CN103064419A - 一种中高轨道卫星比例式遥控指令的延时执行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中高轨道卫星比例式遥控指令的延时执行方法，当遥控指令由于卫星不在测控区、姿态异常、测控通道异常等原因无法注入时，存在无法实现地面对在轨卫星控制分系统状态进行控制的风险。根据以上情况，基于比例式遥控指令的机制，将绝对星时引入比例式遥控指令，设计指令格式，实现在指定的时刻执行比例式遥控指令。通过本发明方法可实现卫星不可测控情况下的地面遥控操作，提高了卫星运行的可靠性、安全性。且本发明对现有遥控机制、硬件无额外要求，易于实现，是十分可行的比例式遥控指令执行方法，可推广到任何采用比例式遥控指令机制的卫星上。

Description

一种中高轨道卫星比例式遥控指令的延时执行方法
技术领域
本发明涉及一种中高轨道卫星的比例式遥控指令延时执行方法，适用于采用软件处理比例式遥控指令机制的卫星。
背景技术
在导航卫星上，控制计算机应用软件负责接收比例式遥控指令。每条比例式遥控指令由20位二进制码组成，其中高4位是地址，4位地址经译码后可以区分16条不同的比例式遥控指令通道。低16位为指令内容，一次遥控注入操作可以发送1条以上遥控指令，每条遥控指令由1个以上指令内容组成。使用通道15(即地址为0x1111)作为即时执行的比例式遥控指令通道(简称TC15指令)，指令内容包括模式转换指令、输出口置数指令、参数置数指令、修改轨道位置计算参数指令、改变偏航系数指令和改变健康字/状态字指令。
之前的采用比例式遥控指令机制的卫星，使用的均为即时执行的比例式遥控指令。
在倾斜轨道卫星在轨正常运行过程中，存在卫星不在测控区的情况，特别是20000km轨道高度的倾斜轨道卫星不可测控弧段超过十几小时。静止轨道卫星和倾斜轨道卫星在转移轨道期间存在发生姿态异常，导致测控通道信号丢失的可能性。另外，测控通道本身异常也会造成遥控指令无法注入。
卫星在转移轨道阶段，通过比例式遥控指令注入进行各工作模式间的切换、设置各种工作参数及部件状态，以完成卫星的各项转移轨道任务。测控通道的丢失会直接影响卫星安全，以致任务失败。
卫星在正常工作轨道长期运行阶段，控制分系统通过注入比例式遥控指令进行红外地球敏感器的探头禁止，以避免月亮对探头的干扰。对于20000km轨道高度的倾斜轨道卫星会出现3个探头在不可测控区相继被干扰的情况。之前的保护方法是通过专门设计的即时执行的比例式遥控指令按时间先后禁止2个探头，不适用于中高度倾斜轨道的实际情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种软件可在指定时间执行比例式遥控指令的方法，使卫星可以在不可测控情况下执行比例式遥控指令，有效的提高了比例式遥控指令的使用能力，提高了卫星运行的安全性。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
本发明的一种中高轨道卫星比例式遥控指令的延时执行方法，该方法规定延时比例式遥控指令使用比例式遥控指令通道14，即高4位地址码为14(0x1110)时，为延时执行的比例式遥控指令(简称TC14指令)。规定延时比例式遥控指令的标识码为EF00H，TC14指令采用与已有的TC15相同的指令内容格式。
包括以下内容：
(1)根据任务确定指令内容格式，各指令内容的格式同TC15通道对应的指令内容，包括模式转换指令、输出口置数指令、参数置数指令、修改轨道位置计算参数指令、改变偏航系数指令和改变健康字/状态字指令中的一种或者几种。各种指令包括1条以上的指令内容。
(2)将软件的绝对星时引入延时比例式遥控指令，作为延时比例式遥控指令的执行时间。绝对星时是以某T0时刻起算的绝对时间。
(3)编写延时比例式遥控指令代码。延时比例式遥控指令代码包括1个以上的延时比例式遥控指令单元。1个延时比例式遥控指令单元由1条延时时间指令(包括标识码、执行时间)和1种以上的步骤1所述的指令内容组成。延时比例式遥控指令代码中的延时比例式遥控指令单元按时间顺序排列，并以执行指令(F0F0H)作为结束。
(4)延时比例式遥控指令代码通过测控通道注入至控制计算机，控制计算机中的应用软件将接收到的各延时比例式遥控指令单元的指令内容放置于缓冲区内，同时应用软件置“有延时比例式遥控指令待执行”标志为“有效”。“有延时比例式遥控指令待执行”标志有效时，应用软件定时查询延时比例式遥控指令的执行时间，当延时比例式遥控指令的执行时间到时，依次执行延时比例式遥控指令单元中的指令内容。缓冲区内的所有延时比例式遥控指令单元执行完毕后，应用软件置“有延时比例式遥控指令待执行”标志为“无效”，此次任务完成。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明克服了现有比例式遥控指令只能即时执行的限制。采用本发明提出的在指定时刻执行比例式遥控指令的方法，当卫星的测控通道不可用时，仍旧可以利用比例式遥控指令的机制实现对卫星的操控，提高了卫星比例式遥控指令使用的灵活性，扩大了使用条件，从而提高了卫星在轨运行的安全性和可靠性；
(2)本发明经过在轨验证，在20000km倾斜轨道卫星上，成功的实现了红外地球敏感器探头的月亮干扰保护操作，指令执行正确、可靠。
(3)本发明过程简单，易于实现，是十分经济可行的比例式遥控指令执行方法，可推广到任何使用软件处理比例式遥控指令的卫星上。
本发明方法已经在北斗二号卫星上进行了应用，并取得了正确的执行结果。
附图说明
图1为延时比例式遥控指令代码格式示意图；
其中“XXXX”表示1条指令内容。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
实施例
以一次正常运行期间月亮干扰保护操作为例，说明采用本发明实现在指定时间保护1个红外地球敏感器探头的实施方法。
根据月亮干扰保护预估结果，相对T0时刻202965180秒至202965840秒内月亮将会干扰红外地球敏感器探头1(红外地球敏感器共4个探头)。因此，在此期间需禁止红外地球敏感器探头1，禁止之前进行恢复所有红外地球敏感器探头的操作，干扰结束后恢复所有红外地球敏感器探头。
(1)此次任务是恢复、禁止红外地球敏感器探头1，根据任务确定指令内容格式为输出口置数指令中的红外地球敏感器的控制指令。红外地球敏感器的控制指令包括2条指令内容，为F100H XXXXH。
(2)绝对星时为32位无符号定点数，当量为0.5秒，执行时间的高16位为16～31位，执行时间的低16位为0～15位。
(3)编写延时比例式遥控指令代码，如表1所示，包括2个延时比例式遥控指令单元。分别为：
指令单元1：
标示码：      EF00H
指令执行时间：202965180秒
指令1：       恢复所有红外地球敏感器探头
指令2：       禁止红外地球敏感器探头1
指令单元2：
标示码：      EF00H
指令执行时间：202965840秒
指令1：       恢复所有红外地球敏感器探头
执行指令：    F0F0H
表1：延时指令代码
Figure BSA00000817693500041
(4)延时比例式遥控指令通过测控通道注入至控制计算机，待卫星进入测控区后，对卫星姿态进行确认，卫星姿态稳定，红外地球敏感器工作正常，说明本次延时比例式遥控指令执行正确。
由此可见，在缓冲区大小限制范围内，可通过一次注入操作，同时预置多个延时比例式遥控指令单元，在卫星测控通道不可用时，也可在预定时间实现对卫星的操控。本发明对扩大比例式遥控指令的使用范围，提高卫星运行的安全性是大有好处的。
以上所述，仅为本发明的一个实例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种中高轨道卫星比例式遥控指令的延时执行方法，其特征在于：该方法的步骤包括以下内容：
1)根据任务确定指令格式，各指令的格式同TC15通道对应的指令，包括模式转换指令、输出口置数指令、参数置数指令、修改轨道位置计算参数指令、改变偏航系数指令和改变健康字/状态字指令中的一种或者几种；各种指令包括1条以上的指令内容；
2)将软件的绝对星时引入延时比例式遥控指令，作为延时指令的执行时间；绝对星时是以某T0时刻起算的绝对时间；
3)编写延时指令代码；延时指令代码包括1个以上的延时指令单元；1个延时指令单元由1条延时时间指令和1种以上的步骤1所述的指令组成；延时指令代码中的延时指令单元按时间顺序排列，并以执行指令作为结束；
4)延时指令代码通过遥控通道注入至控制计算机，控制计算机中的应用软件将接收到的各延时指令单元的指令内容放置于缓冲区内，同时应用软件置“有延时遥控指令待执行”标志为“有效”；“有延时遥控指令待执行”标志有效时，应用软件定时查询延时指令的执行时间，当延时指令的执行时间到时，依次执行延时指令单元中的指令内容；缓冲区内的所有延时指令单元执行完毕后，应用软件置“有延时遥控指令待执行”标志为“无效”，此次任务完成。
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