[发明专利]一种星地协同卫星单机在轨重构自动管理系统

权利要求书

1.一种星地协同卫星单机在轨重构自动管理系统，其特征在于，包括地面重构验证管理分系统，星上单机重构管理分系统和地面测控分系统：

所述地面重构验证管理分系统是卫星单机在轨重构的重要控制中枢，用于卫星单机重构数据的生成、地面重构流程演练、重构故障模拟和分析、卫星在轨状态监控和重构上注过程自动化管理功能；

所述星上单机重构管理分系统是星地协同卫星单机在轨重构自动管理系统的星上部组件，用于接收到卫星单机在轨重构数据后的在轨星上管理，配合地面重构验证管理分系统实现星地协同，以及卫星单机在轨重构；

所述地面测控分系统用于将地面重构验证管理分系统最终生成的上注帧，在调度模块的管理下，在特定时间段，上注到在轨卫星上。

2.根据权利要求1所述的一种带有故障自验证的星地协同卫星单机在轨重构自动管理系统，其特征在于，所述地面重构验证管理分系统包括重构故障注入模块，卫星在轨仿真运行模块，重构数据和上注帧生成模块，重构过程管理和调度模块以及卫星状态监控和判断模块：

所述重构故障注入模块用于为卫星软件重构的验证提供各种类型的故障注入，为卫星软件的重构设计策略验证要点的各个阶段实现故障注入，并根据用户的各种需要进行定制；

所述卫星在轨仿真运行模块是模拟卫星星上运行环境的仿真系统，仿真的被测软件的与重构相关的功能包括：重构程序的上注、重构程序的存储、重构程序的启用、重构程序的运行、被测软件的遥测遥控；

所述重构数据和上注帧生成模块用于在地面将需要在轨重构的单机软件代码进行编译生成目标码数据，并将目标码数据打包为多个固定大小的可上注的数据帧，通过重构过程管理和调度模块发送给卫星在轨仿真运行模块中进行在轨重构演练，或者发送给地面测控分系统通过星地链路输送给卫星；

所述卫星状态监控和判断模块负责采集卫星在轨仿真运行模块中仿真卫星的遥测数据和地面测控分系统接收的卫星真实在轨遥测数据，对卫星在轨仿真运行模块通过故障注入模拟的多种类卫星在轨重构状态进行特征识别和分类，对采集的真实卫星在轨遥测数据提取卫星在轨重构状态相关参数进行特征识别，与地面仿真运行存储的重构状态特征进行匹配，将匹配结果反馈到重构过程管理和调度模块中；

所述重构过程管理和调度模块负责根据卫星在轨仿真运行模块在不同故障注入模式下，记录对应卫星重构状态下的重构数据帧上注相关指令操作过程，管理和调度真实卫星单机重构数据帧通过测控分系统上注相关指令操作过程，实现卫星单机在轨重构自动管理。

3.根据权利要求2所述的一种带有故障自验证的星地协同卫星单机在轨重构自动管理系统，其特征在于，所述卫星在轨仿真运行模块由遥测遥控设备、程序上注指令上注接口、遥测数据下行接口、被测件运行设备组成：

程序上注指令上注接口用于接收程序上注和指令上注，是模拟卫星地面上注的外部接口，可以配置上行的相关协议；

所述遥测数据下行接口用于向模拟卫星向地面下行遥测数据，是遥测下行的外部接口，用于配置下行的相关协议使用不同卫星种类；

所述遥测遥控设备是上下行提供的具体硬件仿真设备，用于提供数据上行仿真和数据下行仿真，实现数据上下行的故障注入；所述被测件运行设备是被测软件仿真运行的平台。

4.根据权利要求2或3所述的一种带有故障自验证的星地协同卫星单机在轨重构自动管理系统，其特征在于，重构故障注入模块分5种注入方式：

1)重构测控上行故障注入，根据实际需要对上行数据做处理，然后将已经加入故障的上行数据发送给数据上行接口；

2)被测软件运行过程故障注入，主要包括重构指令上注顺序，重构过程中的其他指令和被测软件本身的各个进程任务；

3)硬件设备故障模拟注入，通过重构故障注入模块直接读取更改被测件仿真系统运行主板上的CPU的各个寄存器、内存区域、flash区域、eeprom区域、prom区域，实现对被测件仿真运行系统的硬件设备故障模拟注入；

4)太空辐射环境模拟即EDAC粒子翻转故障注入，是重构故障注入模块通过改变硬件数据的方式，模拟EDAC单粒子和双粒子翻转，形成EDAC粒子翻转的故障注入；

5)重构数据生成过程中的故障注入，是对生成的目标码加入故障。