[发明专利]一种基于逻辑程控指令的卫星自主安全实现方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于逻辑程控指令的卫星自主安全实现方法及系统。所述卫星自主安全实现系统至少包括星务管理模块和其他模块。星务管理模块能够对逻辑程控指令序列进行加载、解析和执行。其他模块被配置能够向所述星务管理模块发送所述其他模块的工作状态数据。所述逻辑程控指令序列至少包括逻辑程控指令和任务指令，所述星务管理模块被配置为能够通过所述逻辑程控指令对所述工作状态数据进行判断，并基于所述逻辑程控指令所得出的判断结果执行所述任务指令，以确保执行所述任务指令时所述卫星的安全。

技术领域

本发明涉及在轨卫星技术领域，尤其涉及一种基于逻辑程控指令的卫星自主安全实现方法及系统。

背景技术

卫星在轨运行时多数时间在境外飞行，一旦整星部件出现故障无法由地面进行及时的干预和控制而容易引起整星故障，进而影响卫星任务甚至导致灾难性后果，因此有必要结合星载计算机作为整星信息控制中心的特点合理设置各类故障的自主判断方式和自主控制措施，以确保卫星在境外飞行时对故障的判断和处理和卫星在轨运行的可靠性和安全性。而现有卫星执行逻辑程控指令序列的方式一般是按时间到点执行，且指令序列一般无法对卫星的工作状态进行判断。例如，公开号为CN201710583022的中国专利文献公开的基于循环队列的卫星程控指令维护方法，该方法采用按时间点执行的方式，即循环判断指令序列中的指令是否到达执行时间，若时间达到某指令的执行时间则对该指令进行执行。该方法在指令序列执行时仅对指令的有效性、执行时间及执行间隔进行判断，而不对系统状态是否正常、条件是否满足该指令的执行等系统安全因素进行判断；至于系统安全判断需要在指令序列之外独立进行，一些情况下会出现指令序列的执行会触发系统安全机制，进而造成系统安全与任务指令序列执行出现矛盾的情况。而常见的卫星自主安全机制，例如公开号为CN201810999183的中国专利文献所公开的一种卫星在轨自主故障处理方案，该方案预先在地面对卫星在轨可能出现的一些故障进行分类，在软件中设计各种复杂的安全模式对各类故障进行处理。然而，地面预先设想的故障可能与实际在轨出现的情况不符，或者在轨出现新故障情况，需要上注更新软件增加一种安全模式处理，修改、维护复杂；且每个型号卫星都需要针对该型号特征进行软件编码设计对应的安全模式，灵活性、适应性较差。为了保障卫星安全需要在卫星软件中设计各种安全模式，安全模式独立于指令序列之外判断卫星状态进行异常处理，这一方面造成卫星任务指令序列与安全模式异常处理可能冲突，另一方面安全模式的实现也较为复杂且缺乏灵活性。此外，地面预先在软件中设计的安全模式在轨修改/维护困难且不具备普适性；每颗卫星还需要单独的编码软件以设计各自的安全模式，与此同时此种安全模式也无法适应卫星在轨出现的各种异常情况。

例如，公开号为CN111126020A的中国专利文献公开了一种表格化自主安全模式设计方法及系统，用于对航天器自主安全模式管理。本发明将航天器自主安全模式抽象设计为两个通用表格：遥测判据表格及执行动作序列表格，只需通过设计两个表格即可完成不同型号的自主安全模式设计，且表格可以上注修改。具备通用性强、易扩展、易修改等优点。但是，该发明实现的方法依赖两个全局的表格，对于单个异常更改需要重新上注两个表格，且维护不方便。

再例如，公开号为CN107885140B的中国专利文献公开了一种分级整星自主应急管理方法和系统，是一种将自主安全进行分模式管理的方法，该方法预先将卫星故障进行分类，根据遥测数据判断当前状态，去匹配相应故障模式，进而执行响应的指令序列进行自主安全处理。尽管该发明与完全使用硬编码实现自主安全处理相比有一定的灵活性，处理的指令序列是可以调整的，但是该发明是根据遥测状态匹配相应故障模式是固定的，且故障模式往往是硬编码实现的，一方面无法灵活调整，另一方面也不具备型号间的通用性。因此，针对以上现有技术的不足有必要进行改进。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容