專利名稱：衛(wèi)星出入境自主遙測(cè)處理控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天器測(cè)控通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種衛(wèi)星自主遙測(cè)控制方法。
背景技術(shù)：
航天器的遙測(cè)數(shù)據(jù)一般包括各分系統(tǒng)和各設(shè)備的健康數(shù)據(jù)、工況數(shù)據(jù)、遙控響應(yīng)數(shù)據(jù)和性能數(shù)據(jù)等。遙測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)于了解航天器的健康狀況、工作狀態(tài)等具有重要意義。然而由于測(cè)控點(diǎn)數(shù)量和分布的限制，使得航天器存在不可監(jiān)測(cè)弧段，成為航天器監(jiān)測(cè)的盲區(qū)。 如何能夠獲得該工作段的遙測(cè)信息，成為一個(gè)重要的課題。傳統(tǒng)的方法是在衛(wèi)星進(jìn)入不可見弧段(即出境)前，地面注入指令給出在不可監(jiān)測(cè)弧段遙測(cè)的存儲(chǔ)策略；在衛(wèi)星進(jìn)入可見弧段(即入境)后，地面注入指令給出所存儲(chǔ)遙測(cè)量的下傳策略。這種方法需要人工監(jiān)視，時(shí)間精度不夠。特別是當(dāng)衛(wèi)星數(shù)目增多，需要管理一個(gè)星座的時(shí)候，這種方法將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，亟需一種自動(dòng)化的方式來解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種衛(wèi)星出入境自主遙測(cè)處理控制方法，利用航天器軌道的可預(yù)見性和周期性，通過提前注入時(shí)標(biāo)指令來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星出入境的自主遙測(cè)管理。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是衛(wèi)星出入境自主遙測(cè)處理控制方法，步驟如下(1)為每一個(gè)衛(wèi)星任務(wù)設(shè)置相應(yīng)的時(shí)標(biāo)指令組，時(shí)標(biāo)指令組由帶有時(shí)間標(biāo)志的時(shí)標(biāo)指令組成，時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間為相應(yīng)時(shí)標(biāo)所指示的時(shí)間；所述的時(shí)標(biāo)指令中包含有衛(wèi)星的出境時(shí)間、入境時(shí)間以及遙測(cè)參數(shù)的存儲(chǔ)策略、下傳策略；(2)根據(jù)衛(wèi)星的軌道周期設(shè)定一個(gè)程控周期，地面一次性的注入一個(gè)程控周期內(nèi)所需要的時(shí)標(biāo)指令組；(3)衛(wèi)星根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)調(diào)取相應(yīng)的時(shí)標(biāo)指令組，然后根據(jù)當(dāng)前的衛(wèi)星時(shí)間執(zhí)行時(shí)標(biāo)指令組中的相應(yīng)指令，各個(gè)時(shí)標(biāo)指令按照時(shí)標(biāo)依次執(zhí)行，每一個(gè)指令執(zhí)行完成后， 自動(dòng)放置到時(shí)標(biāo)指令組的隊(duì)尾，并將之前的執(zhí)行時(shí)間加上一個(gè)程控周期作為下一次的執(zhí)行時(shí)間；(4)在執(zhí)行每一條時(shí)標(biāo)指令時(shí)，首先對(duì)該時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行判斷，如果尚未到該時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間則繼續(xù)等待；如果衛(wèi)星的當(dāng)前時(shí)間已經(jīng)超過該時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間但兩者之間的差值尚未超過預(yù)先設(shè)定的超時(shí)時(shí)間閾值，則立即執(zhí)行該時(shí)標(biāo)指令，此時(shí)如果該時(shí)標(biāo)指令為出境指令則按照遙測(cè)參數(shù)的存儲(chǔ)策略存儲(chǔ)遙測(cè)參數(shù)，如果該時(shí)標(biāo)指令為入境指令則按照遙測(cè)參數(shù)的下傳策略向地面下傳遙測(cè)參數(shù)；如果衛(wèi)星的當(dāng)前時(shí)間已經(jīng)超過該時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間且兩者之間的差值已經(jīng)超過預(yù)先設(shè)定的超時(shí)時(shí)間閾值，則停止該時(shí)標(biāo)指令所在時(shí)標(biāo)指令組的所有指令。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明方法通過利用時(shí)標(biāo)指令判斷衛(wèi)星的出入境情況，選擇對(duì)應(yīng)的遙測(cè)管理策略，使得衛(wèi)星的出入境管理和遙測(cè)管理能夠更加的自動(dòng)化，智能化，減少了大量人為干預(yù)的工作量，提高了管理效率；同時(shí)時(shí)標(biāo)指令組可以將執(zhí)行時(shí)間控制到秒級(jí)別，對(duì)衛(wèi)星的控制更加精確。對(duì)于類似某星座下的多顆衛(wèi)星管理，這種管理方式在效率和精度上都更加高效。


圖1為本發(fā)明方法的流程框圖。
具體實(shí)施例方式衛(wèi)星在空間的運(yùn)行具有周期性，所以其出入境時(shí)間也具有周期。為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)衛(wèi)星出、入境和遙測(cè)參數(shù)的自主管理，本發(fā)明引入時(shí)標(biāo)指令和時(shí)標(biāo)指令組來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的自
主管理。時(shí)標(biāo)指令是帶有時(shí)間標(biāo)志的指令，時(shí)標(biāo)指令與實(shí)時(shí)指令完成同樣的效果，不同的是執(zhí)行時(shí)間為時(shí)標(biāo)所指示的時(shí)間。為了協(xié)同完成一個(gè)任務(wù)，將一些邏輯相關(guān)的時(shí)標(biāo)指令以組的形式進(jìn)行管理，則形成了時(shí)標(biāo)指令組。時(shí)標(biāo)指令應(yīng)包含衛(wèi)星出境或入境時(shí)間及遙測(cè)參數(shù)的存儲(chǔ)下傳策略，包括各類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)的使能/禁止?fàn)顟B(tài)、每次入境后可抽取類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)的抽取比例等，程控狀態(tài)下根據(jù)時(shí)標(biāo)指令組1中的時(shí)標(biāo)指令設(shè)置下傳延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。地面會(huì)根據(jù)衛(wèi)星的軌道周期設(shè)定一個(gè)程控周期，地面一次性的注入一個(gè)程控周期內(nèi)需要進(jìn)行自主管理的指令，這些指令以一個(gè)程控周期的時(shí)間長度為周期，對(duì)星上循環(huán)進(jìn)行程控自主管理。各個(gè)時(shí)標(biāo)指令按照時(shí)標(biāo)依次執(zhí)行，完成一個(gè)程控周期的自主管理。每一個(gè)指令執(zhí)行完成后，將自動(dòng)被放置到時(shí)標(biāo)指令組的隊(duì)尾，并將之前的執(zhí)行時(shí)間加上一個(gè)程控周期作為下一次的執(zhí)行時(shí)間。本發(fā)明自主遙測(cè)處理控制方法如圖1所示。當(dāng)衛(wèi)星程控使能的情況下，星務(wù)計(jì)算機(jī)會(huì)定期進(jìn)行輪詢時(shí)標(biāo)指令組中的下一條執(zhí)行指令。當(dāng)執(zhí)行時(shí)間到時(shí)，將執(zhí)行該條時(shí)標(biāo)指令，時(shí)標(biāo)指令指示出當(dāng)前衛(wèi)星出、入境及遙測(cè)參數(shù)的存儲(chǔ)和下傳策略。隨后星務(wù)計(jì)算機(jī)將按照這些策略進(jìn)行遙測(cè)參數(shù)的自主管理。此外，對(duì)于時(shí)標(biāo)指令組還需要考慮以下因素1、超時(shí)時(shí)間時(shí)標(biāo)指令以時(shí)間為執(zhí)行判斷標(biāo)準(zhǔn)，故應(yīng)規(guī)定最大超時(shí)時(shí)間，超時(shí)不能大于超時(shí)時(shí)間，若某時(shí)標(biāo)指令超時(shí)大于超時(shí)時(shí)間，則置位遙測(cè)告警標(biāo)志表示該時(shí)標(biāo)指令所在的時(shí)標(biāo)指令組為差錯(cuò)狀態(tài)，停止執(zhí)行該組內(nèi)所有的時(shí)標(biāo)指令。2、對(duì)于時(shí)間基準(zhǔn)的要求時(shí)標(biāo)指令以星上時(shí)間為基準(zhǔn)。時(shí)間精確度要求與具體任務(wù)有關(guān)系，在衛(wèi)星出入境自主遙測(cè)處理控制過程中，一般取Is的精確度即可。此外，當(dāng)星上時(shí)間進(jìn)行校時(shí)后，需要重新對(duì)時(shí)標(biāo)指令進(jìn)行核對(duì)，若此刻存在超時(shí)的時(shí)標(biāo)指令，則置位遙測(cè)告警標(biāo)志表示該時(shí)標(biāo)指令組為差錯(cuò)狀態(tài)，停止執(zhí)行該組內(nèi)所有的時(shí)標(biāo)指令。3、自主控和遙控關(guān)系地面可發(fā)送遙控指令控制衛(wèi)星出入境和遙測(cè)的處理，為了保證其與時(shí)標(biāo)指令不沖突，同一時(shí)間只能有一種控制方式。這就要求時(shí)標(biāo)指令的自主控功能具有使能和禁止功能，只有當(dāng)處于使能狀態(tài)下， 時(shí)標(biāo)指令的自主控制功能才有效。而當(dāng)?shù)孛嬉l(fā)送遙控指令進(jìn)行控制時(shí)，必須保證遙測(cè)程控功能禁止，即保證程控和遙控只有一種方式控制延時(shí)遙測(cè)的開始存儲(chǔ)和開始下傳時(shí)刻。4、時(shí)標(biāo)指令組的邏輯相關(guān)性由于時(shí)標(biāo)指令以組為單位完成一個(gè)任務(wù)，一方面要求時(shí)標(biāo)指令的增刪以組為單位進(jìn)行，同時(shí)要求組內(nèi)所有指令都要有效，其中任意一個(gè)時(shí)標(biāo)指令的失效或者錯(cuò)誤將影響整個(gè)功能實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，需要校驗(yàn)錯(cuò)誤問題，對(duì)時(shí)標(biāo)指令組內(nèi)所存儲(chǔ)的指令應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)某一組時(shí)標(biāo)指令校驗(yàn)結(jié)果錯(cuò)誤時(shí)，則置位遙測(cè)告警標(biāo)志表示該時(shí)標(biāo)指令組為差錯(cuò)狀態(tài)，停止執(zhí)行該組內(nèi)所有的時(shí)標(biāo)指令。5、容錯(cuò)性要求由于時(shí)標(biāo)指令組對(duì)于衛(wèi)星出、入境和自主遙測(cè)處理有著重要意義，且其控制有成組的邏輯相關(guān)性。為了避免由于星上計(jì)算機(jī)切機(jī)、復(fù)位等因素而丟失，應(yīng)將時(shí)標(biāo)指令組作為重要數(shù)據(jù)保存。實(shí)施例下面以某衛(wèi)星為例，介紹衛(wèi)星出入境自主遙測(cè)處理控制方法該衛(wèi)星通過時(shí)標(biāo)指令和時(shí)標(biāo)指令組實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星出入境自主遙測(cè)處理的控制。該自主控具有使能和禁止?fàn)顟B(tài)，可通過遙控指令進(jìn)行修改。當(dāng)使能時(shí)，利用時(shí)標(biāo)指令進(jìn)行自主管理。其時(shí)標(biāo)指令和時(shí)標(biāo)指令組具有以下特點(diǎn)(1)時(shí)標(biāo)指令組中的時(shí)標(biāo)指令以組為單位注入和刪除，最大長度為36條指令；(2)時(shí)標(biāo)指令組內(nèi)所存儲(chǔ)的指令都需要進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)某一時(shí)標(biāo)指令校驗(yàn)結(jié)果錯(cuò)誤時(shí)，則置位遙測(cè)告警標(biāo)志表示該時(shí)標(biāo)指令組為差錯(cuò)狀態(tài)，停止執(zhí)行該組內(nèi)所有的時(shí)標(biāo)指令；(3)時(shí)標(biāo)指令組中指令的默認(rèn)周期為1天，周期可以通過遙控指令修改；(4)每當(dāng)數(shù)管分系統(tǒng)時(shí)間授時(shí)或校正，應(yīng)對(duì)時(shí)標(biāo)指令組進(jìn)行與時(shí)間有關(guān)的校驗(yàn)，若此刻存在超時(shí)的時(shí)標(biāo)指令，則置位遙測(cè)告警標(biāo)志表示該時(shí)標(biāo)指令組為差錯(cuò)狀態(tài)，停止執(zhí)行該組內(nèi)所有的時(shí)標(biāo)指令；(5)時(shí)標(biāo)指令組作為重要數(shù)據(jù)保存不能丟失，即使發(fā)生數(shù)管計(jì)算機(jī)切機(jī)或復(fù)位情況，指令組內(nèi)的指令也不會(huì)丟失；(6)時(shí)標(biāo)指令組超時(shí)時(shí)間缺省定義為60s，超時(shí)時(shí)間可由地面指令更改，時(shí)間設(shè)置精度為Is ；(7)時(shí)標(biāo)指令中的時(shí)標(biāo)為數(shù)管分系統(tǒng)的時(shí)間，時(shí)間分辨率為ls，時(shí)標(biāo)指令發(fā)出的時(shí)間精度優(yōu)于士 Is ；(8)超時(shí)的時(shí)標(biāo)指令優(yōu)先執(zhí)行，超時(shí)不能大于超時(shí)時(shí)間，若某時(shí)標(biāo)指令超時(shí)大于超時(shí)時(shí)間，則置位遙測(cè)告警標(biāo)志表示該時(shí)標(biāo)指令所在的時(shí)標(biāo)指令組為差錯(cuò)狀態(tài)，停止執(zhí)行該組內(nèi)所有的時(shí)標(biāo)指令。地面站一次性注入一個(gè)程控周期(默認(rèn)1天)的程控指令，時(shí)標(biāo)指令設(shè)置參數(shù)包括出境時(shí)間、入境時(shí)間、每次入境后各類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)的使能/禁止?fàn)顟B(tài)(包括條件存儲(chǔ)類延時(shí)數(shù)據(jù)的使能/禁止?fàn)顟B(tài)，對(duì)于條件存儲(chǔ)類延時(shí)數(shù)據(jù)，如果境外不滿足存儲(chǔ)條件，沒有存儲(chǔ)延時(shí)數(shù)據(jù)，設(shè)為使能狀態(tài)也不下傳任何數(shù)據(jù))、每次入境后可抽取類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)的抽取比例等。 數(shù)管計(jì)算機(jī)周期對(duì)程控功能進(jìn)行判斷，如果使能，則進(jìn)行后續(xù)程控的管理，否則退出程控管理。進(jìn)入程控管理后，取出下一條要執(zhí)行的時(shí)標(biāo)指令，判斷是否到達(dá)執(zhí)行時(shí)間，如果已經(jīng)到達(dá)，則按照該時(shí)標(biāo)指令規(guī)定的管理策略進(jìn)行管理；否則，不做處理，繼續(xù)進(jìn)行程控功能的判斷。當(dāng)?shù)竭_(dá)時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間后，程序判斷該時(shí)標(biāo)指令的出入境情況，如果為出境，則進(jìn)行延時(shí)遙測(cè)的存儲(chǔ)；如果為入境，則按照時(shí)標(biāo)指令中的下傳策略進(jìn)行延時(shí)遙測(cè)的下傳。在執(zhí)行完該時(shí)標(biāo)指令后，將其下一次的執(zhí)行時(shí)間設(shè)置為本次執(zhí)行時(shí)間加一個(gè)程控周期， 同時(shí)將其放置到時(shí)標(biāo)指令組的末尾，等待下一次執(zhí)行。程序然后進(jìn)行下一個(gè)程控功能是否使能的判斷和處理。 本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.衛(wèi)星出入境自主遙測(cè)處理控制方法，其特征在于步驟如下(1)為每一個(gè)衛(wèi)星任務(wù)設(shè)置相應(yīng)的時(shí)標(biāo)指令組，時(shí)標(biāo)指令組由帶有時(shí)間標(biāo)志的時(shí)標(biāo)指令組成，時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間為相應(yīng)時(shí)標(biāo)所指示的時(shí)間；所述的時(shí)標(biāo)指令中包含有衛(wèi)星的出境時(shí)間、入境時(shí)間以及遙測(cè)參數(shù)的存儲(chǔ)策略、下傳策略；(2)根據(jù)衛(wèi)星的軌道周期設(shè)定一個(gè)程控周期，地面一次性的注入一個(gè)程控周期內(nèi)所需要的時(shí)標(biāo)指令組；(3)衛(wèi)星根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)調(diào)取相應(yīng)的時(shí)標(biāo)指令組，然后根據(jù)當(dāng)前的衛(wèi)星時(shí)間執(zhí)行時(shí)標(biāo)指令組中的相應(yīng)指令，各個(gè)時(shí)標(biāo)指令按照時(shí)標(biāo)依次執(zhí)行，每一個(gè)指令執(zhí)行完成后，自動(dòng)放置到時(shí)標(biāo)指令組的隊(duì)尾，并將之前的執(zhí)行時(shí)間加上一個(gè)程控周期作為下一次的執(zhí)行時(shí)間；(4)在執(zhí)行每一條時(shí)標(biāo)指令時(shí)，首先對(duì)該時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行判斷，如果尚未到該時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間則繼續(xù)等待；如果衛(wèi)星的當(dāng)前時(shí)間已經(jīng)超過該時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間但兩者之間的差值尚未超過預(yù)先設(shè)定的超時(shí)時(shí)間閾值，則立即執(zhí)行該時(shí)標(biāo)指令，此時(shí)如果該時(shí)標(biāo)指令為出境指令則按照遙測(cè)參數(shù)的存儲(chǔ)策略存儲(chǔ)遙測(cè)參數(shù)，如果該時(shí)標(biāo)指令為入境指令則按照遙測(cè)參數(shù)的下傳策略向地面下傳遙測(cè)參數(shù)；如果衛(wèi)星的當(dāng)前時(shí)間已經(jīng)超過該時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間且兩者之間的差值已經(jīng)超過預(yù)先設(shè)定的超時(shí)時(shí)間閾值，則停止該時(shí)標(biāo)指令所在時(shí)標(biāo)指令組的所有指令。
全文摘要
衛(wèi)星出入境自主遙測(cè)處理控制方法，為每一個(gè)衛(wèi)星任務(wù)設(shè)置相應(yīng)的時(shí)標(biāo)指令組，時(shí)標(biāo)指令組由帶有時(shí)間標(biāo)志的時(shí)標(biāo)指令組成，時(shí)標(biāo)指令的執(zhí)行時(shí)間為相應(yīng)時(shí)標(biāo)所指示的時(shí)間。然后根據(jù)衛(wèi)星的軌道周期設(shè)定一個(gè)程控周期，地面一次性的注入一個(gè)程控周期內(nèi)所需要的時(shí)標(biāo)指令組。衛(wèi)星根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)調(diào)取相應(yīng)的時(shí)標(biāo)指令組，然后根據(jù)當(dāng)前的衛(wèi)星時(shí)間執(zhí)行時(shí)標(biāo)指令組中的相應(yīng)指令，各個(gè)時(shí)標(biāo)指令按照時(shí)標(biāo)依次執(zhí)行，每一個(gè)指令執(zhí)行完成后，自動(dòng)放置到時(shí)標(biāo)指令組的隊(duì)尾，并將之前的執(zhí)行時(shí)間加上一個(gè)程控周期作為下一次的執(zhí)行時(shí)間。如果在時(shí)標(biāo)指令實(shí)行過程中發(fā)生超時(shí)情況則選擇進(jìn)行立即執(zhí)行或者放棄執(zhí)行指令。通過本發(fā)明方法可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星出入境的自主遙測(cè)管理。
文檔編號(hào)G06F9/46GK102436394SQ20111036191
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者唐自新, 李林, 李瑞軍, 楊聰偉, 王向暉, 翟君武, 陶利民 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部