本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲及傳輸技術領域，特別是一種適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法。

背景技術：

衛(wèi)星平臺與載荷系統(tǒng)進行一體化設計能有效減輕衛(wèi)星的體積、重量及功耗，提升衛(wèi)星的功能密度，目前，國內大部分衛(wèi)星平臺系統(tǒng)與載荷分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息(特別是有效載荷數(shù)據(jù)信息)鏈路是分開的，而且兩個平臺系統(tǒng)的管控也都獨立進行，其中，衛(wèi)星平臺信息和載荷的重要狀態(tài)信息是通過衛(wèi)星的測控鏈路傳送給地面測控站，衛(wèi)星載荷的業(yè)務數(shù)據(jù)信息通過衛(wèi)星的數(shù)傳鏈路傳送給地面站，測控頻段的調制、解調、加密、解密等由應答機來實現(xiàn)，其數(shù)據(jù)來源由星務分系統(tǒng)提供，數(shù)傳頻段的調制、解調等由數(shù)傳來實現(xiàn)，數(shù)據(jù)源由載荷分系統(tǒng)提供，即星務分系統(tǒng)來管理衛(wèi)星平臺的數(shù)據(jù)信息和載荷的狀態(tài)信息，數(shù)傳來存儲和處理載荷的業(yè)務數(shù)據(jù)信息。但是上述方法很難適用于在對功耗、體積、重量有著極其苛刻要求的微衛(wèi)星上，也不符合微衛(wèi)星功能、密度高度集中化的發(fā)展趨勢。

因此，有必要將傳統(tǒng)的星務系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、數(shù)傳分系統(tǒng)、載荷系統(tǒng)進行有效的融合，進行衛(wèi)星平臺與載荷分系統(tǒng)的一體化設計，提出一種適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種解決了傳統(tǒng)的衛(wèi)星將平臺信息與載荷信息分開處理而造成的天線和設備數(shù)量多、體積大問題的適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法。

本發(fā)明的技術解決方案是：

適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法，包括如下步驟：

(1)采集微衛(wèi)星平臺工作數(shù)據(jù)，將微衛(wèi)星平臺工作數(shù)據(jù)按照時間順序依次存放在平臺實時信息存儲區(qū)，將微衛(wèi)星平臺工作數(shù)據(jù)抽樣后存放在平臺延時信息存儲區(qū)；

(2)判斷當前微衛(wèi)星平臺是否有衛(wèi)星載荷處于工作狀態(tài)，如果沒有衛(wèi)星載荷處于工作狀態(tài)，則轉入步驟(1)，等待下一周期的微衛(wèi)星平臺工作數(shù)據(jù)采集，如果有衛(wèi)星載荷處于工作狀態(tài)，則從外部獲取衛(wèi)星載荷信息采集順序，然后按照衛(wèi)星載荷信息采集順序依次對各個衛(wèi)星載荷進行采集，從外部獲取衛(wèi)星載荷位置分配表，進而得到各個衛(wèi)星載荷對應的衛(wèi)星載荷下次存儲位置；所述的衛(wèi)星載荷位置分配表保存表示各個衛(wèi)星載荷存儲衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)起點位置的衛(wèi)星載荷下次存儲位置，其中，衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)存儲在載荷信息存儲區(qū)中，衛(wèi)星載荷下次存儲位置為當前衛(wèi)星載荷對應存儲區(qū)的起始位置，各個衛(wèi)星載荷對應的存儲區(qū)各不相同且沒有共同區(qū)域；

(3)以衛(wèi)星載荷下次存儲位置為起點存儲對應衛(wèi)星載荷的衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)，當衛(wèi)星載荷處于工作狀態(tài)時，將衛(wèi)星載荷位置分配表中當前衛(wèi)星載荷對應的衛(wèi)星載荷下次存儲位置加上存儲的衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)作為新的衛(wèi)星載荷下次存儲位置，遍歷各個衛(wèi)星載荷；

(4)獲取地面設置的衛(wèi)星載荷傳送指令后進行判斷，如果衛(wèi)星載荷傳送指令為衛(wèi)星載荷順序傳送，則轉到步驟(5)，如果衛(wèi)星載荷傳送指令為衛(wèi)星載荷從指定位置傳送，則轉到步驟(7)，否則轉入到步驟(9)；

(5)從平臺實時信息存儲區(qū)獲取當前時刻的微衛(wèi)星平臺工作數(shù)據(jù)，填充到下行遙測緩沖區(qū)中并計算下行遙測緩沖區(qū)是否有剩余空間，若下行遙測緩沖區(qū)有剩余空間，將下行遙測緩沖區(qū)剩余空間記為N字節(jié)，若下行遙測緩沖區(qū)沒有剩余空間，轉到步驟(10)，N為正整數(shù)；

(6)獲取步驟(4)中衛(wèi)星載荷傳送指令中的衛(wèi)星載荷，然后判斷載荷信息存儲區(qū)中是否存儲有當前衛(wèi)星載荷的衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)，如果沒有存儲當前衛(wèi)星載荷的衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)，則轉入步驟(10)，如果存儲有當前衛(wèi)星載荷的衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)，則從衛(wèi)星載荷上次讀取位置向后讀取N字節(jié)衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)，并放入下行遙測緩沖區(qū)，然后將衛(wèi)星載荷上次讀取位置加上當前N字節(jié)衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)作為新的衛(wèi)星載荷上次讀取位置；其中，衛(wèi)星載荷上次讀取位置的初始值為步驟(3)得到的新的衛(wèi)星載荷下次存儲位置；

(7)從平臺實時信息存儲區(qū)獲取當前時刻的微衛(wèi)星平臺工作數(shù)據(jù)，填充到下行遙測緩沖區(qū)中并計算下行遙測緩沖區(qū)是否有剩余空間，若下行遙測緩沖區(qū)有剩余空間，將下行遙測緩沖區(qū)剩余空間記為N字節(jié)，若下行遙測緩沖區(qū)沒有剩余空間，轉到步驟(10)；

(8)獲取步驟(4)中衛(wèi)星載荷傳送指令中的衛(wèi)星載荷，然后判斷載荷信息存儲區(qū)中是否存儲有當前衛(wèi)星載荷的衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)，如果沒有存儲當前衛(wèi)星載荷的衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)，則轉入步驟(10)，如果存儲有當前衛(wèi)星載荷的衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)，則將衛(wèi)星載荷上次讀取位置修改為衛(wèi)星載荷傳送指令中的指定位置，從衛(wèi)星載荷上次讀取位置向后讀取N字節(jié)衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)，并放入下行遙測緩沖區(qū)，然后將衛(wèi)星載荷上次讀取位置加上當前N字節(jié)衛(wèi)星載荷遙測數(shù)據(jù)作為新的衛(wèi)星載荷上次讀取位置；

(9)從平臺實時信息存儲區(qū)獲取當前時刻的微衛(wèi)星平臺工作數(shù)據(jù)，填充到下行遙測緩沖區(qū)中，獲取衛(wèi)星載荷傳送指令中的傳輸時刻，然后從平臺延時信息存儲區(qū)從傳輸時刻依次向后讀取歷史微衛(wèi)星平臺工作數(shù)據(jù)寫入下行遙測緩沖區(qū)直至下行遙測緩沖區(qū)填滿或者讀取到當前時刻，轉入到步驟(10)；

(10)將下行遙測緩沖區(qū)中內容進行調制后送至地面接收站。

所述的微衛(wèi)星平臺信息包括但不限于微衛(wèi)星遙控數(shù)據(jù)、微衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)、微衛(wèi)星能源數(shù)據(jù)、微衛(wèi)星星務數(shù)據(jù)、微衛(wèi)星應答機數(shù)據(jù)。

所述的微衛(wèi)星平臺工作數(shù)據(jù)抽樣的抽樣間隔取值范圍為[1秒、255秒]且為正整數(shù)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：

本發(fā)明通過對平臺信息與載荷信息的一體化設計，解決了傳統(tǒng)的衛(wèi)星將平臺信息與載荷信息分開處理而造成的天線和設備數(shù)量多、體積大的缺點，具有功能集成度高、功耗低的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法涉及的拓撲結構圖；

圖2為本發(fā)明一種適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法中平臺與載荷信息一體化存儲方法工作流程圖；

圖3為本發(fā)明一種適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法中平臺與載荷信息一體化傳送方法工作流程圖；

圖4為本發(fā)明載荷信息存儲區(qū)分配圖。

具體實施方式

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法，該數(shù)據(jù)維護方法特別適用于有較小載荷數(shù)據(jù)量和具有高速測控下行速率的微衛(wèi)星，下面結合附圖對本發(fā)明數(shù)據(jù)維護方法進行詳細說明。

如圖1所示本發(fā)明一種適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法主要涉及綜合管理單元(星務系統(tǒng))、應答機、衛(wèi)星載荷設備、星上網(wǎng)、姿控、能源、GPS，其中

綜合管理單元(星務系統(tǒng))為目前微衛(wèi)星上的星務中心計算機，對外主要是提供遙測(包含載荷數(shù)據(jù))接口、遙控接口、載荷接口、星上網(wǎng)絡接口，負責綜合管理衛(wèi)星平臺信息與載荷信息，以及調度衛(wèi)星在各種模式下的工作。衛(wèi)星載荷設備是衛(wèi)星上的有效載荷，承擔衛(wèi)星的主要用戶功能，提供衛(wèi)星的業(yè)務數(shù)據(jù)。星上網(wǎng)通常由完全獨立的雙冗余CAN(Controller Area Network)總線構成或者一條CAN總線與一條IIC總線構成，這樣在物理上可以保證在一條總線故障時，另一條總線仍可進行通信，確保了信息回路的暢通、安全、可靠。

本發(fā)明方法中衛(wèi)星載荷設備包括載荷1，載荷2，……載荷N(N≥1)，衛(wèi)星加電后，綜合管理單元通過星載總線A或者星載總線B獲取平臺信息，并將平臺信息存儲到綜合管理單元中的平臺信息存儲區(qū)中。如果有載荷L加電，則綜合管理單元通過與載荷L的接口獲取該載荷的信息，并將信息存儲到載荷存儲區(qū)中載荷L的存儲區(qū)中。衛(wèi)星在進行衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)下傳時，綜合管理單元將平臺信息或者平臺+載荷信息(有載荷信息下傳命令時)通過應答機發(fā)送給地面接收站。

圖2所示為一種適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法中平臺與載荷信息一體化存儲方法工作流程圖。

S201綜合管理單元在衛(wèi)星平臺加電后通過星載總線A或者星載總線B獲取衛(wèi)星平臺的各種信息，正確獲取到平臺信息后轉入S202。其中平臺信息包括綜合管理單元、姿控、GPS、能源、應答機等衛(wèi)星所有平臺設備的信息。

S202綜合管理單元將正確獲取到的衛(wèi)星平臺信息按時間先后順序存放在平臺信息存儲區(qū)中的平臺實時信息存儲區(qū)，轉入S203；

S203綜合管理單元將衛(wèi)星平臺信息按固定時間間隔抽樣存放入平臺信息存儲區(qū)中的平臺延時信息存儲區(qū)，轉入S204；

S204綜合管理單元判斷是否有衛(wèi)星的載荷處于工作狀態(tài)，如果沒有，則轉入S201進行下一周期(周期為一秒)衛(wèi)星信息的采集；如果有，則轉入S205；

S205綜合管理單元通過統(tǒng)一的載荷接口或者通過該載荷獨有的接口來獲取載荷信息。如果有多于一個載荷處于工作狀態(tài)，則按事先設計的采集載荷信息的順序進行逐個載荷的信息采集，采集到正確的載荷信息后，轉入S206；

S206綜合管理單元從載荷位置分配表中獲取“載荷*下次存儲位置”，以這個位置作為起點存放載荷*的載荷信息。這里載荷*指的是S204中處于工作狀態(tài)的載荷；

S207綜合管理單元將正確獲取到的載荷信息以“載荷*下次存儲位置”為起點，順序存放入綜合管理單元中的載荷信息存儲區(qū)中相應載荷信息存儲區(qū)中，轉入S208；

S208綜合管理單元將載荷位置分配表中的“載荷*下次存儲位置”更改為：原來位置值(即S207獲取的“載荷*下次存儲位置”)加上新存入的載荷字節(jié)數(shù)，便于該值一直指向下次要存入的位置值，然后轉入S201進行下一周期(周期為一秒)衛(wèi)星信息的采集，周而復始直至衛(wèi)星壽命的終結。

如圖3所示為一種適用于微衛(wèi)星平臺與載荷信息一體化設計的數(shù)據(jù)維護方法中平臺與載荷信息一體化傳送方法流程圖。

S401衛(wèi)星平臺加電后，且綜合管理單元正常運行。如果綜合管理單元接收到S421“載荷L順序傳送”指令，則轉入到S422；如果綜合管理單元接收到S431“載荷L從指定位置*＊傳送”指令，則轉入到S432；S411如果綜合管理單元沒有接收到上面兩條指令，則轉入S412；

S412綜合管理單元進入只傳送平臺信息的信息傳輸模式，轉入S413；

S413綜合管理單元從平臺信息存儲區(qū)中獲取當前秒的衛(wèi)星平臺信息，填充到下行遙測緩沖區(qū)中，轉入S414。綜合管理單元的下行遙測緩沖區(qū)大小由衛(wèi)星下行的測控碼速率決定，例如如果下行的碼速率為32Kbps，則下行遙測緩沖區(qū)為32Kbit，即4096Byte大??；

S414綜合管理單元從平臺延時信息存儲區(qū)中順序選擇平臺歷史信息(即根據(jù)地面設置的傳送指令中的傳輸時刻向后讀取)，將下行遙測緩沖區(qū)剩余空間填充滿，轉入S441，進入信息發(fā)送階段。

S421綜合管理單元接收到“載荷L順序傳送”，轉入S422；

S422綜合管理單元進入順序傳送載荷信息的信息傳輸模式，轉入423；

S423綜合管理單元從平臺信息存儲區(qū)中獲取當前秒的衛(wèi)星平臺信息，填充到下行遙測緩沖區(qū)中，轉入S424；

S424計算下行遙測緩沖區(qū)是否還有剩余的空間，如果沒有，則轉入S441，進入信息發(fā)送階段；如果還有剩余空間，則轉入S425；

S425計算出下行遙測緩沖區(qū)剩余的空間，剩余空間記為N字節(jié)，轉入S426；

S426計算綜合管理單元中載荷信息存儲區(qū)中是否存儲有L載荷的載荷數(shù)據(jù)，如果沒有，則轉入S441，進入信息發(fā)送階段；如果有，則轉入S427；

S427綜合管理單元從載荷位置分配表中獲取載荷L上次讀取位置，轉入S428；

S428綜合管理單元從載荷L數(shù)據(jù)存儲區(qū)(位于載荷信息存儲區(qū)中)中的“載荷L上次讀取位置”處獲取N字節(jié)載荷信息填充到下行遙測緩沖區(qū)最后N個字節(jié)中，轉入S429；

S429綜合管理單元將載荷位置分配表中的“載荷L上次讀取位置”變更為：原來的值(即S428獲取到的值)加上已讀取的字節(jié)數(shù)N，轉入S441，進入信息發(fā)送階段；

S431綜合管理單元接收到“載荷L從指定位置*＊傳送”，轉入S432；

S432綜合管理單元進入傳送指定位置的載荷L信息的信息傳輸模式，轉入433；

S433綜合管理單元從平臺信息存儲區(qū)中獲取當前秒的衛(wèi)星平臺信息，填充到下行遙測緩沖區(qū)中，轉入S434；

S434計算下行遙測緩沖區(qū)是否還有剩余的空間，如果沒有，則轉入S441，進入信息發(fā)送階段；如果還有剩余空間，則轉入S435；

S435計算出下行遙測緩沖區(qū)剩余的空間，剩余空間記為N字節(jié)，轉入S436；

S436計算綜合管理單元中載荷信息存儲區(qū)中是否存儲有L載荷的載荷數(shù)據(jù)，如果沒有，則轉入S441，進入信息發(fā)送階段；如果有，則轉入S437；

S437將“載荷L從指定位置*＊傳送”指令中的指定位置“*＊”寫入到載荷位置分配表中的“載荷L上次讀取位置”中，轉入S438；

S438綜合管理單元從載荷L數(shù)據(jù)存儲區(qū)(位于載荷信息存儲區(qū)中)中的“載荷L上次讀取位置”處獲取N字節(jié)載荷信息填充到下行遙測緩沖區(qū)最后N個字節(jié)中，轉入S439；

S439綜合管理單元將載荷位置分配表中的“載荷L上次讀取位置”變更為：原來的值(即S438獲取到的值)加上已讀取的字節(jié)數(shù)N，轉入S441，進入信息發(fā)送階段；

S441星務綜合管理單元將下行遙測緩沖區(qū)中的內容通過遙測接口發(fā)送到下行應答機中，轉入S442；

S442下行應答機通過調制、無線傳輸將下行遙測發(fā)送到地面接收站，轉入S443；

S443地面接收站接收下行應答機發(fā)送的遙測信息，遙測信息包括衛(wèi)星平臺實時遙測信息、延時遙測信息(沒有載荷信息傳送時)和載荷信息(有載荷信息傳輸時)。

如圖4所示為本發(fā)明方法中的載荷信息存儲區(qū)分配圖，本發(fā)明中綜合管理單元中的載荷信息存儲區(qū)使用的是一塊地址連續(xù)的存儲器。如果載荷數(shù)為N(N≥1)，則載荷信息存儲區(qū)共分成N個不同的區(qū)域，一個載荷使用一塊存儲區(qū)域，每塊區(qū)域內地址都連續(xù)的，且不與其它區(qū)域塊相交。

每個載荷在其存儲區(qū)域內順序存儲，存儲滿后再從頭開始存儲，將原來的內容覆蓋。為便于載荷數(shù)據(jù)的讀取、存儲，為所有的載荷設計了一個載荷位置分配表。在載荷讀取、存儲時，查詢該分配表，即可知從哪里開始讀取或者存儲。載荷位置分配表見表1。

表1載荷位置分配表

表1中位置分配表內容包含以下5個要素：

1)“載荷*上次讀取位置”用于表征下次讀取該載荷信息時，應該從這個位置繼續(xù)順序讀?。?/p>

2)“載荷*下次存儲位置”用于表征下次存儲該載荷信息時，應該從這個位置繼續(xù)順序存儲；

3)“載荷*起始位置”是指該載荷所占用的載荷信息存儲區(qū)中的起始位置；

4)“載荷*終止位置”是指該載荷所占用的載荷信息存儲區(qū)中的結尾位置；

5)“載荷*存儲回轉標識”用于標識載荷信息存儲時，是否存儲滿后繼續(xù)從“載荷*起始位置”開始存儲，如果是則“載荷*存儲回轉標識”為“已回轉”(用數(shù)值1來表示)；如果不是，則“載荷*存儲回轉標識”為“未回轉”(用數(shù)值0來表示)。

載荷位置分配表中的5個要素滿足如表2的邏輯關系。

表2載荷位置分配表中5個要素的邏輯關系

在每次對載荷信息進行存儲或者讀取時，設計到載荷讀取位置或者存儲位置變更時，都要進行表2的邏輯判斷，保證載荷讀取位置或者存儲位置滿足表2的邏輯，確保載荷位置分配表能正確表征載荷信息的存儲或者讀取。

本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。