一种敏捷卫星多参数指令上注处理方法

摘要

一种敏捷卫星多参数指令上注处理方法，是将敏捷卫星星上姿控、数传、相机、星务等多个分系统执行机动成像任务时的指令根据星上各分系统的典型工作模式组成多种指令模板并存储于星上计算机中，地面用户人员仅需要选择与机动成像任务类型对应的指令模板，将任务编号、指令模板编号、指令模板中指令的参数按照星地约定的格式发送至星上，星上计算机会自动生成指令集合。同时，星上计算机可以随时根据地面的指令修改指令模板中的内容、增加指令模板和删除指令模板等。本发明不仅简化了地面用户指令编排工作的复杂程度，大大减少了上注的数据量，并提高了指令编排工作的可靠性，尤其是为实现敏捷卫星的任务管理和应用提供了技术保证。

说明书

技术领域

本发明涉及一种敏捷卫星多参数指令上注处理方法。

背景技术

以往型号的卫星在实施成像任务时，没有机动的动作，地面用户将星上相 机分系统开机、拍照、关机，然后再通过数传分系统将数据下传至地面接收站 这一过程分解为依时间次序执行的程控指令，并按照星地通信格式进行编码和 格式化，在卫星过境的时候上注到星上，星上计算机收到后按照时间顺序依次 发出指令给星上各分系统来完成机动成像任务。

敏捷卫星的高敏捷和高精度特性需要星上星务分系统、姿控分系统、相机 分系统、数传分系统、测控分系统等多个分系统的协同配合，需要编排的指令 集合不仅数量庞大，而且指令间的关系复杂程度大大增加。如果沿用以往型号 的地面用户编排指令方式，不仅造成指令编排复杂，长期运管难度高。而且卫 星过境时间仅10分钟左右，很难将大量的指令数据注入。显然，以往型号的指 令编排方法、上注格式不能实现这一目的。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种敏捷卫星多参数 指令上注处理方法，将指令模板存储于星上计算机中，地面仅需要上注少量数 据，星上计算机收到后能够自主生成指令序列的方式可以有效解决卫星过境时 间短而无法注入大量指令数据的困难。

本发明采用的技术方案是：

一种敏捷卫星多参数指令上注处理方法，步骤如下：

(1)地面用户根据星上姿控、数传、相机和星务分系统的典型工作模式， 将敏捷卫星机动成像任务分解为各个分系统不同工作模式的组合；

(2)将各分系统的典型工作模式分解为指令集合，并据此将步骤(1)中 得到的各分系统的不同工作模式的组合编排为多种指令模板；

(3)将步骤(2)中的多种指令模板存储于星上计算机中；

(4)如果地面用户需要星上自动生成机动成像任务指令，则提供任务类型 对应的指令模板编号和任务编号，并设置指令模板中的指令参数，之后进入步 骤(5)；

如果地面用户需要增加星上计算机已经存储的指令模板时，则提供新的指 令模板编号和新的指令模板，之后进入步骤(5)；

如果地面用户需要修改星上计算机已经存储的指令模板时，则提供待修改 的指令模板编号和替换模板，之后进入步骤(5)；替换模板用来直接替换掉待 修改的指令模板；

如果地面用户需要删除星上计算机已经存储的指令模板时，则提供待删除 的指令模板编号，，之后进入步骤(5)；

(5)按照预定的星地通信格式将步骤(4)中的数据上注到星上计算机中；

(6)星上计算机收到步骤(5)中的数据后，判断上注数据类别，如果是 执行机动任务的信息，即根据指令模板生成机动成像任务指令，则星上计算机 根据上注的指令模板编号调用对应的指令模板，再根据上注的指令参数生成指 令集合，之后将任务编号添加在该指令集合中每一条指令的启动时间之前；

如果是增加指令模板的信息，则根据上注的新的指令模板编号和新的指令 模板，在星上计算机中增加该指令模板；

如果是修改或者删除指令模板的信息，则根据指令模板编号找到对应的指 令模板，并对其进行修改或者删除操作。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明方法大大简化了地面用户人员指令编排工作的复杂程度，提高 了指令编排的效率，减小了出错概率；

(2)本发明方法大量减少地面用户上注数据量，增强了卫星在轨自主指令 管理能力，降低了卫星对地面的依赖。

附图说明

图1为本发明的多参数指令上注流程图；

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

指令模板是将以往型号需要地面用户人员频繁编排的指令根据星上设备的 典型运行模式固定成表格的形式，存储于星上计算机中。地面用户人员仅需要 选择任务类型对应的指令模板，并设置指令模板中部分指令参数即可，大大简 化了地面用户人员的工作流程和工作量，提高了指令编排工作的安全性，减少 了对地面的依赖。

本发明提供了一种敏捷卫星多参数指令上注处理方法，如图1所示，步骤 如下：

(1)地面用户根据星上姿控、数传、相机和星务分系统的典型工作模式， 将敏捷卫星机动成像任务分解为各个分系统不同工作模式的组合。

敏捷卫星在轨运行期间，需要星上姿控、数传、相机、星务等多个分系统 协同工作来完成机动成像任务。地面用户分析星上多个分系统协同工作时各设 备的典型工作模式，如相机分系统成像可以分解为单条带成像、多条带成像等， 数传分系统数据下传就可以分解为实传模式、固存回放模式、近实传模式等。 地面用户根据敏捷卫星的特点，将机动成像任务涉及的姿控分系统机动、相机 分系统成像、数传分系统数据下传等序列动作分解为各设备不同工作模式的组 合。

(2)根据步骤(1)，将各分系统的典型工作模式分解为指令集合，并据此 将步骤(1)中得到的各分系统的不同工作模式的组合编排为多种指令模板；

以数传单天线实传数据为例，指令模板如下表1所示，

表1数传单天线实传数据指令模板

该指令模板集合了成像设置、数传分系统接收相机产生的数据和星务分系 统的数据、数传分系统向地面传输数据的指令集合，地面用户根据任务执行时 间及各设备协同工作的先后次序将指令以表格形式编排。其中，表格中的T0表 示第一条指令的启动时间，N1、N2、N...表示后续指令相对于第一条指令的启 动时间，指令代码一列中的X×表示需要地面用户提供的参数。

(3)将步骤(2)中涉及的姿控机动、相机成像、数据下传等多种指令模 板存储于星上计算机中；同时，星上计算机可以随时根据地面的指令修改指令 模板中的内容，还可以增加指令模板，删除指令模板。

(4)如果地面用户需要星上自动生成机动成像任务指令，则提供任务类型 对应的指令模板编号和任务编号，并设置指令模板中的指令参数，之后进入步 骤(5)；

如果地面用户需要增加星上计算机已经存储的指令模板时，则提供新的指 令模板编号和新的指令模板，之后进入步骤(5)；

如果地面用户需要修改星上计算机已经存储的指令模板时，则提供待修改 的指令模板编号和替换模板，之后进入步骤(5)；替换模板用来直接替换掉待 修改的指令模板；

如果地面用户需要删除星上计算机已经存储的指令模板时，则提供待删除 的指令模板编号，，之后进入步骤(5)；

(5)地面用户人员按照表2、表3约定的星地通信格式将步骤(4)中的 数据上注给卫星的星上计算机中；

表2机动成像任务指令上注格式

如表1所示的指令模板，按照以往卫星的上注格式，需要上注11条指令数 据及相关信息约92个有效字节的数据(以往型号每一条指令均包含4字节的时 间信息和4字节的指令数据)，而采用新的上注指令格式(上注指令模板中部分 指令参数，且不需要设置参数的指令不用上注)，仅需要上注11条指令的参数 共23个有效字节，大大节省了上注的数据量。

机动成像任务指令上注格式如表2所示，数据块标识表示上注时地面和星 上计算机约定的标识，当星上计算机收到数据判断该标识的正确性后进行自主 生成指令、存储指令等处理工作。

任务序号(01H-FFH)是以十六进制表示1-255个任务序号，由地面用户 顺序选择。

指令模板编号用于星上计算机根据地面用户指定的指令模板填充指令参 数、生成指令。

有效数据长度用于星上计算机收到上注数据后进行长度校验。

指令模板中，所有的指令均以第一条指令启动时间为计时起点，因此地面 上注的指令数据块需要标明第一条指令启动时间。

在机动成像完成之后整星还需要对各分系统设备进行诸如关机等一系列操 作，这些操作指令的发出时刻均是以机动成像完成时刻为计时起点，因此需要 地面用户人员给出敏捷机动成像所需要的时间。

指令参数是地面用户人员根据实际任务需要设定的，多数指令只需要1个 字节的参数，个别指令需要2个字节的参数。

模板编辑(修改指令模板、添加指令模板)指令上注格式如表3所示。

表3模板编辑(修改指令模板、添加指令模板)指令上注格式

数据块标识表示上注时地面和星上计算机约定的标识，当星上计算机收到 数据判断该标识的正确性后进行指令模板的修改、添加等处理工作。

上注的指令模板编号如果是星上计算机存储的指令模板中已经存在的，则 星上计算机用地面上注的新模板替换旧模板。

上注的指令模板编号如果是星上计算机存储的指令模板中没有的，则星上 计算机将新增加一个指令模板。

(6)星上计算机收到步骤(5)中的数据后，通过判断上注数据的第一个 字节：数据块标识，来判断上注数据类别，如果是执行机动任务的信息，即根 据指令模板生成机动成像任务指令，则星上计算机根据上注的指令模板编号调 用对应的指令模板，再根据上注的指令参数生成指令集合，之后将任务编号添 加在该指令集合中每一条指令的启动时间之前，再之后根据数据中包含的指令 启动时间依次发送指令给星上各分系统，实施机动成像任务。

如果是增加指令模板的信息，则根据上注的新的指令模板编号和新的指令 模板，在星上计算机中增加该指令模板；

如果是修改或者删除指令模板的信息，则根据指令模板编号找到对应的指 令模板，并对其进行修改或者删除操作。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。