在轨观测模式管理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种在轨观测模式管理系统，包括：在轨观测模式模块，被配置为存储天文观测卫星的在轨观测模式，并向天文观测卫星提供在轨观测模式；约束条件模块，被配置为天文观测卫星执行新的观测任务前，对太阳约束条件、月亮约束条件、能源约束条件进行计算和判断，并将约束条件判断结果提供至星载计算机；载荷数据处理计算机，被配置为根据天文观测卫星检测到的伽马暴生成星上自主触发信号，并根据星上自主触发信号向星载计算机提供星上观测任务；星载计算机，被配置为对地面站提供的上注信息、约束条件判断结果、在轨观测模式、以及星上观测任务进行管理规划，并根据管理规划的结果进行观测。

On orbit observation mode management system

【技术实现步骤摘要】
在轨观测模式管理系统
本专利技术涉及空间观测
，特别涉及一种在轨观测模式管理系统。
技术介绍
伽玛射线暴(GammaRayBurst，缩写GRB)，又称伽玛暴，是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强，随后又迅速减弱的现象，持续时间在0.1-1000秒，辐射主要集中在0.1-100MeV的能段。伽玛暴发现于1967年，数十年来，人们对其本质了解得还不很清楚，但基本可以确定是发生在宇宙学尺度上的恒星级天体中的爆发过程。伽玛暴是目前天文学中最活跃的研究领域之一，曾在1997年和1999年两度被美国《科学》杂志评为年度十大科技进展之列。伽马射线暴是目前已知宇宙中最强的爆射现象，理论上是巨大恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸或者两颗邻近的致密星体(黑洞或中子星)合并而产生的。伽马射线暴短至千分之一秒，长则数小时，会在短时间内释放出巨大能量。如果与太阳相比，它在几分钟内释放的能量相当于万亿年太阳光的总和，其发射的单个光子能量通常是典型太阳光的几十万倍。现有的伽马射线暴观测卫星由于不合理的观测模式和管理容易造成观测任务失败。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在轨观测模式管理系统，以解决现有的伽马射线暴观测卫星由于不合理的观测模式和管理造成观测任务失败的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种在轨观测模式管理系统，包括：在轨观测模式模块，被配置为存储天文观测卫星的在轨观测模式，并向天文观测卫星提供在轨观测模式；约束条件模块，被配置为天文观测卫星执行新的观测任务前，对太阳约束条件、月亮约束条件、能源约束条件进行计算和判断，并将约束条件判断结果提供至星载计算机；载荷数据处理计算机，被配置为根据天文观测卫星检测到的伽马暴生成星上自主触发信号，并根据星上自主触发信号向星载计算机提供星上观测任务；星载计算机，被配置为对地面站提供的上注信息、约束条件判断结果、在轨观测模式、以及星上观测任务进行管理规划，并根据管理规划的结果进行观测。可选的，在所述的在轨观测模式管理系统中，所述在轨观测模式模块包括：伽马暴/再现源观测模块，被配置为使天文观测卫星通过星上自主触发信号对伽马暴进行观测；常规观测模块，被配置为使天文观测卫星按照预先计划对已知源或天区进行观测；机会目标观测模块，被配置为使天文观测卫星对新发现源、已知再现源或已知变源进行机遇观测。可选的，在所述的在轨观测模式管理系统中，星载计算机执行以下动作：根据载荷检测到的伽马暴生成伽马暴触发包；对伽马暴触发包进行转发，进行VHF下传；根据载荷机动标志判断载荷是否可以机动，若载荷不能机动则结束，否则接收约束条件判断结果；若约束条件判断结果为通过则向星载计算机提供星上观测任务，否则结束。可选的，在所述的在轨观测模式管理系统中，所述星载计算机执行以下动作：当星载计算机接收到星上观测任务后，根据该星上观测任务的在轨观测模式进行优先级判断，若优先级高于现有观测任务的优先级则进行下一步，否则拒绝该星上观测任务；根据约束条件判断结果判断该星上观测任务是否符合太阳约束和月亮约束，若是则进行下一步，否则拒绝该星上观测任务；控制载荷进行姿态机动；进行帆板转动条件判断，若帆板可以转动，则进行SADA机动，否则SADA不机动；控制载荷进行姿态保持。可选的，在所述的在轨观测模式管理系统中，星载计算机对地面站提供的上注信息进行管理规划，并根据管理规划的结果进行观测包括：地面站上注发送常规观测平台任务列表和机会目标观测平台任务列表，并将其存储于星载计算机中；地面站上注发送常规观测任务载荷配置表和机会目标观测任务载荷配置表，并将其存储在星载计算机中；星载计算机根据常规观测平台任务列表和机会目标观测平台任务列表进行常规观测和/或机会目标观测。可选的，在所述的在轨观测模式管理系统中，星载计算机根据天文观测卫星检测到的伽马暴生成星上自主触发信号，并根据星上自主触发信号向星载计算机提供星上观测任务包括：载荷数据处理计算机实时接收ECLAIRS触发包，并通过VHF通道转发给地面站；载荷数据处理计算机判断ECLAIRS触发包中的机动请求标志，若机动请求标志有效则进行下一步；载荷数据处理计算机根据ECLAIRS触发包中的位置信息，计算目标指向与太阳及月亮的夹角，并通过目标指向与太阳及月亮的夹角判断太阳约束和月亮约束；若太阳约束和月亮约束均通过，载荷数据处理计算机将目标指向转换成姿态四元数发送给星载计算机。可选的，在所述的在轨观测模式管理系统中，星载计算机对地面站提供的上注信息、约束条件判断结果、在轨观测模式、以及星上观测任务进行管理规划，并根据管理规划的结果进行观测包括：任务开始时间时，星载计算机接收姿态四元数，并按照任务模式约束进行约束判断；如果所有约束通过，卫星机动指向目标；星载计算机同步广播当前任务ID；载荷数据处理计算机根据当前任务ID，根据常规观测任务载荷配置表和机会目标观测任务载荷配置表配置载荷工作参数；根据帆板转动策略转动帆板；载荷保持当前指向，等待下一次任务。可选的，在所述的在轨观测模式管理系统中，所述机会目标观测包括常规机遇目标观测、重要机遇目标观测、以及多信使机遇目标观测：常规机遇目标观测用于观测天文突发事件；重要机遇目标观测用于观测重要度高于常规机遇目标观测的天文事件，以及进行载荷仪器的标定测试；多信使机遇目标观测用于多指向、拼接式的观测重要度高于常规机遇目标观测的天文事件，将目标分割成多片，按照优先级、机动角度规划路径，实现对目标的观测。可选的，在所述的在轨观测模式管理系统中，所述星载计算机进行观测任务约束冲突判断，其中：天文观测卫星星上有自主规划任务、地面无法预知当前卫星状态、卫星处于机动过程中、且能源情况、太阳、月亮条件不适合开展观测时，星载计算机规划不同观测任务的处理措施；针对常规观测任务、常规机遇目标观测任务、重要机遇目标观测任务，当以上任务被拒绝时，在下一个GSP时间点被执行；针对多信使机遇目标观测任务，当前tile被拒绝时，下一个tile被执行。可选的，在所述的在轨观测模式管理系统中，在轨观测模式的优先级由高到低为：多信使机遇目标观测及重要机遇目标观测、伽马暴观测及再现源观测、常规机遇目标观测、常规观测。在本专利技术提供的在轨观测模式管理系统中，通过在轨观测模式模块向天文观测卫星提供在轨观测模式、约束条件模块将约束条件判断结果提供至星载计算机、载荷数据处理计算机根据星上自主触发信号向星载计算机提供星上观测任务、以及星载计算机对地面站提供的上注信息、约束条件判断结果、在轨观测模式、以及星上观测任务进行管理规划，并根据管理规划的结果进行观测，实现了多种在轨观测模式的合理切换、选择和管理，能够提高伽马暴观测的成功概率。本专利技术针对天本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在轨观测模式管理系统，其特征在于，包括：/n在轨观测模式模块，被配置为存储天文观测卫星的在轨观测模式，并向天文观测卫星提供在轨观测模式；/n约束条件模块，被配置为天文观测卫星执行新的观测任务前，对太阳约束条件、月亮约束条件、能源约束条件进行计算和判断，并将约束条件判断结果提供至星载计算机；/n载荷数据处理计算机，被配置为根据天文观测卫星检测到的伽马暴生成星上自主触发信号，并根据星上自主触发信号向星载计算机提供星上观测任务；/n星载计算机，被配置为对地面站提供的上注信息、约束条件判断结果、在轨观测模式、以及星上观测任务进行管理规划，并根据管理规划的结果进行观测。/n

【技术特征摘要】
1.一种在轨观测模式管理系统，其特征在于，包括：
在轨观测模式模块，被配置为存储天文观测卫星的在轨观测模式，并向天文观测卫星提供在轨观测模式；
约束条件模块，被配置为天文观测卫星执行新的观测任务前，对太阳约束条件、月亮约束条件、能源约束条件进行计算和判断，并将约束条件判断结果提供至星载计算机；
载荷数据处理计算机，被配置为根据天文观测卫星检测到的伽马暴生成星上自主触发信号，并根据星上自主触发信号向星载计算机提供星上观测任务；
星载计算机，被配置为对地面站提供的上注信息、约束条件判断结果、在轨观测模式、以及星上观测任务进行管理规划，并根据管理规划的结果进行观测。


2.如权利要求1所述的在轨观测模式管理系统，其特征在于，所述在轨观测模式模块包括：
伽马暴/再现源观测模块，被配置为使天文观测卫星通过星上自主触发信号对伽马暴进行观测；
常规观测模块，被配置为使天文观测卫星按照预先计划对已知源或天区进行观测；
机会目标观测模块，被配置为使天文观测卫星对新发现源、已知再现源或已知变源进行机遇观测。


3.如权利要求2所述的在轨观测模式管理系统，其特征在于，星载计算机执行以下动作：
根据载荷检测到的伽马暴生成伽马暴触发包；
对伽马暴触发包进行转发，进行VHF下传；
根据载荷机动标志判断载荷是否可以机动，若载荷不能机动则结束，否则接收约束条件判断结果；
若约束条件判断结果为通过则向星载计算机提供星上观测任务，否则结束。


4.如权利要求3所述的在轨观测模式管理系统，其特征在于，所述星载计算机执行以下动作：
当星载计算机接收到星上观测任务后，根据该星上观测任务的在轨观测模式进行优先级判断，若优先级高于现有观测任务的优先级则进行下一步，否则拒绝该星上观测任务；
根据约束条件判断结果判断该星上观测任务是否符合太阳约束和月亮约束，若是则进行下一步，否则拒绝该星上观测任务；
控制载荷进行姿态机动；
进行帆板转动条件判断，若帆板可以转动，则进行SADA机动，否则SADA不机动；
控制载荷进行姿态保持。


5.如权利要求4所述的在轨观测模式管理系统，其特征在于，星载计算机对地面站提供的上注信息进行管理规划，并根据管理规划的结果进行观测包括：
地面站上注发送常规观测平台任务列表和机会目标观测平台任务列表，并将其存储于星载计算机中；
地面站上注发送常规观测任务载荷配置表和机会目标观测任务载荷配置表，并将其存储在星载计算机中；
星载计算机根据常规观测平台任务列表和机会目标观测平台任务列表进行常规观测和/或机会目标观测。


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【专利技术属性】
技术研发人员：苏瑞丰，韩兴博，李东，陈琨，毛青筠，贺俊旺，苏斌嫔，
申请(专利权)人：中国科学院微小卫星创新研究院，上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海;31