托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)及管理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)，包括任務(wù)模板庫，存儲(chǔ)不同條件下載荷的使用配置；熱點(diǎn)區(qū)域庫，存儲(chǔ)載荷開機(jī)工作的星下點(diǎn)范圍；托管規(guī)則庫，存儲(chǔ)航天器自動(dòng)生成任務(wù)所需的托管規(guī)則；托管規(guī)則解釋模塊，根據(jù)任務(wù)模板庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫、托管規(guī)則庫這三庫的信息生成新任務(wù)插入到任務(wù)隊(duì)列；任務(wù)解釋模塊，根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)、資源限制條件刪除多余任務(wù)，再把任務(wù)分解為指令序列插入指令隊(duì)列；最終指令被執(zhí)行輸出。同時(shí)還提供了管理方法。本發(fā)明解決了復(fù)雜航天器地面控制遙控注數(shù)量大、地面控制人員操作生成任務(wù)工作量大的問題。由航天器在軌根據(jù)托管規(guī)則庫、任務(wù)模板庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫的三庫信息自動(dòng)生成任務(wù)、指令。
【專利說明】托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)及管理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星載荷設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種托管式航天器任務(wù)管理系 統(tǒng)及管理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著航天事業(yè)的發(fā)展，發(fā)射在軌的衛(wèi)星數(shù)量越來越多，衛(wèi)星載荷設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜。 衛(wèi)星用戶單位需要消耗越來越多的人力資源用于衛(wèi)星的任務(wù)計(jì)劃編制。而且這些任務(wù)計(jì)劃 編制工作少有創(chuàng)新性，對(duì)于氣象衛(wèi)星、資源普查衛(wèi)星更是任務(wù)編制千篇一律少有變化。對(duì)于 這些人工生成的任務(wù)，地面測(cè)控系統(tǒng)每天要協(xié)調(diào)地面上行資源發(fā)送遙控?cái)?shù)據(jù)到衛(wèi)星同樣消 耗了大量的人力、物力。對(duì)于軍事衛(wèi)星，這種對(duì)地面運(yùn)控系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)的過分依賴是比較 危險(xiǎn)的。一旦在戰(zhàn)時(shí)地面運(yùn)控系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)受到破壞這些衛(wèi)星由于不能自主生成任務(wù)而 完全失去作用。
[0003] 目前的衛(wèi)星載荷任務(wù)編制分為3種情況，都不同程度消耗大量的人力、物力資源 進(jìn)行地面干預(yù)。
[0004] 1)地面用戶利用運(yùn)控系統(tǒng)編制每次任務(wù)的作業(yè)項(xiàng)或者指令序列，通過測(cè)控系統(tǒng)上 注到衛(wèi)星。這些作業(yè)項(xiàng)或指令序列中包含衛(wèi)星載荷的開機(jī)、關(guān)機(jī)的指令，載荷運(yùn)行的各種模 式注數(shù)等信息。這些作業(yè)項(xiàng)或指令序列由衛(wèi)星進(jìn)行解釋、執(zhí)行，完成對(duì)載荷的開、關(guān)機(jī)控制。 遙控上注指令序列的方式是每次載荷工作前上注帶時(shí)間信息的指令序列。這樣的指令序列 少則十幾條，多則近百條指令完成一次載荷的工作控制。由于遙控注數(shù)量大，而衛(wèi)星過境時(shí) 間有限，就使得載荷控制工作次數(shù)較少，載荷利用不飽滿。上注作業(yè)項(xiàng)的方式，是地面上注 作業(yè)項(xiàng)信息，這個(gè)作業(yè)項(xiàng)中包含開、關(guān)機(jī)時(shí)間、載荷工作模式。上注到衛(wèi)星后由星載計(jì)算機(jī) 進(jìn)行解析，把這個(gè)作業(yè)項(xiàng)分解成一串帶時(shí)間信息的開、關(guān)機(jī)指令序列。多個(gè)作業(yè)項(xiàng)組成一個(gè) 作業(yè)表，這種上注作業(yè)表的方式較上注指令序列的方式，節(jié)約了測(cè)控信道上注成本，在相同 的過境時(shí)間內(nèi)可完成更多的任務(wù)上注。上注作業(yè)表對(duì)航天器載荷進(jìn)行控制的方式雖然比上 注指令序列的方式節(jié)約遙控上注成本，但由于每個(gè)作業(yè)仍然由地面人工干預(yù)生成，并未減 少人力資源成本。
[0005] 2)某些資源普查衛(wèi)星利用衛(wèi)星軌道周期性重返的特點(diǎn)，一次上注可支持一個(gè)回歸 周期內(nèi)工作的多個(gè)作業(yè)。衛(wèi)星反復(fù)執(zhí)行這些作業(yè)。一些衛(wèi)星軌道具有7天、10天等不同的 軌道重返周期。用戶可以把一個(gè)周期的作業(yè)表上注到衛(wèi)星，由衛(wèi)星自動(dòng)重復(fù)執(zhí)行這些作業(yè) 以簡化衛(wèi)星的控制。由于衛(wèi)星軌道不可避免的飄移，地面控制人員要每隔一段時(shí)間重新調(diào) 整這些作業(yè)配置，才能保證衛(wèi)星經(jīng)過正確的星下點(diǎn)時(shí)開機(jī)工作。如果要臨時(shí)增加一些載荷 任務(wù)，必須重新上注作業(yè)項(xiàng)，如果與周期性工作有沖突還需要重新上注整個(gè)周期的作業(yè)表。
[0006] 3)對(duì)數(shù)傳站、測(cè)控站的自主任務(wù)規(guī)劃。一些衛(wèi)星具有遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳地面測(cè)控站、載 荷數(shù)據(jù)下傳地面數(shù)傳站這些任務(wù)的自主規(guī)劃功能。由于遙測(cè)下傳任務(wù)、數(shù)傳下傳任務(wù)較為 簡單，數(shù)傳下行射頻的開關(guān)機(jī)時(shí)序、工作模式、工作參數(shù)配置較為固定。星上存儲(chǔ)地面站類 型、地理經(jīng)度、地理緯度、地心緯度、地心距、最小工作仰角，當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)過地面站上方，滿足最 小工作仰角時(shí)進(jìn)行測(cè)控、數(shù)傳的單機(jī)開機(jī)下傳數(shù)據(jù)。這種方法只針對(duì)測(cè)控、數(shù)傳等簡單的程 控。當(dāng)涉及到光學(xué)載荷、雷達(dá)成像載荷、無線電信號(hào)偵收載荷等復(fù)雜的程控，由于工作參數(shù) 配置靈活，仍需要人工上注作業(yè)進(jìn)行控制。
[0007] 以上三種衛(wèi)星載荷任務(wù)編制方法，都需要大量的地面控制人員干預(yù)。當(dāng)有臨時(shí)任 務(wù)安排時(shí)，任務(wù)的注數(shù)量較大、注數(shù)生成復(fù)雜。
[0008] 目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資 料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)及管理方 法，該管理系統(tǒng)及管理方法根據(jù)托管規(guī)則庫、任務(wù)模板庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫自動(dòng)生成任務(wù)，進(jìn)而 控制航天器載荷工作的任務(wù)管理，既可以在日常在軌任務(wù)管理中節(jié)省了地面運(yùn)控系統(tǒng)、測(cè) 控系統(tǒng)的大量工作，又可以在突發(fā)情況下的靈活變更任務(wù)。
[0010] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)，包括任務(wù)模板 庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫、托管規(guī)則庫、任務(wù)隊(duì)列、指令隊(duì)列、托管規(guī)則解釋模塊和任務(wù)解釋模塊，其 中：
[0012] 所述任務(wù)模板庫用于存儲(chǔ)常用的航天器載荷工作參數(shù)配置，生成任務(wù)模板；
[0013] 所述熱點(diǎn)區(qū)域庫用于存儲(chǔ)需要載荷開機(jī)工作的星下區(qū)域，形成熱點(diǎn)區(qū)域；
[0014] 所述托管規(guī)則庫用于存儲(chǔ)托管規(guī)則；
[0015] 所述托管規(guī)則解釋模塊根據(jù)托管規(guī)則庫中的托管規(guī)則，查詢?nèi)蝿?wù)模板庫和熱點(diǎn)區(qū) 域庫中相關(guān)信息，并生成任務(wù)序列插入到任務(wù)隊(duì)列中；
[0016] 所述任務(wù)隊(duì)列用于存儲(chǔ)任務(wù)；
[0017] 所述任務(wù)解釋模塊根據(jù)查詢條件查詢?nèi)蝿?wù)隊(duì)列中的任務(wù)，根據(jù)限制條件刪除發(fā)生 沖突的任務(wù)，并根據(jù)任務(wù)解釋程序把可執(zhí)行任務(wù)解釋成指令序列插入到指令隊(duì)列中；
[0018] 所述指令隊(duì)列用于存儲(chǔ)指令。
[0019] 優(yōu)選地，所述任務(wù)模板庫是以任務(wù)模板編號(hào)為索引的一維數(shù)組，其中，數(shù)組中每一 個(gè)單元為一個(gè)任務(wù)模板項(xiàng)，每一個(gè)任務(wù)模板項(xiàng)為航天器上某一個(gè)載荷在某種使用模式下的 工作參數(shù)配置。
[0020] 優(yōu)選地，所述熱點(diǎn)區(qū)域庫是以熱點(diǎn)區(qū)域編號(hào)為索引的一維數(shù)組，其中，數(shù)組中每一 個(gè)單元為一個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域項(xiàng),每一個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域項(xiàng)均包括第一經(jīng)度、第二經(jīng)度、第一緯度和第二 緯度4個(gè)弧度值，在這2個(gè)經(jīng)度和2個(gè)緯度之間所圍成的區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)熱點(diǎn)區(qū)域。
[0021] 優(yōu)選地，所述托管規(guī)則庫是以托管規(guī)則編號(hào)為索引的一維數(shù)組，其中，數(shù)組中每一 個(gè)單元為一個(gè)托管規(guī)則項(xiàng)，每一個(gè)托管規(guī)則項(xiàng)均包括如下條件信息：
[0022] 本規(guī)則是否被激活信息；
[0023] 關(guān)聯(lián)任務(wù)模板項(xiàng)編號(hào)；
[0024] 關(guān)聯(lián)熱點(diǎn)區(qū)域項(xiàng)編號(hào)；
[0025] 工作時(shí)間上限；
[0026] 工作時(shí)間下限；
[0027] 24小時(shí)內(nèi)執(zhí)行本任務(wù)次數(shù)上限；
[0028] 優(yōu)先級(jí)；
[0029] 工作時(shí)間排序方式；
[0030] 起始終止時(shí)間段限制。
[0031] 優(yōu)選地，所述任務(wù)隊(duì)列為循環(huán)隊(duì)列，并按任務(wù)執(zhí)行起始時(shí)間從小到大排序，對(duì)任務(wù) 進(jìn)行插入和/或刪除。
[0032] 優(yōu)選地，所述指令隊(duì)列為循環(huán)隊(duì)列，并按指令執(zhí)行起始時(shí)間從小到大排序，對(duì)指令 進(jìn)行備份和/或清空。
[0033] 優(yōu)選地，所述查詢條件為：任務(wù)執(zhí)行起始時(shí)間小于等于當(dāng)前航天器系統(tǒng)時(shí)間；所 述限制條件包括能源限制和/或單機(jī)使用限制。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)的管理方法， 包括如下步驟：
[0035] 托管規(guī)則解釋模塊每24小時(shí)被調(diào)用一次，生成任務(wù)并插入任務(wù)隊(duì)列；
[0036] 任務(wù)解釋模塊每1秒鐘被調(diào)用一次，生成指令并插入指令隊(duì)列。
[0037] 優(yōu)選地，所述托管規(guī)則解釋模塊生成任務(wù)的過程包括如下步驟：
[0038] 步驟101 :遍歷托管規(guī)則庫中所有托管規(guī)則，當(dāng)查詢到當(dāng)前托管規(guī)則處于激活狀 態(tài)時(shí)，進(jìn)入步驟102 ;否則繼續(xù)查詢下一個(gè)托管規(guī)則的激活狀態(tài)，遍歷完畢后退出；
[0039] 步驟102 :根據(jù)當(dāng)前托管規(guī)則中關(guān)聯(lián)的熱點(diǎn)區(qū)域項(xiàng)，計(jì)算出未來24小時(shí)內(nèi)航天器 飛臨該熱點(diǎn)區(qū)域的次數(shù)η以及每次經(jīng)過該熱點(diǎn)區(qū)域的起始時(shí)間和終止時(shí)間，進(jìn)入步驟103 ;
[0040] 步驟103 :把每次經(jīng)過熱點(diǎn)區(qū)域的η個(gè)弧段，根據(jù)當(dāng)前托管規(guī)則的托管規(guī)則項(xiàng)中條 件信息，淘汰不適合弧段，將剩下的弧段進(jìn)行排序，進(jìn)入步驟104 ;
[0041] 步驟104 :根據(jù)當(dāng)前托管規(guī)則中每24小時(shí)最多執(zhí)行的任務(wù)數(shù)m，選擇滿足該托管 規(guī)則限制條件的前m個(gè)弧段，生成m個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段包括一個(gè)起始時(shí)間和一個(gè)時(shí)間跨 度，進(jìn)入步驟105 ;
[0042] 步驟105 :使用104步驟中生成的m個(gè)時(shí)間段，根據(jù)任務(wù)模板分別生成m個(gè)任務(wù)插 入到任務(wù)隊(duì)列中；每個(gè)新生成的任務(wù)是根據(jù)當(dāng)前托管規(guī)則關(guān)聯(lián)的任務(wù)模板生成；用生成該 任務(wù)的時(shí)間段的起始時(shí)間作為新任務(wù)開始執(zhí)行時(shí)間；用該時(shí)間段的跨度或限制條件中的最 大開機(jī)時(shí)長作為新任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間；用當(dāng)前托管規(guī)則的優(yōu)先級(jí)做為第一個(gè)生成的任務(wù)的優(yōu) 先級(jí)，之后生成的m-Ι個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)依次減1。
[0043] 優(yōu)選地，所述任務(wù)解釋模塊生成指令的過程包括如下步驟：
[0044] 步驟201 :遍歷任務(wù)隊(duì)列，把任務(wù)開始執(zhí)行時(shí)間小于等于當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的任務(wù)放 入并發(fā)任務(wù)序列，進(jìn)入步驟202 ;
[0045] 步驟202 :遍歷并發(fā)任務(wù)序列，根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)，刪除與載荷資源使用沖突的任 務(wù)，進(jìn)入步驟203 ;
[0046] 步驟203 :對(duì)并發(fā)任務(wù)序列中的任務(wù)項(xiàng)按優(yōu)先級(jí)從高到低進(jìn)行排序，進(jìn)入步驟 204 ；
[0047] 步驟204 :根據(jù)限制條件，優(yōu)先保留優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)項(xiàng)，進(jìn)入步驟205 ;
[0048] 步驟205 :遍歷任務(wù)隊(duì)列，刪除與并發(fā)任務(wù)序列中的任務(wù)項(xiàng)載荷資源使用沖突的 任務(wù)，進(jìn)入步驟206 ;
[0049] 步驟206 :根據(jù)任務(wù)類型，調(diào)用任務(wù)解釋模塊，根據(jù)任務(wù)解釋模塊中的任務(wù)解釋程 序把任務(wù)解釋成指令插入到指令隊(duì)列。
[0050] 優(yōu)選地，所述任務(wù)類型包括：可見光學(xué)成像任務(wù)、紅外成像任務(wù)、雷達(dá)成像任務(wù)、無 線電發(fā)射源定位任務(wù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)、遙測(cè)下傳任務(wù)、通信轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)等。
[0051] 本發(fā)明中，航天器根據(jù)地面預(yù)注的任務(wù)模板庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫、托管規(guī)則庫自動(dòng)生成 任務(wù)，控制載荷系統(tǒng)工作。本發(fā)明提供的托管式航天任務(wù)管理系統(tǒng)，完全可以滿足航天器被 要求飛臨熱點(diǎn)區(qū)域時(shí)在能源足夠的情況下載荷系統(tǒng)盡量多開機(jī)這樣的使用要求，當(dāng)把熱點(diǎn) 區(qū)域設(shè)置成幾個(gè)可以覆蓋全球的大塊區(qū)域，在托管規(guī)則中設(shè)定選擇規(guī)則設(shè)置為隨機(jī)排序、 天內(nèi)最多任務(wù)數(shù)設(shè)置為1，就可以實(shí)現(xiàn)每天進(jìn)行全球范圍內(nèi)的一次探索性開機(jī)工作。
[0052] 本發(fā)明既滿足了常規(guī)性任務(wù)管理，又可以進(jìn)行探索性任務(wù)設(shè)置，航天器的絕大部 分任務(wù)管理工作通過發(fā)射前預(yù)先設(shè)置任務(wù)模板庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫、托管規(guī)則庫完成，在軌期間 也可遙控注數(shù)修改這3個(gè)庫；航天器間隔固定時(shí)間調(diào)用托管規(guī)則解釋模塊生成控制載荷工 作的任務(wù)項(xiàng)，對(duì)于臨時(shí)決策的緊急任務(wù)可通過遙控注數(shù)直接把設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)項(xiàng)上 注到任務(wù)隊(duì)列中，這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器的實(shí)時(shí)控制。
[0053] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下技術(shù)特點(diǎn)：
[0054] 本發(fā)明提供的托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)及管理方法，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中需要大 量的地面控制人員干預(yù)。當(dāng)有臨時(shí)任務(wù)安排時(shí)，任務(wù)的注數(shù)量較大、注數(shù)生成復(fù)雜等不足， 利用托管規(guī)則解釋模塊，根據(jù)任務(wù)模板庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫、托管規(guī)則庫的內(nèi)容在航天器上自動(dòng) 生成任務(wù)；由于熱點(diǎn)區(qū)域根據(jù)星下點(diǎn)經(jīng)緯度劃分，航天器根據(jù)GPS軌道數(shù)據(jù)或者軌道平根 自動(dòng)推演航天器飛臨熱點(diǎn)區(qū)域的時(shí)間，無論航天器軌道的重訪周期性如何都可以自主生成 任務(wù)；當(dāng)發(fā)生臨時(shí)任務(wù)時(shí)，只需上注新的熱點(diǎn)區(qū)域和新的托管規(guī)則即可，這兩者的遙控注數(shù) 量都很小且生成簡單，無需復(fù)雜的載荷使用背景知識(shí)；航天器可通過上注更新任務(wù)模板庫、 熱點(diǎn)區(qū)域庫、托管規(guī)則庫的方式使航天器載荷的使用靈活，航天器根據(jù)這三庫信息完全托 管載荷的控制工作；根據(jù)不同的載荷特點(diǎn)配置不同的任務(wù)模板庫，具有很好的通用性。
[0055] 本發(fā)明解決了復(fù)雜航天器地面控制遙控注數(shù)量大、地面控制人員操作生成任務(wù)工 作量大的問題。由航天器在軌根據(jù)托管規(guī)則庫、任務(wù)模板庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫的三庫信息自動(dòng)生 成任務(wù)、指令。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0056] 通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
[0057] 圖1為托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)的原理示意圖；
[0058] 圖2為熱點(diǎn)區(qū)域與星下點(diǎn)飛臨區(qū)域關(guān)系示意圖；
[0059] 圖3為托管規(guī)則解釋模塊運(yùn)行流程圖；
[0060] 圖4為任務(wù)解釋模塊運(yùn)行流程圖；
[0061] 圖5為衛(wèi)星中與托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)相關(guān)的結(jié)構(gòu)；
[0062] 圖6為衛(wèi)星用3個(gè)任務(wù)覆蓋熱點(diǎn)區(qū)域示意圖；
[0063] 圖中：A為經(jīng)度A，B為經(jīng)度B，C為經(jīng)度C，D為經(jīng)度D，E為緯度E，F(xiàn)為緯度F，1為 實(shí)際星下點(diǎn)經(jīng)度，2為載荷幅寬左緣星下點(diǎn)經(jīng)度，3為載荷幅寬右緣星下點(diǎn)經(jīng)度，a為緯度A， b為緯度B，I為任務(wù)I，II為任務(wù)II，III為任務(wù)III。

【具體實(shí)施方式】
[0064] 下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
[0065] 如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)，包括：
[0066] 三庫：任務(wù)模板庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫、托管規(guī)則庫；
[0067] 兩隊(duì)列：任務(wù)隊(duì)列、指令隊(duì)列；
[0068] 兩模塊：托管規(guī)則解釋模塊、任務(wù)解釋模塊；
[0069] 其中：
[0070] 任務(wù)模板庫：用于存儲(chǔ)包含航天器載荷工作參數(shù)配置的任務(wù)項(xiàng)。例如光學(xué)成像衛(wèi) 星的任務(wù)模板庫中不同任務(wù)模板設(shè)置不同的調(diào)焦參數(shù)、CCD增益、CCD偏置、數(shù)字調(diào)光參數(shù) 等。
[0071] 熱點(diǎn)區(qū)域庫：用于存儲(chǔ)載荷開機(jī)工作頻率較高星下點(diǎn)區(qū)域。例如設(shè)置東海釣魚島 附近100平方公里范圍為一個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域。
[0072] 托管規(guī)則庫：用于存儲(chǔ)托管規(guī)則項(xiàng)。例如一條托管規(guī)則內(nèi)容為在星下點(diǎn)地方時(shí)為 9 :00?16 :00之間經(jīng)過熱點(diǎn)區(qū)域1時(shí)，根據(jù)任務(wù)模板3生成任務(wù)。該規(guī)則限制條件為每24 小時(shí)生成的任務(wù)數(shù)不超過4個(gè)，每個(gè)任務(wù)工作時(shí)間不超過300秒且不短于3秒。該托管規(guī) 則的優(yōu)先級(jí)為40。
[0073] 任務(wù)隊(duì)列：用于存儲(chǔ)任務(wù)。該任務(wù)隊(duì)列按任務(wù)執(zhí)行起始時(shí)間排序。隊(duì)列中的任務(wù) 可由托管規(guī)則解釋模塊生成也可地面遙控注數(shù)生成。
[0074] 指令隊(duì)列：用于存儲(chǔ)指令。該指令隊(duì)列按指令執(zhí)行起始時(shí)間排序。隊(duì)列中的指令 可由任務(wù)解釋模塊生成也可以地面遙控注數(shù)生成。
[0075] 托管規(guī)則解釋模塊：根據(jù)托管規(guī)則庫中的規(guī)則，查詢?nèi)蝿?wù)模板庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫中相 關(guān)信息生成任務(wù)序列插入到任務(wù)隊(duì)列中。
[0076] 任務(wù)解釋模塊：查詢?nèi)蝿?wù)隊(duì)列中執(zhí)行起始時(shí)間小于等于當(dāng)前航天器系統(tǒng)時(shí)間的任 務(wù)，根據(jù)能源限制、單機(jī)使用限制條件刪除發(fā)生沖突的任務(wù)，把可執(zhí)行任務(wù)解釋成指令序列 插入到指令隊(duì)列中。
[0077] 具體為：
[0078] 任務(wù)模板庫用于存儲(chǔ)常用的航天器（衛(wèi)星）載荷工作參數(shù)配置。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以模 板編號(hào)為索引的一維數(shù)組，如表1所示。數(shù)組中每一個(gè)單元為一個(gè)任務(wù)模板項(xiàng)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如 表2所示。
[0079] 表1任務(wù)模板庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
[0080]

【權(quán)利要求】
1. 一種托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)，其特征在于，包括任務(wù)模板庫、熱點(diǎn)區(qū)域庫、托管 規(guī)則庫、任務(wù)隊(duì)列、指令隊(duì)列、托管規(guī)則解釋模塊和任務(wù)解釋模塊，其中 ： 所述任務(wù)模板庫用于存儲(chǔ)常用的航天器載荷工作參數(shù)配置，生成任務(wù)模板； 所述熱點(diǎn)區(qū)域庫用于存儲(chǔ)需要載荷開機(jī)工作的星下區(qū)域，形成熱點(diǎn)區(qū)域； 所述托管規(guī)則庫用于存儲(chǔ)托管規(guī)則項(xiàng)； 所述任務(wù)隊(duì)列用于存儲(chǔ)任務(wù)；所述指令隊(duì)列用于存儲(chǔ)指令； 所述托管規(guī)則解釋模塊根據(jù)托管規(guī)則庫中的托管規(guī)則，查詢?nèi)蝿?wù)模板庫和熱點(diǎn)區(qū)域庫 中相關(guān)信息，并生成任務(wù)插入到任務(wù)隊(duì)列中； 所述任務(wù)解釋模塊根據(jù)查詢條件查詢?nèi)蝿?wù)隊(duì)列中的任務(wù)，根據(jù)限制條件刪除發(fā)生沖突 的任務(wù)，并把可執(zhí)行任務(wù)解釋成指令插入到指令隊(duì)列中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述任務(wù)模板庫 是以任務(wù)模板編號(hào)為索引的一維數(shù)組，其中，數(shù)組中每一個(gè)單元為一個(gè)任務(wù)模板項(xiàng)，每一個(gè) 任務(wù)模板項(xiàng)為航天器上某一個(gè)載荷在某種使用模式下的工作參數(shù)配置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述熱點(diǎn)區(qū)域庫 是以熱點(diǎn)區(qū)域編號(hào)為索引的一維數(shù)組，其中，數(shù)組中每一個(gè)單元為一個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域項(xiàng)，每一個(gè) 熱點(diǎn)區(qū)域項(xiàng)包括第一經(jīng)度、第二經(jīng)度、第一緯度、第二緯度4個(gè)弧度值，在這2個(gè)經(jīng)度和2個(gè) 緯度之間所圍成的區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)熱點(diǎn)區(qū)域。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述托管規(guī)則庫 是以托管規(guī)則編號(hào)為索引的一維數(shù)組，其中，數(shù)組中每一個(gè)單元為一個(gè)托管規(guī)則項(xiàng)，每一個(gè) 托管規(guī)則項(xiàng)均包括如下條件信息： 本規(guī)則是否被激活信息； 關(guān)聯(lián)任務(wù)模板項(xiàng)編號(hào)； 關(guān)聯(lián)熱點(diǎn)區(qū)域項(xiàng)編號(hào)； 工作時(shí)間上限； 工作時(shí)間下限； 24小時(shí)內(nèi)執(zhí)行本任務(wù)次數(shù)上限； 優(yōu)先級(jí)； 工作時(shí)間排序方式； 起始終止時(shí)間段限制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述任務(wù)隊(duì)列為 循環(huán)隊(duì)列，并按任務(wù)執(zhí)行起始時(shí)間從小到大排序，對(duì)任務(wù)進(jìn)行插入和/或刪除。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述指令隊(duì)列為 循環(huán)隊(duì)列，并按指令執(zhí)行起始時(shí)間從小到大排序，對(duì)指令進(jìn)行備份和/或清空。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)，其特征在于，所述查詢條件為： 任務(wù)執(zhí)行起始時(shí)間小于等于當(dāng)前航天器系統(tǒng)時(shí)間；所述限制條件包括能源限制和/或單機(jī) 使用限制。
8. -種托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于，包括如下步驟： 托管規(guī)則解釋模塊每24小時(shí)被調(diào)用一次，生成任務(wù)并插入任務(wù)隊(duì)列； 任務(wù)解釋模塊每1秒被調(diào)用一次，生成指令并插入指令隊(duì)列。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于，所述 托管規(guī)則解釋模塊生成任務(wù)的過程包括以下步驟： 步驟101 :遍歷托管規(guī)則庫中所有托管規(guī)則，當(dāng)查詢到當(dāng)前托管規(guī)則處于激活狀態(tài)時(shí)， 進(jìn)入步驟102 ;否則繼續(xù)查詢下一個(gè)托管規(guī)則的激活狀態(tài)，遍歷完畢后退出； 步驟102 :根據(jù)當(dāng)前托管規(guī)則中關(guān)聯(lián)的熱點(diǎn)區(qū)域項(xiàng)，計(jì)算出未來24小時(shí)內(nèi)航天器飛臨 該熱點(diǎn)區(qū)域的次數(shù)η以及每次經(jīng)過該熱點(diǎn)區(qū)域的起始時(shí)間和終止時(shí)間，進(jìn)入步驟103 ; 步驟103 :把每次經(jīng)過熱點(diǎn)區(qū)域的η個(gè)弧段，根據(jù)當(dāng)前托管規(guī)則的托管規(guī)則項(xiàng)中條件信 息，淘汰不適合弧段，把剩下的弧段進(jìn)行排序，進(jìn)入步驟104 ; 步驟104:根據(jù)當(dāng)前托管規(guī)則中每24小時(shí)最多執(zhí)行的任務(wù)數(shù)m，選擇滿足該托管規(guī)則限 制條件的前m個(gè)弧段，生成m個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段包括一個(gè)起始時(shí)間和一個(gè)時(shí)間跨度，進(jìn) 入步驟105 ; 步驟105 :使用104步驟中生成的m個(gè)時(shí)間段，根據(jù)任務(wù)模板分別生成m個(gè)任務(wù)插入 到任務(wù)隊(duì)列中；每個(gè)新生成的任務(wù)是根據(jù)當(dāng)前托管規(guī)則關(guān)聯(lián)的任務(wù)模板生成；用生成該任 務(wù)的時(shí)間段的起始時(shí)間作為新任務(wù)開始執(zhí)行時(shí)間；用該時(shí)間段的跨度或限制條件中的最大 開機(jī)時(shí)長作為新任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間；用當(dāng)前托管規(guī)則的優(yōu)先級(jí)做為第一個(gè)生成的任務(wù)的優(yōu)先 級(jí)，之后生成的m-Ι個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)依次減1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的托管式航天器任務(wù)管理系統(tǒng)的管理方法，其特征在于，所述 任務(wù)解釋模塊生成指令的過程包括以下步驟： 步驟201 :遍歷任務(wù)隊(duì)列，把任務(wù)開始執(zhí)行時(shí)間小于等于當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間的任務(wù)放入并 發(fā)任務(wù)序列，進(jìn)入步驟202; 步驟202 :遍歷并發(fā)任務(wù)序列，根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)，刪除與載荷資源使用沖突的任務(wù)，進(jìn) 入步驟203 ; 步驟203 :對(duì)并發(fā)任務(wù)序列中的任務(wù)項(xiàng)按優(yōu)先級(jí)從高到低進(jìn)行排序，進(jìn)入步驟204 ; 步驟204 :根據(jù)限制條件，優(yōu)先保留優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)項(xiàng)，進(jìn)入步驟205 ; 步驟205 :遍歷任務(wù)隊(duì)列，刪除與并發(fā)任務(wù)序列中的任務(wù)項(xiàng)載荷資源使用沖突的任務(wù)， 進(jìn)入步驟206 ; 步驟206 :根據(jù)任務(wù)類型，調(diào)用任務(wù)解釋模塊，把任務(wù)解釋成指令插入到指令隊(duì)列。
【文檔編號(hào)】G06F9/44GK104281449SQ201410472604
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】李巍, 陳兆云, 章生平, 沈慶豐 申請(qǐng)人:上海衛(wèi)星工程研究所