面向大规模星座的卫星在轨自主管理方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理方法、装置及介质；该装置包括：数据存储部分，用于将设定回溯日期内本星的星上分系统数据进行存储；管理部分，经配置为基于所述星上分系统数据对应的故障检测类型配置通用故障诊断模型，并根据配置后的通用故障诊断模型通过对应的星上分系统数据进行故障诊断，获得故障诊断结果；以及，根据本星姿轨分系统所测量获得轨道数据以及本星的构型数据生成星座构型控制数据；以及，维护用于进行数据传输的卫星间路由表；数据传输部分，经配置为将需下传的星上分系统数据按照需下传的数据通道对应的通信协议进行组帧，获得下传数据帧，并将所述下传数据帧传输至对应的数据通道以进行下传。据通道以进行下传。据通道以进行下传。

【技术实现步骤摘要】
面向大规模星座的卫星在轨自主管理方法、装置及介质


[0001]本专利技术实施例涉及航天器自主管理
，尤其涉及一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]传统的卫星系统通常只有单星，或者是由少量的几颗至几十颗卫星组成小规模卫星星座。随着商业航天的兴起，未来的空间段将会是由几百、几千甚至上万颗卫星组成的大规模卫星星座；这些卫星星座的业务范围包含通信、导航、遥感和混合业务等。然而，目前常规的卫星管理及控制方案大都是通过地面站在卫星可见期间向目标卫星上注控制指令或控制信息，人力物力资源消耗过大，管控效率低，难以适应大规模星座的管控场景。因此，目前需要在大规模星座场景下，提供卫星能够在轨进行部分甚至全部管理任务的方案。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理方法、装置及介质；能够在星上完成部分在轨管理任务，提高了大规模星座管控效率。
[0004]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理装置，所述装置应用于大规模星座的中每一个卫星，所述装置包括：数据存储部分、管控部分以及数据传输部分；其中，
[0006]所述数据存储部分，用于将设定回溯日期内本星的星上分系统数据进行存储；
[0007]所述管理部分，经配置为基于所述星上分系统数据对应的故障检测类型配置通用故障诊断模型，并根据配置后的通用故障诊断模型通过对应的星上分系统数据进行故障诊断，获得故障诊断结果；
[0008]以及，根据本星姿轨分系统所测量获得轨道数据以及本星的构型数据生成星座构型控制数据；
[0009]以及，维护用于进行数据传输的卫星间路由表；
[0010]所述数据传输部分，经配置为将需下传的星上分系统数据按照需下传的数据通道对应的通信协议进行组帧，获得下传数据帧，并将所述下传数据帧传输至对应的数据通道以进行下传。
[0011]第二方面，本专利技术实施例提供了一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理方法，所述方法应用于第一方面所述的面向大规模星座的卫星在轨自主管理装置，所述方法包括：
[0012]将设定回溯日期内本星的星上分系统数据进行存储；
[0013]基于所述星上分系统数据对应的故障检测类型配置通用故障诊断模型，并根据配置后的通用故障诊断模型通过对应的星上分系统数据进行故障诊断，获得故障诊断结果；
[0014]根据本星姿轨分系统所测量获得轨道数据以及本星的构型数据生成星座构型控
制数据；
[0015]维护用于进行数据传输的卫星间路由表；
[0016]将需下传的星上分系统数据按照需下传的数据通道对应的通信协议进行组帧，获得下传数据帧，并将所述下传数据帧传输至对应的数据通道以进行下传。
[0017]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有面向大规模星座的卫星在轨自主管理程序，所述面向大规模星座的卫星在轨自主管理程序被至少一个处理器执行时实现第二方面所述面向大规模星座的卫星在轨自主管理方法步骤。
[0018]本专利技术实施例提供了一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理方法、装置及介质；通过数据存储部分以及管理部分实现在星上自主完成一些或全部的管理任务，无需再等待进入地面站可见区域后，通过与地面站的数据互传以完成星座管理任务，提高了管控效率；此外，在实施过程中即便仍然存在需要与地面站进行数据互传的情况，也因为管理任务在星上自主完成，而降低了互传的数据量，从而降低了资源消耗。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例提供的大规模卫星星座系统组成示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理装置组成示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例提供的另一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理装置组成示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例提供的存储空间的划分示意图；
[0023]图5为本专利技术实施例提供的存储区的划分示意图；
[0024]图6为本专利技术实施例提供的数据抽取流程示意图；
[0025]图7为本专利技术实施例提供的故障诊断流程示意图；
[0026]图8为本专利技术实施例提供的一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理方法流程示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0028]如图1所示的大规模卫星星座系统1，至少包括N个轨道，图1中仅示出虚线和点划线分别所示的两个轨道，其他轨道不再示出。各轨道之间的轨道高度和/或轨道倾角均不相同，每个轨道上布设有多个卫星，如图1中，在虚线所示的轨道中，包括M1颗卫星，图中仅示出六颗卫星，分别标识为：S11、S12、S13、S14、S15和S16，其余卫星因为地球遮挡而未示出；在点划线所示的轨道中，包括M2颗卫星，图中仅示出五颗卫星，分别标识为S21、S22、S23、S24和S25，其余卫星同样因为地球遮挡而未示出。面对图1所示的大规模卫星星座1的众多卫星，在需要对其进行管控时，常规方案均是当卫星运行至地面站11可见区域时，通过测控数据通道实现卫星与地面站11之间的信息交互，造成了资源消耗过大，管控效率低的问题，难以适应大规模星座的管控场景。
[0029]基于此，本专利技术实施例期望为每颗卫星均对应设置一在轨自主管理装置，从而凭借卫星的星上计算资源完成部分设置全部的管控任务，从而提高大规模卫星星座的管控效率。有鉴于此，参见图2，其示出了本专利技术实施例提供的一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理装置20，该装置20具体可以实施为独立的具备数据存储及数据处理功能的单机设备，也可以作为星载计算机中的一个能够独立运行的软件模块，本专利技术实施例对此不做限定；而且该装置20可以应用于图1中所示星座中的任一颗卫星，该装置20可以包括：数据存储部分201、管理部分202以及数据传输部分203；其中，
[0030]所述数据存储部分201，用于将设定回溯日期内本星的星上分系统数据进行存储；
[0031]所述管理部分202，经配置为基于所述星上分系统数据对应的故障检测类型配置通用故障诊断模型，并根据配置后的通用故障诊断模型通过对应的星上分系统数据进行故障诊断，获得故障诊断结果；
[0032]以及，根据本星姿轨分系统所测量获得轨道数据以及本星的构型数据生成星座构型控制数据；
[0033]以及，维护用于进行数据传输的卫星间路由表；
[0034]所述数据传输部分203，经配置为将需下传的星上分系统数据按照需下传的数据通道对应的通信协议进行组帧，获得下传数据帧，并将所述下传数据帧传输至对应的数据通道以进行下传。
[0035]通过图2所示的技术方案，通过数据存储部分201以及管理部分202实现在星上自主完成一些或全部的管理任务，无需再等待进入地面站可见区域后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向大规模星座的卫星在轨自主管理装置，其特征在于，所述装置应用于大规模星座的中每一个卫星，所述装置包括：数据存储部分、管控部分以及数据传输部分；其中，所述数据存储部分，用于将设定回溯日期内本星的星上分系统数据进行存储；所述管理部分，经配置为基于所述星上分系统数据对应的故障检测类型配置通用故障诊断模型，并根据配置后的通用故障诊断模型通过对应的星上分系统数据进行故障诊断，获得故障诊断结果；以及，根据本星姿轨分系统所测量获得轨道数据以及本星的构型数据生成星座构型控制数据；以及，维护用于进行数据传输的卫星间路由表；所述数据传输部分，经配置为将需下传的星上分系统数据按照需下传的数据通道对应的通信协议进行组帧，获得下传数据帧，并将所述下传数据帧传输至对应的数据通道以进行下传。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据存储部分包括被划分为多个数据存储区的本星存储空间；其中，每个存储区对应设定回溯日期内的一个日期区间，每个存储区中的数据完整度与对应日期区间距离当前时刻的远近程度相关。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述每个存储区均包括与星上分系统对应的存储块，每个存储块的容量与对应星上分系统的数据总量相对应；相应地，所述数据存储部分还包括：数据抽取单元，经配置为：当相邻数据完整度中较高完整度所对应的存储区内存在数据已满的存储块，则在向所述数据已满的存储块存入数据过程中，将所述数据已满的存储块尾部的部分数据帧按照对应的完整度进行删除，并将所述数据已满的存储块尾部的另一部分数据帧按照相邻数据完整度中较低完整度进行抽取并存入较低完整度所对应的存储区内对应相同星上分系统的存储块。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述数据存储部分还包括：与本星相邻的设定数目的邻星各自对应的邻星存储空间；相应地，每个邻星存储空间被划分为多个数据存储区，且每个存储区对应设定回溯日期内的一个日期区间，每个存储区中的数据完整度与对应日期区间距离当前时刻的远近程度相关；每个存储区均包括与邻星的星上分系统对应的存储块，每个存储块的容量与对应邻星星上分系统的数据总量相对应。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：数据标准化部分，经配置为：将星上分系统数据增加本星在星座中的编号信息以及对应的星上分系统标识信息，形成星上分系统的初级标准化数据；将所述初级标准化数据按照设定的对应于星上分系统的数据格式配置进行转化，形成统一数据格式的标准化数据。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据传输部分，包括：数据加密单元和协议转换单元；其中，所述数据加密单元，经配置为：若需下传的标准化数据为明文传输，则直接将需下传的标准化数据传输至所述协议转换单元；若需下传的标准化数据为秘密传输，则按照设定的加密策略对需下传的标准化数据进
行加密处理后，传输至所述协议转换单元；所述协议转换单元，经配置为：相应于本星处于地面站的可见区域，将需下传的数据按照测控协议进行组帧，并将得到的第一下传数据帧传输至本星的测控通道向地面站传输；相应于本星不处于地面站的可见区域，将需下传的数据按照星间通信协议进行组帧，并将得到的第二下传数据帧传输至本星的星间通信链路，以通过星间通信链路传输至星座中能够下传的卫星向地面站传输。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述管理部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱实，陈健，曹喜滨，李宁，刘明，吴凡，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：