CN102436394B - 卫星出入境自主遥测处理控制方法 - Google Patents

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Abstract

卫星出入境自主遥测处理控制方法，为每一个卫星任务设置相应的时标指令组，时标指令组由带有时间标志的时标指令组成，时标指令的执行时间为相应时标所指示的时间。然后根据卫星的轨道周期设定一个程控周期，地面一次性的注入一个程控周期内所需要的时标指令组。卫星根据当前执行的任务调取相应的时标指令组，然后根据当前的卫星时间执行时标指令组中的相应指令，各个时标指令按照时标依次执行，每一个指令执行完成后，自动放置到时标指令组的队尾，并将之前的执行时间加上一个程控周期作为下一次的执行时间。如果在时标指令实行过程中发生超时情况则选择进行立即执行或者放弃执行指令。通过本发明方法可以实现卫星出入境的自主遥测管理。

Description

卫星出入境自主遥测处理控制方法
技术领域
本发明属于航天器测控通信技术领域，涉及一种卫星自主遥测控制方法。
背景技术
航天器的遥测数据一般包括各分系统和各设备的健康数据、工况数据、遥控响应数据和性能数据等。遥测数据对于了解航天器的健康状况、工作状态等具有重要意义。然而由于测控点数量和分布的限制，使得航天器存在不可监测弧段，成为航天器监测的盲区。如何能够获得该工作段的遥测信息，成为一个重要的课题。
传统的方法是在卫星进入不可见弧段(即出境)前，地面注入指令给出在不可监测弧段遥测的存储策略；在卫星进入可见弧段(即入境)后，地面注入指令给出所存储遥测量的下传策略。这种方法需要人工监视，时间精度不够。特别是当卫星数目增多，需要管理一个星座的时候，这种方法将面临严峻挑战，亟需一种自动化的方式来解决。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种卫星出入境自主遥测处理控制方法，利用航天器轨道的可预见性和周期性，通过提前注入时标指令来实现卫星出入境的自主遥测管理。
本发明的技术解决方案是：卫星出入境自主遥测处理控制方法，步骤如下：
(1)为每一个卫星任务设置相应的时标指令组，时标指令组由带有时间标志的时标指令组成，时标指令的执行时间为相应时标所指示的时间；所述的时标指令中包含有卫星的出境时间、入境时间以及遥测参数的存储策略、下传策略；
(2)根据卫星的轨道周期设定一个程控周期，地面一次性的注入一个程控周期内所需要的时标指令组；
(3)卫星根据当前执行的任务调取相应的时标指令组，然后根据当前的卫星时间执行时标指令组中的相应指令，各个时标指令按照时标依次执行，每一个指令执行完成后，自动放置到时标指令组的队尾，并将之前的执行时间加上一个程控周期作为下一次的执行时间；
(4)在执行每一条时标指令时，首先对该时标指令的执行时间进行判断，如果尚未到该时标指令的执行时间则继续等待；如果卫星的当前时间已经超过该时标指令的执行时间但两者之间的差值尚未超过预先设定的超时时间阈值，则立即执行该时标指令，此时如果该时标指令为出境指令则按照遥测参数的存储策略存储遥测参数，如果该时标指令为入境指令则按照遥测参数的下传策略向地面下传遥测参数；如果卫星的当前时间已经超过该时标指令的执行时间且两者之间的差值已经超过预先设定的超时时间阈值，则停止该时标指令所在时标指令组的所有指令。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明方法通过利用时标指令判断卫星的出入境情况，选择对应的遥测管理策略，使得卫星的出入境管理和遥测管理能够更加的自动化，智能化，减少了大量人为干预的工作量，提高了管理效率；同时时标指令组可以将执行时间控制到秒级别，对卫星的控制更加精确。对于类似某星座下的多颗卫星管理，这种管理方式在效率和精度上都更加高效。
附图说明
图1为本发明方法的流程框图。
具体实施方式
卫星在空间的运行具有周期性，所以其出入境时间也具有周期。为了能够实现对卫星出、入境和遥测参数的自主管理，本发明引入时标指令和时标指令组来实现卫星的自主管理。
时标指令是带有时间标志的指令，时标指令与实时指令完成同样的效果，不同的是执行时间为时标所指示的时间。为了协同完成一个任务，将一些逻辑相关的时标指令以组的形式进行管理，则形成了时标指令组。时标指令应包含卫星出境或入境时间及遥测参数的存储下传策略，包括各类延时遥测数据的使能/禁止状态、每次入境后可抽取类延时遥测数据的抽取比例等，程控状态下根据时标指令组1中的时标指令设置下传延时遥测数据。
地面会根据卫星的轨道周期设定一个程控周期，地面一次性的注入一个程控周期内需要进行自主管理的指令，这些指令以一个程控周期的时间长度为周期，对星上循环进行程控自主管理。各个时标指令按照时标依次执行，完成一个程控周期的自主管理。每一个指令执行完成后，将自动被放置到时标指令组的队尾，并将之前的执行时间加上一个程控周期作为下一次的执行时间。
本发明自主遥测处理控制方法如图1所示。当卫星程控使能的情况下，星务计算机会定期进行轮询时标指令组中的下一条执行指令。当执行时间到时，将执行该条时标指令，时标指令指示出当前卫星出、入境及遥测参数的存储和下传策略。随后星务计算机将按照这些策略进行遥测参数的自主管理。
此外，对于时标指令组还需要考虑以下因素：
1、超时时间
时标指令以时间为执行判断标准，故应规定最大超时时间，超时不能大于超时时间，若某时标指令超时大于超时时间，则置位遥测告警标志表示该时标指令所在的时标指令组为差错状态，停止执行该组内所有的时标指令。
2、对于时间基准的要求
时标指令以星上时间为基准。时间精确度要求与具体任务有关系，在卫星出入境自主遥测处理控制过程中，一般取1s的精确度即可。
此外，当星上时间进行校时后，需要重新对时标指令进行核对，若此刻存在超时的时标指令，则置位遥测告警标志表示该时标指令组为差错状态，停止执行该组内所有的时标指令。
3、自主控和遥控关系
地面可发送遥控指令控制卫星出入境和遥测的处理，为了保证其与时标指令不冲突，同一时间只能有一种控制方式。
这就要求时标指令的自主控功能具有使能和禁止功能，只有当处于使能状态下，时标指令的自主控制功能才有效。而当地面要发送遥控指令进行控制时，必须保证遥测程控功能禁止，即保证程控和遥控只有一种方式控制延时遥测的开始存储和开始下传时刻。
4、时标指令组的逻辑相关性
由于时标指令以组为单位完成一个任务，一方面要求时标指令的增删以组为单位进行，同时要求组内所有指令都要有效，其中任意一个时标指令的失效或者错误将影响整个功能实现。此时，需要校验错误问题，对时标指令组内所存储的指令应进行校验，当某一组时标指令校验结果错误时，则置位遥测告警标志表示该时标指令组为差错状态，停止执行该组内所有的时标指令。
5、容错性要求
由于时标指令组对于卫星出、入境和自主遥测处理有着重要意义，且其控制有成组的逻辑相关性。为了避免由于星上计算机切机、复位等因素而丢失，应将时标指令组作为重要数据保存。
实施例
下面以某卫星为例，介绍卫星出入境自主遥测处理控制方法：
该卫星通过时标指令和时标指令组实现对卫星出入境自主遥测处理的控制。该自主控具有使能和禁止状态，可通过遥控指令进行修改。当使能时，利用时标指令进行自主管理。其时标指令和时标指令组具有以下特点：
(1)时标指令组中的时标指令以组为单位注入和删除，最大长度为36条指令；
(2)时标指令组内所存储的指令都需要进行校验，当某一时标指令校验结果错误时，则置位遥测告警标志表示该时标指令组为差错状态，停止执行该组内所有的时标指令；
(3)时标指令组中指令的默认周期为1天，周期可以通过遥控指令修改；
(4)每当数管分系统时间授时或校正，应对时标指令组进行与时间有关的校验，若此刻存在超时的时标指令，则置位遥测告警标志表示该时标指令组为差错状态，停止执行该组内所有的时标指令；
(5)时标指令组作为重要数据保存不能丢失，即使发生数管计算机切机或复位情况，指令组内的指令也不会丢失；
(6)时标指令组超时时间缺省定义为60s，超时时间可由地面指令更改，时间设置精度为1s；
(7)时标指令中的时标为数管分系统的时间，时间分辨率为1s，时标指令发出的时间精度优于±1s；
(8)超时的时标指令优先执行，超时不能大于超时时间，若某时标指令超时大于超时时间，则置位遥测告警标志表示该时标指令所在的时标指令组为差错状态，停止执行该组内所有的时标指令。
地面站一次性注入一个程控周期(默认1天)的程控指令，时标指令设置参数包括：出境时间、入境时间、每次入境后各类延时遥测数据的使能/禁止状态(包括条件存储类延时数据的使能/禁止状态，对于条件存储类延时数据，如果境外不满足存储条件，没有存储延时数据，设为使能状态也不下传任何数据)、每次入境后可抽取类延时遥测数据的抽取比例等。
数管计算机周期对程控功能进行判断，如果使能，则进行后续程控的管理，否则退出程控管理。进入程控管理后，取出下一条要执行的时标指令，判断是否到达执行时间，如果已经到达，则按照该时标指令规定的管理策略进行管理；否则，不做处理，继续进行程控功能的判断。当到达时标指令的执行时间后，程序判断该时标指令的出入境情况，如果为出境，则进行延时遥测的存储；如果为入境，则按照时标指令中的下传策略进行延时遥测的下传。在执行完该时标指令后，将其下一次的执行时间设置为本次执行时间加一个程控周期，同时将其放置到时标指令组的末尾，等待下一次执行。程序然后进行下一个程控功能是否使能的判断和处理。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.卫星出入境自主遥测处理控制方法，其特征在于步骤如下：
(1)为每一个卫星任务设置相应的时标指令组，时标指令组由带有时间标志的时标指令组成，时标指令的执行时间为相应时标所指示的时间；所述的时标指令中包含有卫星的出境时间、入境时间以及遥测参数的存储策略、下传策略，包括各类延时遥测数据的使能/禁止状态、每次入境后可抽取类延时遥测数据的抽取比例；所述的时标指令组将为了协同完成一个任务的逻辑相关的时标指令以组的形式进行管理，时标指令的增删以组为单位进行，同时需要对时标指令组内所存储的指令进行校验，当某一组时标指令校验结果错误时，则置位遥测告警标志表示该时标指令组为差错状态，停止执行该组内所有的时标指令；
(2)根据卫星的轨道周期设定一个程控周期，地面一次性的注入一个程控周期内所需要的时标指令组；
(3)卫星根据当前执行的任务调取相应的时标指令组，然后根据当前的卫星时间执行时标指令组中的相应指令，各个时标指令按照时标依次执行，每一个指令执行完成后，自动放置到时标指令组的队尾，并将之前的执行时间加上一个程控周期作为下一次的执行时间；
(4)在执行每一条时标指令时，首先对该时标指令的执行时间进行判断，如果尚未到该时标指令的执行时间则继续等待；如果卫星的当前时间已经超过该时标指令的执行时间但两者之间的差值尚未超过预先设定的超时时间阈值，则立即执行该时标指令，此时如果该时标指令为出境指令则按照遥测参数的存储策略存储遥测参数，如果该时标指令为入境指令则按照遥测参数的下传策略向地面下传遥测参数；如果卫星的当前时间已经超过该时标指令的执行时间且两者之间的差值已经超过预先设定的超时时间阈值，则停止该时标指令所在时标指令组的所有指令。
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