[发明专利]一种星地协同卫星单机在轨重构自动管理系统

说明书

本发明公开了一种星地协同卫星单机在轨重构自动管理系统，地面测控分系统和地面重构验证管理分系统三部分，三部分通过星地协同设计保障星地重构过程的一致性，包含可进行地面多种类故障注入试验验证架构，星上注入数据管理和重构管理框架，实现了一种应用于卫星单机软件在轨重构验证的平台架构，可以利用该架构快速进行单机在轨重构前的验证和演练，解决目前没有可应用于卫星单机软件在轨重构的验证演练平台的局面。

技术领域

本发明涉及卫星管理系统领域，具体涉及一种带有故障自验证模式的星地协同卫星单机在轨重构自动管理系统。

背景技术

一颗卫星内部运行有大量的载荷单机，每个单机上都有很多CPU软件，这些软件互相配合保证卫星的正常运行和任务执行。卫星在轨运行过程中，往往存在一些地面难以预料或忽略的事情发生，从而导致卫星单机软件在轨运行出现一定的异常，这时就需要地面通过测控系统向卫星上注新的单机软件代码，更改现有星上软件的问题。另外有时由于任务的调整，也需要更新当前在轨卫星单机软件，这时也需要地面上注新的软件代码更新现有在轨软件。

一般卫星单机软件的重构分重构数据准备过程、地面上注过程、平台存储过程、平台注入单机过程以及启动过程。在重构数据准备过程中，需要在地面对需要上注的程序进行准备，然后将准备好的数据通过上注通道上注到在轨运行的卫星中，卫星接收到后会将接收到的代码转发给对应需要更新软件的载荷单机，最后卫星通过发送重启指令等方式启动单机内上注的代码，最后软件正常运行，卫星单机在轨重构就结束了。在这个过程中涉及环节较多，很容易出现各种各样的问题，这就需要提前在地面进行重构的演练，也就是在地面模拟在轨重构提前进行地面试验验证，以保证真实在轨重构不会出现问题，同时还需要确保在轨卫星平台需要准备上注给单机的代码与地面验证的代码一致，也需要确保注入的流程与地面预期一致。但是目前对单机在轨重构前进行地面充分性验证的手段还很少，而且很多简单的验证工作也独立于在轨重构过程，地面验证工作与在轨重构环节协同性很低，两者无法互补，导致卫星单机重构流程验证和在轨管理不充分，存在很多的隐患。

另外，现有技术还存在以下缺陷：

1)目前卫星单机在轨上注更新代码，所有的上注数据都需要经过卫星平台，但是很少有卫星平台对各载荷单机软件的上注数据进行管理，缺少为载荷单机提供在轨重构的星上管理支撑，大部分都依靠载荷单机自己进行上注数据的处理，基本都是透明转发，导致载荷单机的数据在载荷接收之前如果已经发生异常，依然会注入到载荷单机内，依赖单机自己的判断能力，存在较大的在轨安全风险；

2)目前卫星在轨软件重构过程仅依靠地面测控系统软件，地面缺少对在轨重构过程的自动监控和故障处置系统，没有与地面系统通过链路进行星地协同，导致卫星在轨重构过程出现任何异常情况，都需要地面人员进行数据读取判断，然后通过手动操作测控，重新上注软件，流程繁琐，环节复杂，在一些时间紧张情况下依然容易产生问题；

3)现有的在地面对在轨重构流程进行上注前的验证方式就是利用真实的地面卫星备份设备，在地面上注重构代码，验证重构结果是否正常。这种方式，会由于使用单机的整星测试设备，重构上注方式固定，地面无法灵活的模拟重构上注过程中的各种变化，而且如果在轨卫星运行过程中，地面设备缺失，会导致在轨上注重构软件前根本无法进行有效性验证。

发明内容

本发明的目的在于提供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，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：