CN103236937A - 卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法，步骤一：卫星平台向搭载系统供电后，搭载系统控制器工作，启动默认定时作业；步骤二：检测搭载系统扩频测控链路工作是否正常，若正常执行步骤三，否则执行步骤四；步骤三：搭载系统扩频测控链路工作正常，上注定时作业取消数据，取消默认定时作业，地面注入载荷作业数据，搭载系统控制器根据地面控制，完成各项载荷作业任务；步骤四：搭载系统扩频测控链路无法正常工作，默认定时作业运行一段时间后，自动发出载荷定时作业的相关指令，控制载荷工作状态，完成预定的载荷作业任务。本发明方案合理、简单、显著提高了可靠性，适应于卫星各类搭载系统的设计。
Description
技术领域
本发明涉及卫星搭载系统的控制技术，具体地，涉及一种卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法。
背景技术
搭载系统是在不影响卫星主任务的前提下增加的系统，与卫星平台接口较少，较简单。如何在与平台接口较少的情况下提高系统的可靠性，是搭载系统设计中的重点内容。
在某卫星搭载系统设计中，搭载系统与卫星平台相对独立工作，卫星平台向搭载系统提供一路控制供电和两路开关指令及少量遥测接口。搭载系统设计独立的测控链路，由于系统较小，仅采用一台扩频应答机接收地面指令或注入数据完成各项载荷作业任务，而不考虑单机冗余备份。在该搭载系统中，扩频应答机为单点失效项目，若该扩频应答机发生故障，则影响整个搭载系统任务。在搭载系统的设计中，采用功能冗余的方法，在不提高系统复杂度情况下，提高搭载系统的可靠性是需要重点考虑的因素。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法，本发明通过设计搭载系统加电默认开始运行的定时作业，卫星平台向搭载系统供电、搭载系统开机运行一段时间后，搭载系统控制器按照定时作业指令序列，发送相关指令，自动完成载荷的相关作业动作，避免了因搭载系统测控链路无法正常工作而导致的任务失败，提高了搭载系统的可靠性。
根据本发明的一个方面，提供一种卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法，包括以下步骤：
步骤一：卫星平台向搭载系统供电后，搭载系统控制器工作，启动默认定时作业；
步骤二：检测搭载系统扩频测控链路工作是否正常，若正常执行步骤三，否则执行步骤四；
步骤三：搭载系统扩频测控链路工作正常，上注定时作业取消数据，取消默认定时作业，地面注入载荷作业数据，搭载系统控制器根据地面控制，完成各项载荷作业任务；
步骤四：搭载系统扩频测控链路无法正常工作，默认定时作业运行一段时间后，自动发出载荷定时作业的相关指令，控制载荷工作状态，完成预定的载荷作业任务。
优选地，步骤一还包括：在卫星进入预定测控弧段时，地面向卫星平台发送搭载系统加电控制指令。
优选地，步骤四还包括：搭载系统在加电后的下一轨进入预定区域时，定时开启搭载系统载荷作业相关指令，控制载荷在指定区域内完成规定的各项任务。
优选地，步骤一之前还包括：预先在搭载系统控制器内设定搭载系统加电默认定时作业启动时间ΔT及ΔT时间后需启动的载荷作业指令。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明是一种航天器默认定时作业的功能冗余设计方法，采用定时作业的方法实现程控功能，可不采用星载计算机进行控制，降低了搭载系统设计难度；无需卫星平台提供时间信息、采用较多的接口控制搭载系统工作状态，与卫星平台技术耦合度较低，增强了平台及搭载系统的可靠性；可在无搭载系统测控链路的基础上完成作业任务，避免因搭载系统测控链路无法正常工作而导致的任务失败。开机运行的默认定时作业，避免了搭载系统自身测控链路故障时的单点失效项目，使搭载系统仍可以在预定区域完成预定的载荷作业任务，默认定时作业的设计，在不增加搭载系统单机数量的基础上，通过功能冗余设计，进一步提高了搭载系统的可靠性。同时，该设计方法可通过注入定时作业取消数据，不影响搭载系统的正常使用。因此，本发明达到了方案合理、简单、可靠性显著提高等有益效果，适应于卫星各类搭载系统的设计，通过功能冗余，满足系统可靠性的需要。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法应用的搭载系统与卫星平台的接口示意图；
图2为本发明中搭载系统默认定时作业的执行过程流程图；
图3为本发明搭载系统默认定时作业星上及地面动作过程原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
一种卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法，包括以下步骤：
步骤一：卫星平台向搭载系统供电后，搭载系统控制器工作，启动默认定时作业。
本发明预先在搭载系统控制器内设定搭载系统加电默认定时作业启动时间ΔT及ΔT时间后需启动的载荷作业指令。在卫星进入预定测控弧段时，地面向卫星平台发送搭载系统加电控制指令，搭载系统控制器工作，启动默认定时作业。
步骤二：检测搭载系统扩频测控链路工作是否正常，若正常执行步骤三，否则执行步骤四。
步骤三：搭载系统扩频测控链路工作正常，上注定时作业取消数据，取消默认定时作业，地面注入载荷作业数据，搭载系统控制器根据地面控制，完成各项载荷作业任务。
步骤四：搭载系统扩频测控链路无法正常工作，默认定时作业运行一段时间后，自动发出载荷定时作业的相关指令，控制载荷工作状态，完成预定的载荷作业任务。
该步骤中，搭载系统在加电后的下一轨进入预定区域时，定时开启搭载系统载荷作业相关指令，控制载荷在指定区域内完成规定的各项任务。
本发明设计搭载系统默认定时作业的功能冗余，通过默认开始的定时作业，在扩频应答机故障时，仍可以完成载荷作业任务。以下同时结合图1至图3，对本发明卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法的设计原理及执行过程进行详细说明。
如图1所示，其为本发明卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法应用的搭载系统与卫星平台的接口示意图。搭载系统设计时，卫星平台提供一路供电、两路开关机遥控指令、及四路开关机状态遥测。搭载系统采用一台扩频应答机完成搭载系统上行遥控指令及业务数据的注入，若该扩频应答机出现故障，则影响整个搭载任务的完成。若采用卫星平台控制搭载系统载荷作业，则需要整星时间信息或需要大量的接口，卫星平台资源无法满足需求。
如图2所示，其为避免出现搭载系统扩频应答机故障的单点失效，本发明设计默认定时作业的执行方式流程图。卫星平台向搭载系统供电后，搭载系统控制器工作，默认定时作业开始运行，若搭载扩频测控链路工作正常，则通过地面注入定时作业取消数据，取消默认定时作业，根据任务安排，地面注入正常的载荷作业数据，根据注入数据，搭载系统控制器在既定时刻发出指令，设置载荷的工作状态，完成各项载荷作业任务。若搭载扩频测控链路出现故障，无法上注数据，不能正常工作，则搭载系统控制器开机启动定时作业，根据默认定时作业的时序设计，加电启动的默认定时作业运行一段时间后，自动发出载荷定时作业的相关指令，控制载荷工作状态，完成预定的载荷作业任务。
如图3所示，其为本发明默认定时作业的使用方法。需要载荷作业的卫星前一轨入境后，在进入预定测控弧段时，通过向卫星平台发送搭载系统加电控制指令，卫星平台向搭载系统加电使搭载系统控制器加电工作，搭载系统默认定时作业启动工作，默认定时作业自动运行。卫星进入预定区域后，搭载系统在加电后的下一轨进入预定区域时，控制器发送相关控制指令，定时开启搭载系统载荷作业相关指令，设置载荷的工作状态，控制载荷在指定区域内完成规定的各项任务。完成载荷作业后，设置载荷关机状态。在载荷作业后一轨入境后，可通过卫星平台发送关机指令，根据任务需要，再次开机，启动默认定时作业。
具体地，设计默认定时作业的时序如下表所示。
表1默认定时作业时序
| 步骤 | 动作 | 执行条件 |
| 1 | 默认定时作业启动 | 加电后 |
| 2 | ΔT计时 | ΔT为79分钟52秒 |
| 3 | 载荷开机指令链 | ΔT后 |
| 4 | 载荷动作任务 | 指定时间 |
| 5 | 载荷关机指令链 | 作业完成后 |
ΔT的设计主要考虑在卫星进入某测控站发送搭载系统加电控制指令后，需要下一轨卫星进入预定区域时载荷开机的时间。
综上所述，本发明方法通过默认定时作业的方法，实现了搭载系统的功能冗余，在不增加搭载系统单机的情况下，提高了系统的可靠性；无需强大的星载计算机，减少了搭载系统设计的技术难度；无需整星时间信息，无需卫星平台提供大量的接口，降低了与卫星平台的技术耦合度。同时，可上注默认定时作业取消数据，不影响正常的作业动作。本发明取得了方案合理、简单、可靠性显著提高等有益效果。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (4)
1.一种卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：卫星平台向搭载系统供电后，搭载系统控制器工作，启动默认定时作业；
步骤二：检测搭载系统扩频测控链路工作是否正常，若正常执行步骤三，否则执行步骤四；
步骤三：搭载系统扩频测控链路工作正常，上注定时作业取消数据，取消默认定时作业，地面注入载荷作业数据，搭载系统控制器根据地面控制，完成各项载荷作业任务；
步骤四：搭载系统扩频测控链路无法正常工作，默认定时作业运行一段时间后，自动发出载荷定时作业的相关指令，控制载荷工作状态，完成预定的载荷作业任务。
2.根据权利要求1所述的卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法，其特征在于，步骤一还包括：在卫星进入预定测控弧段时，地面向卫星平台发送搭载系统加电控制指令。
3.根据权利要求1所述的卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法，其特征在于，步骤四还包括：搭载系统在加电后的下一轨进入预定区域时，定时开启搭载系统载荷作业相关指令，控制载荷在指定区域内完成规定的各项任务。
4.根据权利要求1所述的卫星搭载系统默认定时作业的功能冗余设计方法，其特征在于，步骤一之前还包括：预先在搭载系统控制器内设定搭载系统加电默认定时作业启动时间ΔT及ΔT时间后需启动的载荷作业指令。
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