一种用于航天综合化载荷的联邦式管控架构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于航天综合化载荷的联邦式管控架构，包括：综合管控分系统，所述综合管控分系统部署于载荷内，并被设置为基于地面的遥控指令实现载荷内各功能设备分系统的管理；各分系统管控模块，所述分系统管控模块部署于相应功能设备分系统内，并被配置为基于综合管控分系统发送的遥控指令完成相应功能设备分系统的管理；各模块管控单元，所述模块管控单元部署于分系统内各功能模块内，并被配置为基于相应分系统管控模块发送的遥控指令完成相应功能模块的管理。通过所述联邦式管控架构的结构设计，克服了现有集中式载荷管理、计算的局限，采用分级管理、分级计算思路，将管控功能分解至各级管控，降低载荷计算模块运算压力。压力。压力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于航天综合化载荷的联邦式管控架构


[0001]本专利技术属于航天器有效载荷管理
，尤其涉及一种用于航天综合化载荷的联邦式管控架构。

技术介绍

[0002]航天器有效载荷是指装载在航天器上直接完成特定任务的仪器、设备、试件等。传统卫星载荷是单功能载荷，使用CAN(或RS422、1553B)等低速总线即可完成卫星载荷的集中式管控，成熟、可靠性高，但是扩展性差(受控节点有限)、通信效率低，无法承载大型综合化载荷管控所需要的高通量、高实时数据通信与控制需求。
[0003]目前综合化载荷已成为航天器有效载荷的发展方向，同一载荷系统可实现多种功能。大型综合化航天载荷各分系统设计复杂，各设备形态多样、管控需求不统一，用传统集中式管控方法对综合化载荷实施集中管理难度很大、可行性很低，其设计合理性和工程可实现性都受到极大地挑战。
[0004]因此，针对综合化载荷设备规模大、层级多、高通量高实时通信需求强烈的特点，提出了一套高效的联邦式分层级管控架构与实现方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：为了克服现有技术中CAN(或RS422、1553B)等低速总线扩展性差、通信效率低等不足，公开了一种用于航天综合化载荷的联邦式管控架构，通过所述联邦式管控架构的结构设计，克服了现有集中式载荷管理、计算的局限，采用分级管理、分级计算思路，将管控功能分解至各级管控，降低载荷计算模块运算压力。
[0006]本专利技术目的通过下述技术方案来实现：
[0007]一种用于航天综合化载荷的联邦式管控架构，所述联邦式管控架构包括：综合管控分系统，所述综合管控分系统部署于载荷内，并被设置为基于地面的遥控指令实现载荷内各功能设备分系统的管理；各分系统管控模块，所述分系统管控模块部署于相应功能设备分系统内，并被配置为基于综合管控分系统发送的遥控指令完成相应功能设备分系统的管理；各模块管控单元，所述模块管控单元部署于分系统内各功能模块内，并被配置为基于相应分系统管控模块发送的遥控指令完成相应功能模块的管理。
[0008]根据一个优选的实施方式，所述综合管控分系统内设有与地面通信的遥测及遥控接口，以及用于与各功能设备分系统通信的管控接口；所述综合管控分系统基于遥控接口接受地面发送的遥控指令，并将遥控指令转换成分系统控制指令经各管控接口送给相应功能设备分系统；所述综合管控分系统经各管控接口从载荷内各分功能系统采集遥测数据，转换成载荷遥测帧经遥测接口发送至地面。
[0009]根据一个优选的实施方式，所述综合管控分系统内部署有以太网接口模块，提供综合管控分系统与载荷内其他功能设备分系统间的指令、信息、数据的传输通道。
[0010]根据一个优选的实施方式，所述综合管控分系统内部署有RapidIO接口模块，提供
综合管控分系统与载荷内其他分系统间的指令、信息、数据的高速传输通道。
[0011]根据一个优选的实施方式，所述综合管控分系统内部署有高速串口接口模块，提供综合管控分系统与载荷内其他分系统间指令、信息、数据的传输通道。
[0012]根据一个优选的实施方式，各功能设备分系统内，分系统管控模块对接收综合管控分系统下发的分系统控制指令进行解析，并将解析的控制指令下发给本功能设备分系统内的相应功能模块。
[0013]根据一个优选的实施方式，分系统管控模块从各功能模块内的模块管控单元采集模块遥测数据，并生成分系统遥测数据并上报给综合管控分系统。
[0014]根据一个优选的实施方式，模块管控单元接收分系统管控模块控制指令并进行处置；所述模块管控单元不限于进行功能模块内上下电及待机状态控制；且，所述模块管控单元采集本功能模块内遥测数据并上报给分系统管控模块。
[0015]根据一个优选的实施方式，当功能模块内有CPU或FPGA通用芯片时，通过在芯片软件配置项中部署独立工作的软件构件，用于监视配置项中各软件功能构件的工作状态，并形成遥测数据上报给相应分系统管控模块。
[0016]具体地，本专利技术技术方案包括：
[0017]1)载荷按照系统、分系统、功能模块划分层级，每个层级设置独立的管理单元；
[0018]2)载荷系统设置综合管控分系统(一级管控，亦称系统管控)，负责载荷系统级管理，提供系统、分系统间管控接口；接收来自地面的遥控指令，将遥控指令转换分解成分系统指令并下发给各分系统；采集各分系统遥测数据并转化组帧成载荷遥测数据报送至地面；
[0019]3)分系统内设置二级管控模块，二级管控模块接受系统管控对分系统的管理，包括接收一级管控下发的遥控指令，对遥控指令校验、解析与处理；包括发出模块上下电、模块功能运行启停、状态控制指令等；同时采集各功能模块运行的软硬件状态，并将这些状态信息组成分系统遥测帧上报给一级管控；
[0020]4)功能模块管控单元(三级管控)接受二级管控的管理，包括接收来自二级管控的控制指令，完成模块上下电、软件功能启停、软硬件状态设置等控制执行，同时采集模块内电流、电压、温度、软件运行情况等遥测量，并上报给二级管控。
[0021]前述本专利技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本专利技术可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本专利技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]本专利技术提出“分级管控，统筹管理，独立运行，向上负责”的管控设计理念，将航天器综合化载荷按系统、分系统、功能模块划分层级，每个层级设置独立的管理单元，即综合管控分系统、分系统管控模块以及模块管控单元，对载荷进行分层级管理。同时，综合管控分系统为系统提供统一定义的系统管控接口，完成系统管理。
[0024]本专利技术区别于传统载荷集中式管控的扁平管理架构，面对综合化载荷提出了分级管控且同级/上下级之间高效协同的联邦式管理架构。层级划分通常为三级，但不固定，可根据分系统复杂程度、模块数量规模等视情分级。通过所述联邦式管控架构的结构设计，克服了现有集中式载荷管理、计算的局限，采用分级管理、分级计算思路，将管控功能分解至
各级管控，降低载荷计算模块运算压力。
附图说明
[0025]图1是本专利技术某实施例的联邦式管控架构结构示意图；
[0026]图2是本专利技术联邦式管控架构中综合管控分系统的结构示意图；
[0027]图3是本专利技术联邦式管控架构中某功能设备分系统管控模块及接口示意图；
[0028]图4是本专利技术联邦式管控架构中某模块管控单元及接口示意图；
[0029]图5是本专利技术联邦式管控架构中某功能模块内的CPU或FPGA中的软件状态监控示意图。
具体实施方式
[0030]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于航天综合化载荷的联邦式管控架构，其特征在于，所述联邦式管控架构包括：综合管控分系统，所述综合管控分系统部署于载荷内，并被设置为基于地面的遥控指令实现载荷内各功能设备分系统的管理；各分系统管控模块，所述分系统管控模块部署于相应功能设备分系统内，并被配置为基于综合管控分系统发送的遥控指令完成相应功能设备分系统的管理；各模块管控单元，所述模块管控单元部署于分系统内各功能模块内，并被配置为基于相应分系统管控模块发送的遥控指令完成相应功能模块的管理。2.如权利要求1所述的联邦式管控架构，其特征在于，所述综合管控分系统内设有与地面通信的遥测及遥控接口，以及用于与各功能设备分系统通信的管控接口；所述综合管控分系统基于遥控接口接受地面发送的遥控指令，并将遥控指令转换成分系统控制指令经各管控接口送给相应功能设备分系统；所述综合管控分系统经各管控接口从载荷内各分功能系统采集遥测数据，转换成载荷遥测帧经遥测接口发送至地面。3.如权利要求2所述的联邦式管控架构，其特征在于，所述综合管控分系统内部署有以太网接口模块，提供综合管控分系统与载荷内其他功能设备分系统间的指令、信息、数据的以太网总线传输。4.如权利要求2所述的联邦式管控架构，其特征在于，所述综合管控分系统内部署有R...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昊苏，柴霖，方建明，陈洋，孙杰，熊璐，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：