[发明专利]基于循环队列的卫星程控指令维护方法

说明书

本发明公开了一种基于循环队列的卫星程控指令维护方法，其包括下列步骤：步骤一，星载软件通过基于时间排序的循环队列来存储和维护程控指令；步骤二，各程控任务产生的指令按照发送通道的类别及执行时间顺序插入到相应指令队列中等待执行；步骤三，星载软件周期性地查询队列并完成指令的发送或者延迟处理。本发明基于循环队列的卫星程控指令维护方法针对程控指令类型建立循环队列用于指令的存储，队列中所有指令基于时间排序。星载软件通过周期性地查询获得满足发送条件的指令并完成发送，或者在指令并发量未超过额定阈值时对指令作延迟处理，确保所有指令能够在合理时间范围内有序发送。

技术领域

本发明涉及一种卫星程控指令维护方法，特别是涉及一种基于循环队列的卫星程控指令维护方法。

背景技术

人造卫星在太空中需要按照预定计划执行特定的任务，比如在星箭分离之后执行太阳帆板展开、对日定向等一系列动作，或者当卫星经过地面接收站时提前开启测控应答机、数传终端机等单机进行星地通信。这些任务通常对动作的执行时间、执行顺序要求高，必须通过星载软件自主完成。星载软件一般通过判定时间、地理位置或者遥测状态等满足相应条件时，发送程控指令给单机，或者电源、姿控以及加热器等相关卫星部件，控制整星工作状态来完成给定任务。

随着卫星应用的日益复杂，程控任务的规模也越来越庞大。另一方面，程控指令对执行时间、执行顺序要求高，指令的错乱、丢失或者执行时间超出预期范围都可能会导致任务的失败，因此迫切需要一种可靠的程控指令维护方法，确保所有指令都能按照预定的时间范围、顺序准确发送。

从程序设计的角度看，可采用FIFO(First In First Out)队列、链表或者数组等数据结构来对程控指令进行维护，但是这些数据结构存在如下问题：一、安全性问题，动态开辟内存空间的数据结构比如链表极易导致内存泄露问题，会严重损害星载软件的安全性和可靠性；二、星载软件在某个时间段内可能会产生多个程控指令序列，而后产生的指令序列可能因为紧急程度高需要被先执行，采用普通FIFO类型的数据结构不能满足应用要求；三、效率问题，采用普通数组等数据结构维护程控指令时，需要轮询才能够获得所有满足发送条件的程控指令，影响指令发送效率；四、星载软件作为嵌入式软件，代码量受到严格的限制，采用链表等复杂的数据结构势必会导致代码量大幅增加，在工程运用中出现困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于循环队列的卫星程控指令维护方法，其针对程控指令类型建立循环队列用于指令的存储，队列中所有指令基于时间排序，星载软件通过周期性地查询获得满足发送条件的指令并完成发送，或者在指令并发量未超过额定阈值时对指令作延迟处理，确保所有指令能够在合理时间范围内有序发送，由于指令队列采用静态地方式分配内存空间，并且队列操作简单，有利于其在工程实践中实施运用。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种基于循环队列的卫星程控指令维护方法，其包括下列步骤：

步骤一，星载软件通过基于时间排序的循环队列来存储和维护程控指令；

步骤二，各程控任务产生的指令按照发送通道的类别及执行时间顺序插入到相应指令队列中等待执行；

步骤三，星载软件周期性地查询队列；

步骤四，星载软件在指令满足发送条件时完成指令的发送，或者在指令并发量未超过额定阈值时对指令作延迟处理，确保所有指令在合理时间范围内按照其所在指令队列中的顺序完成发送。

优选地，所述指令队列针对各指令发送通道分别建立的程控指令缓存队列，采用静态内存空间分配，并且队列中指令是基于指令的时间码进行排序。

优选地，所述指令队列通过队头指针和队尾指针来对队列元素进行插入、查询、获取操作，并在逻辑上首尾相连，循环利用队列空间。

优选地，所述指令发送通道为程控指令路由到指令接收方的物理传输通道。