CN107766133B - 星上作业链自主管理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种星上作业链自主管理的方法，其包括如下步骤：步骤一，梳理作业链的功能要求和指令需求，完成软件架构设计，并设计了作业链配置表、作业链参数表、指令配置表和指令数据表的默认配置；步骤二，设计作业链管理器，实现地面遥控注数对作业链的配置操作和相关控制操作等。本发明提供了地面遥控注数对作业链的插入、删除，作业链队列的清空，设置作业链周期属性和设置作业链上注参数等功能，地面遥控注数在完成对作业链的相关配置后，星务软件自主按照作业链的执行时间、运行周期对作业链进行解析和执行，已达到星务软件自主管理作业链运行，保证了卫星平台的稳定性，减少了地面测控干预，提高了实时性。

Description

星上作业链自主管理的方法

技术领域

本发明涉及一种自主管理的方法，特别是涉及一种星上作业链自主管理的方法。

背景技术

随着航天技术不断发展和卫星在轨任务的多样性，卫星平台和载荷的工作模式和任务功能也呈现出复杂性和多样性特点，主要表现为：1.任务由数条或数十条不同种类的指令组成，并要求在规定的时间内完成执行；2.某些任务要求按照设定的周期反复执行；3.任务在执行过程中需要等待某些特定条件执行；4.在某个飞行时间区间内，只准部分任务执行；5.载荷的工作模式需要根据不同的时间进行切换，传统的控制模式为：通过地面测控站向卫星逐条发送注数指令，再由星务软件按注数指令要求，控制卫星平台和载荷进行工作的模式的切换和任务的运行，该模式下，一天需要上注上千条指令，不仅工作量巨大，而且该模式无法满足时间要求严格的任务需求，影响了卫星实时性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种星上作业链自主管理的方法，其能提供了地面遥控注数对作业链的插入、删除，作业链队列的清空，设置作业链周期属性和设置作业链上注参数等功能，地面遥控注数在完成对作业链的相关配置后，星务软件自主按照作业链的执行时间、运行周期对作业链进行解析和执行，已达到星务软件自主管理作业链运行，保证了卫星平台的稳定性，减少了地面测控干预，提高了实时性。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种星上作业链自主管理的方法，其包括如下步骤：

步骤一，梳理作业链的功能要求和指令需求，完成软件架构设计，并设计了作业链配置表、作业链参数表、指令配置表和指令数据表的默认配置；

步骤二，设计作业链管理器，实现地面遥控注数对作业链的配置操作和相关控制操作；

步骤三，设计作业链解析器，实现对符合执行的作业链进行解析；

步骤四，设计指令解析器，实现星务软件对不同种类的指令进行自主合成相应的指令格式，并完成相应指令的发送与执行。

优选地，所述软件架构由两大构件组成：配置管理构件和执行构件，配置管理构件主要由作业链配置表、作业链参数表、指令配置表和指令数据表构成；执行构件由两个时间优先级排序的队列、作业链管理器、作业链解析器、指令解析器和指令执行机构组成。

优选地，所述作业链配置表包含作业链执行周期、阴影期执行标志、包含的指令个数和指令配置表映射信息等内容；作业链参数表保存遥控上注的供作业链指令使用的各类参数内容；指令配置表保存指令类别和指令映射信息；指令数据表按不同类型的指令，保存指令的数据内容。

优选地，所述两个时间优先级排序的队列包括作业链队列和作业链指令队列，作业链队列用来存储卫星在轨运行中需要执行的所有作业链，作业链指令队列用来存储符合执行条件的作业链中所包含的所有指令；作业链管理器用来相应地面遥控注数，主要完成作业链的插入、删除，作业链队列的清空，设置作业链周期属性和设置作业链上注参数等功能；作业链解析器从作业链队列中获取符合执行条件的作业链，通过作业链号查找作业链配置表并进行解析，将作业链包含的指令插入到作业链队列中，当作业链执行完成时，将周期性作业链重新插入到作业链指令队列中，并填充作业链遥测下传参数内容；指令解析器从指令队列中获取符合执行条件的指令，根据指令的类别，查找指令配置表，将对应的指令内容组成指令格式，发送到指令执行机构进行执行；指令执行机构为执行构件与其他构件的接口。

优选地，所述作业链管理器实现地面遥控注数指令对作业链的控制，如插入作业链、删除作业链、设置作业链执行周期、设置作业链执行时间和设置作业链使参数等功能。

优选地，所述作业链解析器实现对符合执行的作业链进行解析，完成作业链指令分解、作业链状态下传及周期性作业链重置等功能。

优选地，所述指令解析器实现星务软件对不同种类的指令进行自主合成相应的指令格式，并完成相应指令的发送与执行。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供了地面遥控注数对作业链的插入、删除，作业链队列的清空，设置作业链周期属性和设置作业链上注参数等功能，地面遥控注数在完成对作业链的相关配置后，星务软件自主按照作业链的执行时间、运行周期对作业链进行解析和执行，已达到星务软件自主管理作业链运行，保证了卫星平台的稳定性，减少了地面测控干预，提高了实时性。

附图说明

图1为本发明的软件架构框图。

图2为本发明的作业链管理器流程图。

图3为本发明的作业链解析器流程图。

图4为本发明的指令解析器流程图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1至图4所示，本发明星上作业链自主管理的方法包括如下步骤：

步骤一，梳理作业链的功能要求和指令需求，完成软件架构设计，并设计了作业链配置表、作业链参数表、指令配置表和指令数据表的默认配置；

步骤二，设计作业链管理器，实现地面遥控注数对作业链的配置操作和相关控制操作；

步骤三，设计作业链解析器，实现对符合执行的作业链进行解析；

步骤四，设计指令解析器，实现星务软件对不同种类的指令进行自主合成相应的指令格式，并完成相应指令的发送与执行。

所述软件架构由两大构件组成：配置管理构件和执行构件，配置管理构件主要由作业链配置表、作业链参数表、指令配置表和指令数据表构成；执行构件由两个时间优先级排序的队列、作业链管理器、作业链解析器、指令解析器和指令执行机构组成。

所述作业链配置表包含作业链执行周期、阴影期执行标志、包含的指令个数和指令配置表映射信息等内容；作业链参数表保存遥控上注的供作业链指令使用的各类参数内容；指令配置表保存指令类别和指令映射信息；指令数据表按不同类型的指令，保存指令的数据内容。

所述两个时间优先级排序的队列包括作业链队列和作业链指令队列，作业链队列用来存储卫星在轨运行中需要执行的所有作业链，作业链指令队列用来存储符合执行条件的作业链中所包含的所有指令；作业链管理器用来相应地面遥控注数，主要完成作业链的插入、删除，作业链队列的清空，设置作业链周期属性和设置作业链上注参数等功能；作业链解析器从作业链队列中获取符合执行条件的作业链，通过作业链号查找作业链配置表并进行解析，将作业链包含的指令插入到作业链队列中，当作业链执行完成时，将周期性作业链重新插入到作业链指令队列中，并填充作业链遥测下传参数内容；指令解析器从指令队列中获取符合执行条件的指令，根据指令的类别，查找指令配置表，将对应的指令内容组成指令格式，发送到指令执行机构进行执行；指令执行机构为执行构件与其他构件的接口。

所述作业链管理器实现地面遥控注数指令对作业链的控制，如插入作业链、删除作业链、设置作业链执行周期、设置作业链执行时间和设置作业链使参数等功能。

所述作业链解析器实现对符合执行的作业链进行解析，完成作业链指令分解、作业链状态下传及周期性作业链重置等功能。

所述指令解析器实现星务软件对不同种类的指令进行自主合成相应的指令格式，并完成相应指令的发送与执行。

所述作业链管理器流程如下：作业链管理器接收到地面遥控注数后，根据遥控注数的副导头判断执行分支：副导头表示设置作业链执行时间，解析注数指令提取注数设置的作业链号及作业链执行时间，然后对作业链号及执行时间进行有效性判断，当确认注数参数没有错误后，修改作业链的执行状态为等待执行状态(作业链执行状态＝01b)，添加作业链执行时间属性为上注时间，将作业链插入到作业链队列中，作业链队列将按照作业链的执行时间，按照执行时间升序优先级进行排序，若不是设置作业链执行时间的注数则跳转到下一个判断分支，遥控注数的副导头表示修改作业链执行周期，解析注数指令提取注数设置的作业链号及作业链执行周期，然后对作业链号及执行周期进行有效性判断，当确认注数参数没有错误后，查找作业链配置表，修改对应作业链的执行周期，若遥控注数的副导头不是表示修改作业链执行周期，则跳转到下一个判断分支，遥控注数的副导头表示设置作业链使用的参数，解析注数指令提取注数设置的参数列号和参数有效数据，此时对参数列号进行有效性判断，当确认注数参数列号没有错误后，查找作业链参数表，修改对应参数列号的参数内容，若遥控注数的副导头不是表示修改作业链参数，则跳转到下一个判断分支，遥控注数的副导头表示删除等待执行的某条作业链，解析注数指令提取注数设置的作业链号及作业链执行时间，此时对作业链号及执行时间进行有效性判断，当确认注数参数没有错误后，查找作业链队列，将对应的作业链从作业链队列中删除，若遥控注数的副导头不是表示删除等待执行的某条作业链，则跳转到下一个判断分支，遥控注数的副导头表示清空作业链队列，解析注数指令，将作业链队列的读写指针设置为0，若遥控注数的副导头不是表示清空作业链队列，则跳转到下一个判断分支，均不是以上所述的分支，则表示遥控注数副导头有误，填充遥控注数状态遥测进行下传。

所述作业链解析器流程如下：首先判断作业链指令队列是否为空，若不为空，则表示有指令尚未执行，指令解析器被占用，作业链解析器退出，等待下一个运行周期，若为空，表示指令解析器空闲，可以继续执行，接着判断作业链队列是否为空，若为空，表示当前没有需要执行的作业链，作业链解析器退出，等待下一个运行周期，若不为空，则从作业链队列中获取队首作业链的全部属性，判断作业链属性中的作业链状态，若为01b，表示作业链处于等待执行状态；若为10b，则表示作业链处于运行状态，且该作业链包含的所有指令均已发送，当作业链状态为等待执行状态时，获取卫星的星上时间，与作业链属性中的执行时间进行比较，若符合执行时间条件，则进行规避期条件判断，若不符合执行时间条件，则退出，等待下一个执行周期，当进行规避期判断时，首先获取卫星当前太阳规避期状态，接着根据作业链属性中的规避标志设置，结合卫星当前的太阳规避状态，综合判断当前作业链是否可以执行，当可以执行时，通过查找作业链配置表，获取作业链中包含的指令长度和指令信息，将指令按顺序和时间要求，插入到作业链指令队列中，并修改作业链执行状态为10b，即执行状态，若作业链不具备执行条件，则修改作业链执行状态为10b后，退出，当作业链状态为运行状态时，由于先前判断作业链指令队列为空，因此表明作业链包含的所有指令均已发送，则将其从作业链队列中删除，通过查找作业链配置表，获取作业链周期的配置信息，若该作业链为周期性作业链，则计算作业链下次执行时间，并将其重新插入到作业链队列中去，执行完成的作业链需要检查在作业链执行过程中，作业链执行出错标志是否被置起，若是，则修改作业执行状态为11b，表示作业执行过程中存在错误，若否，则修改作业执行状态为00b，表示作业执行正确，最后，填写作业链遥测下传的内容。

所述指令解析器流程如下：首先判断暂停指令解析标志是否被置起，暂停指令解析标志是防止地面注数指令与作业链指令执行冲突的全局变量，若该标志被置起，则停止指令解析，指令解析器退出，等待下一个执行周期，若没有被置起，继续判断作业链指令队列是否为空，若队列为空，指令解析器退出，等待下一个执行周期，若不为空，则获取作业链指令队列队首指令全部属性，接着获取卫星时间，将指令执行时间与卫星时间进行比较，判断是否符合执行的时间条件，若不符合，指令解析器退出，等待下一个执行周期，若符合，则根据指令的类别，进行相应的指令格式与数据内容的合成操作，按照需求梳理出星上作业链使用的指令类型，将其分为5类：通用总线令，特殊总线令，带参数指令、不带参数指令和条件执行令，(注：不同卫星使用的指令类型不同，因此对指令类型的分类可以按照实际情况进行设计)通用总线令的指令数据可以通过遥控上注进行修改，提前指令属性后，通过指令类别和位置号，查找指令配置表，获取指令数据内容，将其按总线令格式进行组合后，发送到执行结构，特殊总线令的指令数据根据星上时间不断变化，这些指令数据存放在作业链参数表中，可以根据不同使用情况进行上注修改，通过星上时间判断后，从作业链上注参数表中获取指令数据内容，将其按总线令格式进行组合后，发送到执行结构，带参数和不带参数指令，在提前指令属性后，通过指令类别和位置号，查找指令配置表，获取指令数据内容，将其按指令格式组合后，发送到执行机构；条件指令通过查找指令配置表，获取条件执行数据，和执行判据进行比较，若执行条件符合判据要求，则继续流程，若不符合判据要求，则判断该指令执行时间是否超出规定范围，若没有，则继续流程；若超出范围，则清空作业链指令队列，并设置作业链错误标志。

综上所述，本发明提供了地面遥控注数对作业链的插入、删除，作业链队列的清空，设置作业链周期属性和设置作业链上注参数等功能，地面遥控注数在完成对作业链的相关配置后，星务软件自主按照作业链的执行时间、运行周期对作业链进行解析和执行，已达到星务软件自主管理作业链运行，保证了卫星平台的稳定性，减少了地面测控干预，提高了实时性。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种星上作业链自主管理的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

步骤一，梳理作业链的功能要求和指令需求，完成软件架构设计，并设计了作业链配置表、作业链参数表、指令配置表和指令数据表的默认配置；

步骤二，设计作业链管理器，实现地面遥控注数对作业链的配置操作和相关控制操作；

步骤三，设计作业链解析器，实现对符合执行的作业链进行解析；

步骤四，设计指令解析器，实现星务软件对不同种类的指令进行自主合成相应的指令格式，并完成相应指令的发送与执行；

所述软件架构由两大构件组成：配置管理构件和执行构件，配置管理构件主要由作业链配置表、作业链参数表、指令配置表和指令数据表构成；执行构件由两个时间优先级排序的队列、作业链管理器、作业链解析器、指令解析器和指令执行机构组成；

所述两个时间优先级排序的队列包括作业链队列和作业链指令队列，作业链队列用来存储卫星在轨运行中需要执行的所有作业链，作业链指令队列用来存储符合执行条件的作业链中所包含的所有指令；作业链管理器用来响应地面遥控注数，主要完成作业链的插入、删除，作业链队列的清空，设置作业链周期属性和设置作业链上注参数功能；作业链解析器从作业链队列中获取符合执行条件的作业链，通过作业链号查找作业链配置表并进行解析，将作业链包含的指令插入到作业链队列中，当作业链执行完成时，将周期性作业链重新插入到作业链指令队列中，并填充作业链遥测下传参数内容；指令解析器从指令队列中获取符合执行条件的指令，根据指令的类别，查找指令配置表，将对应的指令内容组成指令格式，发送到指令执行机构进行执行；指令执行机构为执行构件与其他构件的接口。

2.如权利要求1所述的星上作业链自主管理的方法，其特征在于，所述作业链配置表包含作业链执行周期、阴影期执行标志、包含的指令个数和指令配置表映射信息内容；作业链参数表保存遥控上注的供作业链指令使用的各类参数内容；指令配置表保存指令类别和指令映射信息；指令数据表按不同类型的指令，保存指令的数据内容。

3.如权利要求1所述的星上作业链自主管理的方法，其特征在于，所述作业链管理器实现地面遥控注数指令对作业链的控制，插入作业链、删除作业链、设置作业链执行周期、设置作业链执行时间和设置作业链使参数功能。

4.如权利要求1所述的星上作业链自主管理的方法，其特征在于，所述作业链解析器实现对符合执行的作业链进行解析，完成作业链指令分解、作业链状态下传及周期性作业链重置功能。

5.如权利要求1所述的星上作业链自主管理的方法，其特征在于，所述指令解析器实现星务软件对不同种类的指令进行自主合成相应的指令格式，并完成相应指令的发送与执行。

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