一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法技术方案

一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法，属于敏捷卫星技术领域。本发明专利技术先根据数传分系统工作模式确定了五种元任务模式，提出了元任务数据块内容要求和发送时间要求；接着提出了基于指令池遍历执行的元任务自主运行方法，从存储区读取元任务数据块并解析，遍历判断指令池中满足发送条件的指令，生成指令序列，并配以合适的指令间隔，在指定的时间逐条发送执行；重复上述步骤，直至本次所有元任务执行完毕。本发明专利技术实现复杂度低，提高了指令执行效率、执行时效性和使用灵活性，适用于单轨任务数多、对任务响应时效性要求高、动作执行准确性要求高的敏捷卫星。

【技术实现步骤摘要】
一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法
本专利技术涉及一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法，属于敏捷卫星自主运行

技术介绍
光学遥感卫星的任务在于根据用户要求获取地面区域的图像。传统的光学遥感卫星通常只能实现单自由度的被动推扫成像，随着航天技术的不断发展和用户需求的扩展，各国相继开展了敏捷卫星的研制。敏捷卫星具有不止一个方向的自由度，其视角通常可以绕翻滚、俯仰、偏航三个轴变化，而且视角变化可以与成像过程并行，从而使卫星有可能在能力允许的范围内沿任意走向进行观测。典型敏捷卫星包括美国的WorldView卫星，英国的Topsat小卫星，法国的Pleiades星座等。强大的机动能力使得敏捷卫星与传统遥感卫星相比每轨成像任务数显著增长。传统模式下卫星每轨成像任务仅1～2个，而法国Pleiades等敏捷卫星每轨的任务数增加到20个，要求卫星每天注入的任务量由20～30个提升到100～120个左右，基于“地面任务规划+星上指令模板执行”的传统运控体制已不能满足敏捷卫星单轨多模式多任务的使用需求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法，将在轨任务归纳为五种元任务模式，通过指令遍历执行，降低实现复杂度，提高执行效率和使用灵活性；借助整星高精度时间信息，实现关键指令的精准发送。可与整星任务规划配合，取代传统的基于“地面规划上注+星上指令模版执行”的操作模式，提高卫星的使用效能和可用性、易用性。本专利技术的技术解决方案是：一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法，包括如下步骤：步骤1、任务规划分系统将数传分系统的开机时刻T0发送给星务分系统，星务分系统在T0时刻将数传分系统开机，数传分系统进入待机状态；步骤2、任务规划分系统将第i个元任务的数传任务信息D1i和数据块发送时间Ti发送给星务分系统；星务分系统接收地面上注或本地存储的数传设备选用信息D2，与D1i组合为数传元任务数据块Di，在Ti时刻发送给数传分系统，数传分系统存储至元任务数据块存储区；重复步骤2直至本次任务所有数据块发送及存储完毕；步骤3、数传分系统执行接收到的本次任务；步骤4、任务规划分系统将数传分系统的关机时刻Te发送给星务分系统，星务分系统在Te时刻将数传分系统关机，结束本次任务。进一步地，所述开机时刻T0满足T0≤T1-Tr；其中T1为第一个元任务数据块的发送时间，Tr为数传分系统开机到可以接收元任务数据块的准备时间。进一步地，所述元任务包括待机、擦除模式、记录模式、回放模式和边记边放模式。进一步地，所述第i个元任务的数据块发送时间Ti满足Ti-1＜Ti≤Time(i，act，1)-Trans(PreType，CurType，Para)；其中，Ti-1为上一个元任务数据块的发送时间，初始时刻为第1个元任务数据块的发送时间T1，满足T0+Tr≤T1≤Time(i＝1，act，1)-Trans(PreType＝待机，CurType，Para)，其中Time(i＝1，act，1)为第1个元任务中第一条任务动作指令的执行时间，由任务规划分系统指定，Trans(PreType＝待机，CurType，Para)为第1个元任务的准备时间；Time(i，act，1)为第i个元任务中第一条任务动作指令的执行时间，由任务规划分系统指定；Trans(PreType，CurType，Para)为前一元任务到当前元任务的衔接转换时间。进一步地，所述任务动作指令包括固存开始记录、固存开始回放、固存开始边记边放、固存擦除、固存记录停止和固存回放停止。进一步地，所述数传分系统执行接收到的本次任务，包括如下步骤：S31、判断元任务数据块存储区中是否有未读取执行的元任务数据块，若无则保持当前状态；若有，则从元任务数据块存储区读取一个最早写入且未被处理的元任务数据块Di；S32、从元任务数据块Di指令池中的第一条指令起，执行所有指令，完成第i个元任务；S33、重复执行步骤S31～S32，直至存储区中所有的元任务数据块执行完毕。进一步地，所述执行所有指令包括如下步骤：步骤①，根据当前元任务数据块内容，判断当前指令是否满足发送条件；若满足，则执行步骤②，否则执行步骤⑤。步骤②，判断当前指令是否为任务动作类指令；若是则执行步骤④，否则执行步骤③；步骤③，将当前指令发送给分系统内目的单机执行，等待指令相应的延时后执行步骤⑤；步骤④，判断本地时间是否到达当前元任务数据块指定的指令发送时刻；若否，则等待预设时长t后重复步骤④；若是，则执行步骤③。步骤⑤，判断当前元任务数据块指令池所有指令是否遍历完成，若否，返回步骤①；若是，则结束。进一步地，所述指令相应的延时为本条指令发出与下一条指令的间隔时间。进一步地，所述发送条件使用元任务数据块中的信息进行逻辑表达，当收到元任务数据块时，对其中的信息进行真值判断；当判断通过时，发送；当判断不通过时，不发送。一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现所述一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法的步骤。本专利技术与现有技术相比的优点在于：1)提出了一种基于元任务的分段式遍历执行的数传分系统自主运行方案，符合敏捷卫星单轨任务数多、任务响应时效性要求高、动作执行准确性要求高的使用需求。2)提出了一种“元任务数据块+自主执行”的卫星操作模式，既可以与整星任务规划配合，提高卫星的可用性、易用性，降低对地面运控系统的依赖；又可以适用于基于“地面规划上注”的传统操控模式，具有很强的通用性和灵活性，适合于各类遥感卫星。3)提出了一种通用性强、表达简洁的元任务数据块内容，只需31字节即可表示一个元任务，与传统遥感卫星相比，任务注入效率最高提升了106％。4)将数传分系统在轨任务归纳为五种基础元任务模式，通过分段式指令遍历执行，降低实现复杂度，可实现模式间任意衔接组合执行，模式转换时间不超过46s，提高了卫星的执行效率和使用效能。5)提出了一种数传分系统本地时间高精度维持策略，借助整星高精度时间信息，可实现关键指令的精准发送，指令发送精度不超过20ms，相比传统方案，指令执行精度提高了一个量级。附图说明图1为敏捷数传分系统自主运行结构框图。图2为数传分系统元任务自主执行流程图。图3为数传分系统本地时间维护流程图。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。首先说明敏捷卫星数传分系统自主运行问题。敏捷卫星数传分系统自主运行是指在整星任务规划系统的统一调度下，数传分系统总线上接收星务分系统发送的元任本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、任务规划分系统将数传分系统的开机时刻T

【技术特征摘要】
1.一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、任务规划分系统将数传分系统的开机时刻T0发送给星务分系统，星务分系统在T0时刻将数传分系统开机，数传分系统进入待机状态；
步骤2、任务规划分系统将第i个元任务的数传任务信息D1i和数据块发送时间Ti发送给星务分系统；星务分系统接收地面上注或本地存储的数传设备选用信息D2，与D1i组合为数传元任务数据块Di，在Ti时刻发送给数传分系统，数传分系统存储至元任务数据块存储区；重复步骤2直至本次任务所有数据块发送及存储完毕；
步骤3、数传分系统执行接收到的本次任务；
步骤4、任务规划分系统将数传分系统的关机时刻Te发送给星务分系统，星务分系统在Te时刻将数传分系统关机，结束本次任务。


2.根据权利要求1所述的一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法，其特征在于：所述开机时刻T0满足T0≤T1-Tr；其中T1为第一个元任务数据块的发送时间，Tr为数传分系统开机到可以接收元任务数据块的准备时间。


3.根据权利要求1所述的一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法，其特征在于：所述元任务包括待机、擦除模式、记录模式、回放模式和边记边放模式。


4.根据权利要求1所述的一种敏捷卫星数传分系统自主运行方法，其特征在于：所述第i个元任务的数据块发送时间Ti满足Ti-1＜Ti≤Time(i，act，1)-Trans(PreType，CurType，Para)；其中，Ti-1为上一个元任务数据块的发送时间，初始时刻为第1个元任务数据块的发送时间T1，满足T0+Tr≤T1≤Time(i＝1，act，1)-Trans(PreType＝待机，CurType，Para)，其中Time(i＝1，act，1)为第1个元任务中第一条任务动作指令的执行时间，由任务规划分系统指定，Trans(PreType＝待机，CurType，Para)为第1个元任务的准备时间；Time(i，act，1)为第i个元任务中第一条任务动作指令的执行时间，由任务规划分系统指定；Trans(PreType，CurType，Para)为前一元任务到当前元任务的衔接转换时间。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭琪，赵魏，李潇然，王雪宾，徐健，刘志佳，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11