件上注模块解析得到的软件上注数据、软件编程模块解析得到的软件编程数据、以及软件下传模块解析得到的软件下传数据；在轨维护下行存储器，其通过数据总线连接软件上注模块、软件编程模块、软件下传模块和CPU模块，用于存储CPU模块传达的软件上注命令应答信号、软件编程命令应答信号和软件下传命令应答信号。所述的软件上注模块包含：上注命令解析器，其连接指令模块和在轨维护上行存储器，用于解析指令模块发送的软件上注命令并存储至在轨维护上行存储器；第一调制信号发生器，其连接在轨维护上行存储器、在轨维护下行存储器和CPU模块，用于实现与CPU模块关于软件上注数据的交互；上注命令应答解析器，其连接指令模块和在轨维护下行存储器，用于解析在轨维护下行存储器中的软件上注命令应答信号并发送给指令模块。所述的软件编程模块包含：编程命令解析器，其连接指令模块和在轨维护上行存储器，用于解析指令模块发送的软件编程命令并存储至在轨维护上行存储器；第二调制信号发生器，其连接在轨维护上行存储器、在轨维护下行存储器和CPU模块，用于实现与CPU模块关于软件编程数据的交互；编程命令应答解析器，其连接指令模块和在轨维护下行存储器，用于解析在轨维护下行存储器中的软件编程命令应答信号并发送给指令模块。所述的软件下传模块包含：下传命令解析器，其连接指令模块和在轨维护上行存储器，用于解析指令模块发送的软件下传命令并存储至在轨维护上行存储器；第三调制信号发生器，其连接在轨维护上行存储器、在轨维护下行存储器和CPU模块，用于实现与CPU模块关于软件下传数据的交互；下传命令应答解析器，其连接指令模块和在轨维护下行存储器，用于解析在轨维护下行存储器中的软件下传命令应答信号并发送给指令模块。本专利技术还提供一种星敏感器在轨维护方法，包含以下步骤：步骤S1、指令模块通过外部接口接收地面控制系统发送的命令，解析获得指令类别，若是软件上注命令，则传输至软件上注模块，进行步骤S2；若是软件编程命令，则传输至软件编程模块，进行步骤S3；若是软件下传命令，则传输至软件下传模块，进行步骤S4；若解析为无效命令，不作任何操作；步骤S2、软件上注模块解析指令模块发送的软件上注命令得到软件上注数据，并完成与CPU模块关于软件上注数据的交互，且将CPU模块发送的软件上注命令应答信号发送给指令模块，进行步骤S5；步骤S3、软件编程模块解析指令模块发送的软件编程命令得到软件编程数据，并完成与CPU模块关于软件编程数据的交互，且将CPU模块发送的软件编程命令应答信号发送给指令模块，进行步骤S5；步骤S4、软件下传模块解析指令模块发送的软件下传命令得到软件下传数据，并完成与CPU模块关于软件下传数据的交互，且将CPU模块发送的软件下传命令应答信号发送给指令模块，进行步骤S5；步骤S5、指令模块通过外部接口发送软件上注命令应答信号、软件编程命令应答信号和软件下传命令应答信号给地面控制系统。所述的步骤S2包含以下步骤：步骤S2.1、上注命令解析器解析指令模块发送的软件上注命令并将解析得到的软件上注数据存储至在轨维护上行存储器，在轨维护上行存储器接收数据完毕后，向第一调制信号发生器发送使能信号；步骤S2.2、第一调制信号发生器将使能信号以握手信号的形式转发给CPU，CPU接收到握手信号后，开始接收在轨维护上行存储器内的数据；步骤S2.3、CPU模块接收完毕软件上注数据后，保存软件上注数据至存储区，然后通过握手信号的形式将使能信号发送给第一调制信号发生器，并准备向在轨维护下行存储器发送软件上注命令应答信号；步骤S2.4、第一调制信号发生器产生使能信号给在轨维护下行存储器，在轨维护下行存储器开始接收来自CPU模块的软件上注命令应答信号；步骤S2.5、上注命令应答解析器解析在轨维护下行存储器中的软件上注命令应答信号并发送给指令模块。所述的步骤S3包含以下步骤：步骤S3.1、编程命令解析器解析指令模块发送的软件编程命令并将解析得到的软件编程数据存储至在轨维护上行存储器，在轨维护上行存储器接收数据完毕后，向第二调制信号发生器发送使能信号；步骤S3.2、第二调制信号发生器将使能信号以握手信号的形式转发给CPU，CPU接收到握手信号后，开始接收在轨维护上行存储器内的数据；步骤S3.3、CPU模块接收完毕软件编程数据后，执行对应的在轨编程操作，然后通过握手信号的形式将使能信号发送给第二调制信号发生器，并准备向在轨维护下行存储器发送软件编程命令应答信号；步骤S3.4、第二调制信号发生器产生使能信号给在轨维护下行存储器，在轨维护下行存储器开始接收来自CPU模块的软件编程命令应答信号；步骤S3.5、编程命令应答解析器解析在轨维护下行存储器中的软件编程命令应答信号并发送给指令模块。所述的步骤S4包含以下步骤：步骤S4.1、下传命令解析器解析指令模块发送的软件下传命令并将解析得到的软件下传数据存储至在轨维护上行存储器，在轨维护上行存储器接收数据完毕后，向第三调制信号发生器发送使能信号；步骤S4.2、第三调制信号发生器将使能信号以握手信号的形式转发给CPU，CPU接收到握手信号后，开始接收在轨维护上行存储器内的数据；步骤S4.3、CPU模块接收完毕软件下传数据后，通过握手信号的形式将使能信号发送给第三调制信号发生器，并准备向在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星敏感器在轨维护系统，其特征在于，包含：通过数据总线连接的FPGA模块(1)和CPU模块(2)，FPGA模块(1)解析地面控制系统发送的指令，CPU模块(2)进行在轨维护操作；所述的FPGA模块(1)包含：指令模块(101)，其通过外部接口连接地面控制系统，用于解析地面控制系统发送的指令，并向地面控制系统发送应答；软件上注模块(102)，其通过数据总线连接指令模块(101)和在轨维护上行存储器(105)，用于实现软件上注命令的采集与解析，完成与CPU模块(2)关于软件上注数据的交互，并发送CPU模块(2)传达的软件上注命令应答信号；软件编程模块(103)，其通过数据总线连接指令模块(101)和在轨维护上行存储器(105)，用于实现软件编程命令的采集与解析，完成与CPU模块(2)关于软件编程数据的交互，并发送CPU模块(2)传达的软件编程命令应答信号；软件下传模块(104)，其通过数据总线连接指令模块(101)和在轨维护上行存储器(105)，用于实现软件下传命令的采集与解析，完成与CPU模块(2)关于软件下传数据的交互，并发送CPU模块(2)传达的软件下传命令应答信号；在轨维护上行存储器(105)，其通过数据总线连接软件上注模块(102)、软件编程模块(103)、软件下传模块(104)和CPU模块(2)，用于存储软件上注模块(102)解析得到的软件上注数据、软件编程模块(103)解析得到的软件编程数据、以及软件下传模块(104)解析得到的软件下传数据；在轨维护下行存储器(106)，其通过数据总线连接软件上注模块(102)、软件编程模块(103)、软件下传模块(104)和CPU模块(2)，用于存储CPU模块(2)传达的软件上注命令应答信号、软件编程命令应答信号和软件下传命令应答信号。...

【技术特征摘要】
1.一种星敏感器在轨维护系统，其特征在于，包含：通过数据总线连接的FPGA模块(1)和CPU模块(2)，FPGA模块(1)解析地面控制系统发送的指令，CPU模块(2)进行在轨维护操作；所述的FPGA模块(1)包含：指令模块(101)，其通过外部接口连接地面控制系统，用于解析地面控制系统发送的指令，并向地面控制系统发送应答；软件上注模块(102)，其通过数据总线连接指令模块(101)和在轨维护上行存储器(105)，用于实现软件上注命令的采集与解析，完成与CPU模块(2)关于软件上注数据的交互，并发送CPU模块(2)传达的软件上注命令应答信号；软件编程模块(103)，其通过数据总线连接指令模块(101)和在轨维护上行存储器(105)，用于实现软件编程命令的采集与解析，完成与CPU模块(2)关于软件编程数据的交互，并发送CPU模块(2)传达的软件编程命令应答信号；软件下传模块(104)，其通过数据总线连接指令模块(101)和在轨维护上行存储器(105)，用于实现软件下传命令的采集与解析，完成与CPU模块(2)关于软件下传数据的交互，并发送CPU模块(2)传达的软件下传命令应答信号；在轨维护上行存储器(105)，其通过数据总线连接软件上注模块(102)、软件编程模块(103)、软件下传模块(104)和CPU模块(2)，用于存储软件上注模块(102)解析得到的软件上注数据、软件编程模块(103)解析得到的软件编程数据、以及软件下传模块(104)解析得到的软件下传数据；在轨维护下行存储器(106)，其通过数据总线连接软件上注模块(102)、软件编程模块(103)、软件下传模块(104)和CPU模块(2)，用于存储CPU模块(2)传达的软件上注命令应答信号、软件编程命令应答信号和软件下传命令应答信号。2.如权利要求1所述的星敏感器在轨维护系统，其特征在于，所述的软件上注模块(102)包含：上注命令解析器(1021)，其连接指令模块(101)和在轨维护上行存储器(105)，用于解析指令模块(101)发送的软件上注命令并存储至在轨维护上行存储器(105)；第一调制信号发生器(1022)，其连接在轨维护上行存储器(105)、在轨维护下行存储器(106)和CPU模块(2)，用于实现与CPU模块(2)关于软件上注数据的交互；上注命令应答解析器(1023)，其连接指令模块(101)和在轨维护下行存储器(106)，用于解析在轨维护下行存储器(106)中的软件上注命令应答信号并发送给指令模块(101)。3.如权利要求1所述的星敏感器在轨维护系统，其特征在于，所述的软件编程模块(103)包含：编程命令解析器(1031)，其连接指令模块(101)和在轨维护上行存储器(105)，用于解析指令模块(101)发送的软件编程命令并存储至在轨维护上行存储器(105)；第二调制信号发生器(1032)，其连接在轨维护上行存储器(105)、在轨维护下行存储器(106)和CPU模块(2)，用于实现与CPU模块(2)关于软件编程数据的交互；编程命令应答解析器(1033)，其连接指令模块(101)和在轨维护下行存储器(106)，用于解析在轨维护下行存储器(106)中的软件编程命令应答信号并发送给指令模块(101)。4.如权利要求1所述的星敏感器在轨维护系统，其特征在于，所述的软件下传模块(104)包含：下传命令解析器(1041)，其连接指令模块(101)和在轨维护上行存储器(105)，用于解析指令模块(101)发送的软件下传命令并存储至在轨维护上行存储器(105)；第三调制信号发生器(1042)，其连接在轨维护上行存储器(105)、在轨维护下行存储器(106)和CPU模块(2)，用于实现与CPU模块(2)关于软件下传数据的交互；下传命令应答解析器(1043)，其连接指令模块(101)和在轨维护下行存储器(106)，用于解析在轨维护下行存储器(106)中的软件下传命令应答信号并发送给指令模块(101)。5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的星敏感器在轨维护系统的在轨维护方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1、指令模块通过外部接口接收地面控制系统发送的命令...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘轩，任平川，余路伟，杨宵，叶宋杭，周琦，毛晓楠，金荷，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31