[发明专利]深空探测重要数据备份与恢复方法、系统

说明书

本发明提供了一种深空探测重要数据备份与恢复方法、系统，以综合电子管理单元为核心，实现GNC控制单元的重要数据在综合电子管理单元上周期性备份，载荷控制器的重要数据在综合电子管理单元上周期性备份以及综合电子管理单元的重要数据在GNC控制单元上周期性备份，其中综合电子管理单元的数据备份不仅在GNC控制单元上异地备份，同时在自身的SRAM内存高端指定区域上进行本地备份。本发明可以实现在深空探测环境下，通过数据备份与恢复来提升故障发生后的飞行器状态自恢复能力。

技术领域

本发明涉及深空探测飞行器电子设备领域，具体地，涉及一种深空探测重要数据备份与恢复方法、系统。

背景技术

随着深空探测项目推进，由于飞行阶段多，如火星探测阶段划分有地球逃逸、绕日巡航、火星捕获、环火飞行等多个，某些阶段的关键程控指令动作只有一次机会；飞行器与地面通信延时大，如火星往返一次最长达到45分钟；飞行过程中存在特殊的天文环境，如日凌可导致环绕器与地面失去联系最长约30天，无法正常通信。因此飞行器对故障诊断和自主处理的需求远远大于近地卫星的需求，特别是发生故障后对飞行状态的重新建立或程控指令动作的不间断执行，是确保任务成功的关键。

目前在航天领域，尚无采用将关键状态作为重要数据周期性在本地和异地备份，来实现故障发生后的容错处理，提升系统的可靠性的先例。与嵌入式数据备份与恢复的相关专利比较研究，一种基于单片机Flash的数据备份方法、装置及存储介质（CN109086165A），该专利实现将单片机Flash的不同扇区中设置数据的使用区及备份区，在数据初次写入时或单片机掉电导致使用区及备份区的损坏情况下,对数据进行修复。一种存储系统掉电数据备份方法及存储系统控制器（CN103500131A），该专利是实现在存储系统发生掉电、需要将缓存中的数据备份到非易失性存储器中时,在对要备份的数据进行再次刷新之前能将该数据备份完的情况下,停止刷新操作,可以节省不必要的刷新操作带来的电能消耗,延长备用电源的供电时间。这些嵌入式领域相关的数据备份与恢复技术，一方面没有对航天领域的关键重要数据作分析，另一方面无法解决为了提高可靠性，在深空探测领域规划的本地与异地数据同时备份，以及冷热不同启动状态下的数据备份与恢复问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种深空探测重要数据备份与恢复方法、系统。

根据本发明提供的一种深空探测重要数据备份与恢复系统，包括：综合电子管理单元、GNC控制单元和载荷控制器，所述综合电子管理单元、所述GNC控制单元和所述载荷控制器之间通过总线连接 ；

以综合电子管理单元为核心，实现GNC控制单元的重要数据在综合电子管理单元上周期性备份，载荷控制器的重要数据在综合电子管理单元上周期性备份以及综合电子管理单元的重要数据在GNC控制单元上周期性备份，其中综合电子管理单元的数据备份不仅在GNC控制单元上异地备份，同时在自身的SRAM内存高端指定区域上进行本地备份；

当GNC控制单元或载荷控制器因空间环境辐射影响或自身故障原因，需要重要备份数据恢复时，通过总线发出数据备份恢复申请，综合电子管理单元将最后一次收到的备份数据发送给GNC控制单元或载荷控制器；

当综合电子管理单元发生故障需要重要数据恢复时，首先根据计算机启动签名boot_signature判断热启动还是冷启动，若是热启动则从自身SRAM指定区域获取备份数据；若是冷启动，则通过总线向GNC控制单元发出数据恢复申请，从GNC控制单元获得异地备份数据。

优选地，所述重要数据包括状态数据和指令数据，其中本地备份包括备份状态数据和指令数据，异地备份只备份包括状态数据。

优选地，当本地的指令数据备份恢复时需回退预定时间。

优选地，重要数据恢复具备超时退出保护机制，在进行申请异地数据恢复时，具备超时等待计数，若超过最大时限，则停止等待并选择默认初始化值进行状态恢复。