CN112469629A - 卫星控制设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种人造卫星包括卫星结构、包括机载控制器的机载控制系统以及存储器系统。存储器系统物理地耦合至卫星结构并且相对于机载控制器能够被独立地供电。存储器系统还被布置成与机载控制器可通信地耦合、并且存储规定了用于配置卫星部件中的至少一个卫星部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据。机载控制系统适于响应于卫星与有效载荷分配器分离而在传送阶段中操作，并且适于当在传送阶段中操作时至少部分地基于数据、并且特别是由数据规定或从数据得出的一个或更多个特定于发射的参数来自主地控制至少一个卫星部件的一个或更多个方面。

Description

卫星控制设备和方法

技术领域

本发明涉及用于帮助进行对人造卫星的一个或更多个方面的自主控制的方法和设备。

背景技术

自主卫星操作和半自主卫星操作通常需要实时或近实时地提供控制数据并且唯一地使用机载(onboard)航空电子资源来计算控制数据。典型的控制程序包括RF发送/接收调度、数据分配、标称和非标称两种情况下的姿态和轨道控制、故障检测以及隔离和恢复。

由于任务本身的性质，有时需要自主卫星操作。例如，给定任务可能需要在“断电”状态下发射卫星。在这种状态下，电力(如果施加的话)仅受限于卫星的某些部件例如卫星的基本总线电子器件。例如，电力可能受限于加热器以及电力控制和分配单元(PCDU)、以及在发射期间用于执行卫星生存活动(例如，主动热控制)的其他可能的基本部件。相比之下，卫星的姿态和/或轨道控制系统(AOCS)通常在“发射阶段”期间不通电或者关断。

发射阶段通常是在承载卫星的发射工具的发射期间但是在卫星与发射工具的有效载荷分配器分离(例如，在自由空间中释放)之前的卫星的操作阶段。与有效载荷分配器的分离通常会触发“传送阶段”，在此期间，卫星将从发射阶段过渡至“部署阶段”和/或“任务阶段”。

传送阶段自主程序可以通过卫星与发射分配器分离而触发。例如，卫星与发射工具的有效载荷分配器的分离可能使卫星的一个或更多个机械和/或电气开关改变状态以检测所述分离。在分离检测之后，一个或更多个机载控制器启动并进行进一步的自主操作。

例如，在分离检测之后，卫星的AOCS可以在传送阶段期间经由基于软件的控制指令执行自主操作。在此阶段期间，AOCS降低初始发射工具分离自旋速率，获取具有正电力平衡的姿态(太阳获取)，并且可以执行一系列轨道操纵以到达目标轨道。

对于定向于地球的任务，用于自主程序的典型机载资源包括由诸如GPS或格洛纳斯(Glonass)的现有系统提供的GNSS(全球导航卫星系统)服务和遥控命令数据。然而，当发起以关断状态发射的卫星时，这样的资源不可用，并且因此不发射或接收RF频谱信号(例如，在传送阶段的至少一部分期间)。在传送阶段之后，部署阶段和任务阶段可以接收并处理遥控命令(例如，基于地面的信号)、充分利用航空电子设备(例如，粗太阳传感器、陀螺仪、磁力矩器)以及访问基于GNSS的数据以进行各种卫星操作，而传送阶段至少在最初不能利用这样的资源。

发明内容

本发明的目的是卫星从发射工具脱离到任务状态的过渡期间执行自主操作。

如本文所使用的“卫星控制系统”和“机载控制系统”是指物理地布置在卫星上和/或布置在卫星内的控制系统，并且所述术语可互换地使用。类似地，“卫星”和“人造卫星”两者是指人工制造(或可能是外星人制造)的人造卫星，并且所述术语也可以互换地使用。

根据本发明的第一方面，一种人造卫星包括卫星结构、用于控制多个卫星部件的机载控制系统以及存储器系统。存储器系统物理地耦合至卫星结构并且相对于机载控制系统能够被独立地供电，并且由此甚至当机载控制系统处于关断或其他非通信状态(例如，空闲状态)下时也可被操作成至少接收和存储信息。存储器系统被布置成与机载控制系统可通信地耦合、并且存储规定了用于配置该多个卫星部件中的至少一个卫星部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据。

机载控制系统适于响应于卫星与有效载荷分配器分离而在传送阶段中操作。机载控制系统还适于当在传送阶段中操作时至少部分地基于数据来自主地控制至少一个卫星部件的一个或更多个方面。

在根据第一方面的第一可能实现方式中，人造卫星还包括在人造卫星的外围部分上或附近的数据交换接口，其中数据交换接口用于与外部通信装置通信。

在根据第一实现方式的第二可能实现方式中，存储器系统还被布置成经由数据交换接口与外部通信装置可通信地耦合。

在根据第一实现方式或第二实现方式的第三可能实现方式中，数据交换接口包括卫星间通信链路，并且存储器系统可通信地耦合至卫星间通信链路。

在根据第一方面或上述实现方式中的任意一个的第四可能实现方式中，机载控制系统适于当在传送阶段中操作时使存储器系统发送特定于发射的参数。

在根据第一方面或上述实现方式中的任意一个的第五可能实现方式中，机载控制系统适于当在传送阶段中操作时至少部分地基于数据来自主地控制至少一个卫星部件的物理取向。

在根据第一方面或上述实现方式中的任意一个的第六可能实现方式中，机载控制系统适于当在传送阶段中操作时至少部分地基于数据来自主地控制人造卫星的物理取向。

在根据第一方面或上述实现方式中的任意一个的第七可能实现方式中，机载控制系统适于当在传送阶段中操作时至少部分地基于由数据直接或间接地规定的时间值来自主地执行时变传送阶段功能。

在根据第一方面或上述实现方式中的任意一个的第八可能实现方式中，特定于发射的参数包括不同时间分辨率的时间参数。

在根据第一方面或上述实现方式中的任意一个的第九可能实现方式中，卫星结构包括结构壁、结构支架、结构肋、电路基板和线缆中的至少一个。

在根据第一方面或上述实现方式中的任意一个的第十可能实现方式中，多个卫星部件包括太阳能阵列、天线、磁力矩器、推进推力器、致动器和可再编程控制器中的至少一个。

在根据第一方面或上述实现方式中的任意一个的第十一可能实现方式中，特定于发射的参数表征下述中的至少一个：目标天线取向、目标太阳能阵列取向、目标卫星姿态、卫星发射取向、预测卫星自旋速率、预测卫星自旋轴取向、有效载荷分配器上的卫星发射位置、与有效载荷分配器的卫星分离时间、与有效载荷分配器的卫星相对分离顺序、目标轨道状态矢量、目标半长轴、目标偏心率、上升模式的目标右上上升、目标近地点幅角、目标轨道、目标轨道平面、目标轨道平面中的目标轨道位置、发射日期和发射时间。

在根据第一方面或上述实现方式中的任意一个的第十二可能实现方式中，存储器系统包括可通信地耦合至被布置在第一位置处的第一天线的第一计算机可读存储器，第一计算机可读存储器存储至少特定于发射的参数，并且机载控制系统包括用于通过第一天线与存储器系统可通信地耦合的第二天线，第二天线被布置在第二位置处，第一天线和第二天线被布置在距彼此的可操作通信距离内。

在根据第十二实现方式的第十三可能实现方式中，第二天线位于机载控制系统的电路基板的一部分上。

在根据第十二实现方式或第十三实现方式的第十四可能实现方式中，第二天线被布置在机载控制系统中包括的控制器的集成电路封装件的一部分中或上。

在根据第十二实现方式至第十四实现方式中的任意一个的第十五可能实现方式中，机载控制系统适于为存储器系统无线地供电。

在根据第十二实现方式至第十五实现方式中的任意一个的第十六可能实现方式中，卫星包括限定卫星的外围边界的壁，并且壁的第一部分与第一天线之间的距离被布置在可操作通信距离内，使得当数据写入装置的天线位于壁的第一部分处时数据写入装置可以与存储器系统无线地通信。

在根据第十二实现方式至第十六实现方式中的任意一个的第十七可能实现方式中，第一计算机可读存储器被布置在卫星结构的第一侧处，并且第一天线被布置在卫星结构的第二侧处，第一侧和第二侧不同。

在根据第十七实现方式的第十八可能实现方式中，第一侧是卫星的面向外部的侧，并且第二侧是卫星的面向内部的侧。

根据本发明的第二方面，一种卫星系统包括根据第一方面或其上述实现方式中的任意一个的人造卫星、以及外部通信装置。外部通信装置的至少一部分可以远离卫星结构安装。外部通信装置适于与存储器系统可通信地耦合并且将规定了用于配置该多个卫星部件中的至少一个卫星部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据写入存储器系统。

在根据第二方面的第一可能实现方式中，人造卫星包括卫星结构上的数据交换接口，并且外部通信装置通过数据交换接口可通信地耦合至存储器系统。

在根据第二方面的第一实现方式的第二可能实现方式中，数据交换接口包括卫星间通信链路，并且存储器系统可通信地耦合至卫星间通信链路。

在根据第二方面或其上述实现方式中的任意一个的第三可能实现方式中，外部通信装置包括第一无线发送器，并且存储器系统包括可通信地耦合至第一无线接收器的第一计算机可读存储器。存储器系统适于响应于数据从第一无线发送器的发送而将数据存储在第一计算机可读存储器中。

在根据第三实现方式的第四可能实现方式中，第一无线发送器适于为存储器系统无线地供电。

在根据第三实现方式的第五可能实现方式中，第一无线发送器安装在卫星结构上，并且包括与外部通信装置的连接器的可脱离的连接。

在根据第三实现方式的第六可能实现方式中，第一无线发送器安装在外部通信装置的探头上，并且卫星结构包括用于接收探头使得探头延伸至卫星结构的内部区域中的接收器。

在根据第二方面或其第一实现方式或第二实现方式的第七可能实现方式中，外部通信装置包括第一有线连接器，并且存储器系统包括可通信地耦合至适于与第一有线连接器进行可操作连接的第二有线连接器的第一计算机可读存储器。存储器系统适于响应于数据跨可操作连接的通信而将数据存储在第一计算机可读存储器中。

根据本发明的第三方面，一种部署卫星的方法，包括：将卫星布置于卫星部署系统上的装载位置，卫星处于其中卫星的机载控制系统处于关断状态的发射状况。在卫星处于装载位置和发射状况的情况下，该方法还包括可通信地耦合至卫星的存储器系统，存储器系统独立于卫星的机载控制系统而被供电。在卫星处于装载位置和发射状况的情况下，该方法还包括将规定了用于配置卫星的至少一个部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据写入卫星的存储器系统。

在根据第三方面的第一可能实现方式中，在卫星处于装载位置的情况下，该方法包括：从部署系统的外部可访问可通信地耦合至卫星的存储器系统的数据交换接口。

在根据第三方面或其第一实现方式的第二可能实现方式中，该方法包括：通过将存储器系统写入装置的天线布置于相对于卫星的存储器系统的天线的可操作位置来可通信地耦合至卫星的存储器系统。

在根据第三方面或其第一实现方式的第三可能实现方式中，该方法包括：通过将存储器系统写入装置的光学发送器布置于相对于卫星的存储器系统的光学接收器的可操作位置来可通信地耦合至卫星的存储器系统。

在根据第三方面或其第一实现方式的第四可能的实施方式中，该方法包括：通过将存储器系统写入装置的连接器连接至卫星的存储器系统的连接器来可通信地耦合至卫星的存储器系统。

在根据第三方面或其第一实现方式或第二实现方式的第五可能实现方式中，该方法包括：通过将存储器系统写入装置的天线布置成与卫星上的图形目标相邻来可通信地耦合至卫星的存储器系统。

在根据第三方面或其第一实现方式至第三实现方式的第六可能实现方式中，该方法包括：通过将存储器系统写入装置的探头布置在形成在卫星的外壳中的接受器中来可通信地耦合至卫星的存储器系统。

在根据第三方面或第一实现方式至第三实现方式或者第五实现方式或第六实现方式的第七可能的实施方式中，该方法包括：通过经由处于可操作位置的存储器系统写入装置为存储器系统无线地供电来可通信地耦合至卫星的存储器系统。

在根据第三方面或其任意实现方式的第八可能实现方式中，该方法包括：在卫星部署系统的发射之后，将数据从卫星的存储器系统发送至机载控制系统，并且当卫星在传送阶段中操作时，经由机载控制系统、至少部分地基于特定于发射的参数来自主地控制至少一个卫星部件或卫星的物理取向。

在根据第三方面或其任意实现方式的第九可能实现方式中，该方法包括：在卫星部署系统的发射之后，将数据从卫星的存储器系统发送至机载控制系统，并且当卫星在传送阶段中操作时，经由机载控制系统、至少部分地基于由数据直接或间接地规定的时间值来自主地执行时变传送阶段功能。

在根据第三方面或其任意实现方式的第十可能实现方式中，该方法包括：将数据从卫星的存储器系统无线地发送至机载控制系统。无线发送可以包括利用RF信号。

在根据第十实现方式的第十一可能实现方式中，该方法包括：经由机载控制系统为卫星的存储器系统无线地供电。

在根据第三方面或其任意实现方式的第十二可能实现方式中，该方法还包括：将至少一个附加卫星布置于卫星部署系统上的相应装载位置，至少一个附加卫星处于该卫星的其中至少一个卫星的机载控制系统处于相应关断状态的发射状况。在至少一个附加卫星处于相应装载位置和发射状况的情况下，该方法还包括可通信地耦合至至少一个附加卫星的存储器系统，存储器系统独立于至少一个附加卫星的机载控制系统而被供电。该方法还包括：在至少一个附加卫星处于相应装载位置和发射状况的情况下，将规定了用于配置至少一个附加卫星的至少一个部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据写入至少一个附加卫星的存储器系统。

在根据第十二实现方式的第十三可能实现方式中，写入卫星和至少一个附加卫星的存储器系统的步骤包括：在时间上至少部分地同时写入卫星和至少一个附加卫星的至少两个存储器系统。该步骤可以包括：同时写入卫星和至少一个附加卫星的至少两个存储器系统。

根据连同附图考虑的代表性实施方式的以下描述，本发明的这些优点和特征以及其他优点和特征将变得明显。

附图说明

图1是可以用来部署体现本发明的原理的卫星的卫星部署系统的一部分的透视图。

图2是根据本发明的方面的其中可以承载用于部署卫星的卫星部署系统的发射工具的局部剖开的透视图。

图3是图2中示出的发射工具和卫星部署系统的顶视图。

图4示出了示例卫星星座。

图5是根据本发明的示例实施方式的具有IPW存储器系统的卫星的示意性表示。

图6是示例IPW存储器系统读取器/写入器和IPW存储器系统的示意性表示。

图7是本发明的范围内的可替选的远程供电的IPW存储器系统的示意性表示。

图8是具有定位在卫星外壳内的无线通信天线的可替选IPW存储器系统读取器/写入器的示意性表示。

图9是在卫星系统控制器与IPW存储器系统之间可以采用无线通信的布置的示意性表示。

图10是其中IPW存储器系统包括在具有卫星系统控制器的公共基板上的布置的示意性表示。

图11是其中IPW存储器系统包括在具有卫星系统控制器的公共集成电路封装件中的布置的示意性表示。

图12是示出根据本发明的方面的用于IPW存储器系统的各种安装位置或者用于IPW存储器系统的数据传送位置的卫星的表示。

图13是从不同角度示出根据本发明的方面的用于IPW存储器系统的附加安装位置或者用于IPW存储器系统的数据传送位置的图12的卫星的表示。

图14A和图14B是示出本发明的范围内的用于IPW存储器系统的第一可替选安装位置的示意性表示。

图15A和图15B是示出用于IPW存储器系统的第二可替选安装位置的示意性表示。

图16A和图16B是示出用于IPW存储器系统的第三可替选安装位置的示意性表示。

图17A和图17B是示出根据本发明的方面的用于帮助实现与IPW存储器系统的通信的IPW存储器系统读取器/写入器的可能位置的示意性表示。

图18是示出根据本发明的用于将特定发射参数传送至IPW存储器系统的方法的流程图。

图19是示出根据本发明的方面的用于执行在卫星处的传送阶段操作的方法的流程图。

具体实施方式

图1至图3示出了根据本发明的方面的可以用来部署卫星的卫星部署系统的一部分。这些特定的图示出了是美国专利公布第2016/0368625号的主题的卫星部署系统。当然，本发明与用于发射多个卫星或单个卫星的其他分配技术和设备兼容。

图1示出了附接至通常在101处示出的轨道组件的四个卫星100。每个卫星100的相应面板104耦合至轨道组件101的相应的成对耦合器106。

图2和图3分别提供了容纳在整流罩201内并且包括九个载有卫星的轨道组件的有效载荷分配器200的透视图和俯视图，每个载有卫星的轨道组件与图1中示出的组件101对应。由于视图的比例和取向，因此图2和图3中的轨道组件在图2或图3中均未标出。如根据图2明显的是，每个轨道组件以图1中示出的布置方式承载四个卫星100。尽管该示例卫星部署系统具有平行于分配器200的纵轴布置的轨道组件，但是根据轨道组件和整流罩201的尺寸和形状，可替选的轨道组件也可以垂直于该轴(例如，从所示角度旋转90度)以及其他取向布置。

在任务发射阶段期间，整流罩201保护卫星100免受发射工具在大气层飞行期间遇到的空气动力学、热学和声学环境的影响。在发射工具已经离开大气层之后，投弃整流罩201，并且卫星100可以经由分配器200本地的定时控制或其他有效载荷控制器逻辑以及/或者从由所述逻辑接收到的基于地面的信号的遥控命令，以一定模式从有效载荷分配器200脱离。各种卫星100的脱离可以以任何期望模式从有效载荷分配器200脱离，例如通过由分配器限定的每个环或每个排。重复脱离/释放卫星100的过程，直至所有卫星都已经从有效载荷分配器200释放。一旦释放，每个卫星100可以使用其自身的推进单元将其自身定位至其被分配的目标轨道中。

可以将卫星100释放至“插入轨道”中，然后朝目标轨道平面并且沿着所述平面(例如，目标轨道)的目标轨道位置进行操纵，以建立卫星星座的子星座。例如，图4示出了在如线401所描绘的多个极地轨道中绕地球轨道运行的卫星组成的第一卫星星座。图4中示出的第二卫星星座包括在如线402所描绘的各种非极地轨道中绕地球轨道运行的卫星。应当理解，由于描绘的轨道数目很大，因此图中仅标记了几条轨道线401和402。这些卫星星座可以限定低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)或它们的组合。第一星座的沿着地球上的经度的相应线401布置的卫星在特定极地轨道平面上形成了第一星座的子星座。类似地，第二星座的沿着相应线402布置的卫星形成了第二星座的子星座。尽管示出了LEO和MEO，但是本发明的实施方式可以包括GEO以及其他可能的轨道。

如上所述，有效载荷分配器200释放通常接近旨在用于直接或标准轨道插入的子集的轨道的子集卫星。在该释放之后，卫星必须发起对各种卫星部件的控制。例如，卫星必须发起对致动器、推力器和磁力矩器的控制以执行发起程序，例如到达目标轨道(例如，轨道平面)、相对于地球和/或太阳到达特定取向(即，姿态控制)、部署并定向太阳能阵列以及部署并定向通信天线。

发起程序可以包括在卫星任务的发射和早期轨道阶段期间操作的控制算法。当实现发射阶段(例如，在传送阶段之前的关断或待机状态)、传送阶段、任务阶段(例如，在目标轨道的目标配置下操作的卫星)和脱轨阶段以及可能的其他阶段时，卫星通常以不同的控制范式操作。

再次参照图4，沿着线401的子星座的相应平面围绕极轴彼此偏移相应角度。例如，沿着线401的给定的两个子星座可以彼此几乎正交。位于例如正交轨道平面中的卫星的理想或目标初始配置大大不同(例如，“风车”与“BBQ”取向)。这样的配置可以包括目标轨道平面、沿着轨道平面的目标轨道位置(例如，在子星座内的位置)、其他目标轨道参数、目标姿态、目标太阳能阵列取向和目标天线取向。

特定于发射的参数例如发射日期在很大程度上指示了可能目标轨道的范围(例如，在一个或更多个子星座内的目标轨道平面和位置)以及影响了上述目标参数。然而，卫星可能要在发射之前数月或数年建造。此外，在发射地点处进行发射工具的最终组装之前，卫星可以安装在如图2和图3所示的发射工具的子结构上。因此，直至将卫星置于断电的发射状况并且安装在分配器(例如图2和图3中的200)上很久之后，对于给定的卫星，才可能知道特定于发射的参数例如发射日期和时间。这种缺少特定于发射的参数可能会阻止卫星执行将卫星置于目标轨道并实现操作配置所需的期望自主操作。

卫星控制系统的限制还可能影响卫星的在从(发射工具)脱离到任务状态的过渡期间执行自主操作的能力。例如，出于重量和其他的考虑，相对于卫星系统的总能量需求，卫星电力系统通常使用低容量电池。这种对电池电力的限制导致要求包括姿态和/或轨道控制系统的卫星系统在与发射工具分离之后(以及在太阳能阵列部署和定向之前)必须进行有效地操作。另一限制因素是卫星在与发射工具分离之后的状况。例如，卫星可能在从发射工具脱离之后正在自旋。该自旋速率可能太快而不能利用诸如星体跟踪器的传感器来有效地协助自主姿态确定和调整；一方面，如果卫星的角速率快于每秒1°，则星体跟踪器通常无法提供有意义的数据。

本发明通过在卫星的其余部分(特别是卫星的控制系统)处于未通电或非操作(例如待机)状态时向机载的、可被独立供电且可写入的存储器提供特定于发射的参数(和可能的其他数据)，克服了上面的问题和限制。可以提供特定于发射的参数例如发射日期和/或时间以及目标轨道参数，以经由卫星控制系统(例如，姿态和/或轨道控制系统或其部件)和相关联的功能在传送阶段期间来指导自主控制模式和启动程序。特定于发射的参数可以先验地以不同的分辨率表征发射时间。例如，可以使用“发射月”参数来控制初始卫星姿态位置，而应当利用小时或甚至分钟分辨率(例如，“发射小时”或“发射分钟”参数)来控制其他方面。

特定于发射的参数的另一可能方面是在有效载荷分配器例如图2和图3中的分配器200上的相对发射位置，与有效载荷分配器的卫星分离时间和/或相对分离顺序。仅作为一个示例，根据本发明的方面的独立可供电且可写入的存储器系统可以利用特定的发射时间来编程，其中，发射位置、与有效载荷分配器的分离时间和/或相对分离顺序是偏移特定发射时间的另一值。然后，可以基于例如在卫星与有效载荷分配器分离之后在设定的时间点处限定的时间触发程序，将偏移发射/分离时间用于传送阶段期间所需的各种自主控制程序。实施方式还包括向每个单独的卫星或子集卫星提供有效载荷分离时间(无偏移)，例如尽管在有效载荷分配器上的不同的相对位置处，但是同时地分离。

图5示意性地示出了包括示出为框502的卫星的示例卫星系统500。卫星502具有机载控制系统，该机载控制系统包括用于控制卫星的包括在发射工具分离之后立即进行自主控制的操作的多个控制装置。这些装置可以包括通常安装在卫星502的壳体内的机载控制单元504和电力控制和分配单元505。在该示出的示例中，机载控制单元504包括机载控制器506以及可以存储操作程序和用于机载控制器的数据的机载控制器存储器507。所示出的机载控制单元还包括将在下面进一步详细地描述的可编程控制器510。

在该示例卫星配置中，机载控制单元504可操作地连接至向卫星的多个部件提供双向通信路径的数据总线512。这些部件包括姿态控制器514、太阳能阵列致动器515、轨道控制器516、姿态控制致动器517、天线致动器518和推力器519。姿态控制器514包括向各种姿态控制致动器517提供输出信号以按期望姿态布置并保持卫星的控制器。姿态控制致动器可以包括例如磁力矩器和反作用轮的系统。太阳能阵列致动器515包括用于部署和定位包括在卫星上的太阳能阵列的致动器，而天线致动器518包括用于定位卫星502的一个或更多个天线的致动器布置。轨道控制器516包括适于向轨道控制装置例如推力器519产生合适输出以在发射工具释放之后和整个卫星502的任务中两者立即影响卫星的轨道的控制器。

电力控制和分配单元505可以包括基本总线控制器522以及电力控制分配单元(PCDU)存储器523，电力控制分配单元(PCDU)存储器523针对基本总线控制器提供可操作程序和数据存储。图5中示出的示例卫星502还可以包括可编程控制器525，可编程控制器525包括在电力控制和分配单元505中。下面将进一步描述该可编程控制器525。

在图5中示出了如被连接至数据总线528的电力控制和分配单元505，数据总线528帮助实现与天线530、电池531、太阳能阵列532和加热器533相关联的控制器或其他电子部件的双向通信。如示例卫星502中所示出的，卫星至卫星通信系统534也可以连接至总线528。该卫星至卫星通信系统534包括用于在卫星任务的过程中帮助与其他卫星之间的通信的合适的发送器和接收器或天线以及相关联的电子器件。

在图5的简化示意性表示中，为了简化附图，未示出与各个部件的电力连接。应当理解，许多卫星部件需要合适的电力供应连接。

还应当注意，通信总线512和528仅示出为指示卫星502的各种部件以某种方式连接以进行通信。总线512和528并非旨在暗示任何特定的总线配置或架构。根据本发明的实施方式的卫星可以包括任何合适的总线架构以及控制部件和其他部件的布置。图5仅作为示例布置提供，其可以与根据本发明的方面的独立可供电且可写入的存储器系统结合使用。例如，机载控制器506可以执行控制器514、516和522的功能，并且因此卫星系统500可以由单个控制器：机载控制器506操作。

卫星502包括独立可供电且可写入(IPW)的存储器系统536，在该示例中，该IPW存储器系统536也连接至通信总线528。IPW存储器系统536在表示卫星502的框内的位置旨在指示该存储器系统可以位于由卫星限定的壳体内，或者至少部分位于这样的壳体内。然而，如将在下面详细地讨论的，根据本发明的方面的IPW存储器系统或这样的存储器系统的部件可以安装在由卫星限定的壳体的外部。下面将结合图14A至图17A以及图14B至图17B描述关于根据本发明的IPW存储器系统的安装位置的其他细节。此外，如将在下面进一步讨论的，本发明的其他实现方式可以包括卫星部件与IPW存储器系统之间的无线连接，并且因此IPW存储器系统可能未连接在卫星502的任何数据总线或其他有线通信路径上。

图5还示出了读取器/写入器540，该读取器/写入器540被配置成与例如IPW存储器系统536通信以至少将诸如特定于发射的参数数据的数据写入IPW存储器系统。从某种意义上来说，读取器/写入器540在卫星系统的外部，或者读取器/写入器540的一部分不是要发射至轨道中的卫星的一部分。尽管图5的示例指示了装置540是读取器和写入器，但是一些实现方式可能不帮助实现读取功能，而仅帮助实现将数据写入IPW存储器系统(或者在多个IPW系统被包括在给定实现方式中的情况下的系统)的能力。

下面将结合图6进一步描述用于帮助实现读取器/写入器例如装置540与IPW存储器系统536之间的通信的各种可替选方案。然而，在任何情况下，系统读取器/写入器540适于将数据例如特定于发射的参数数据写入例如IPW存储器系统536，同时卫星部件的其余部分未通电(例如，关断)或以其他方式在发射之前处于空闲状态。为了帮助实现该功能，读取器/写入器540可以是便携式装置，其可以由工作人员或以其他方式(例如，自主机器)带到相对于IPW存储器系统536的操作位置。一旦处于这样的操作位置，就可以操作读取器/写入器540以至少将期望的数据写入IPW存储器系统536，而不改变其他卫星系统部件的状态，即，同时那些其他部件保持关断或空闲。给定读取器/写入器540的适当操作位置将取决于由读取器/写入器所采用的数据发送的性质，并且下面将结合可以采用的不同数据发送技术进一步讨论。

一旦卫星502被发射并且在与发射工具分离之前或在与发射工具分离之后通电，包括在卫星中的控制器中的一个或更多个例如机载控制器506和/或基本总线控制器522被配置成读取存储在IPW存储器系统536中的数据。可以经由控制器与IPW存储器系统之间的任何合适的通信链路来完成该读取操作。例如，机载控制器506可以适于通过诸如图5中的总线528的数据总线与IPW存储器系统536通信。可替选地，并且如下面特别是结合图9将讨论的，控制器506可以与帮助从IPW存储器系统536无线地读取数据的部件相关联。在任何情况下，在数据特别地包括特定于发射的参数数据的情况下，控制器然后如下面将进一步描述的那样可以直接或间接地使用数据以帮助进行对卫星的自主控制，特别是在发射工具分离之后和可以与地面控制设施通信之前的立即传送阶段。该自主控制可以包括多个传送阶段功能(在传送阶段期间执行的功能)并且通常包括用于初始卫星启动/轨道建立的一系列程序，所述初始卫星启动/轨道建立可以使用时间/发射参数作为参考时间并且在晚于所述参考时间的时间(t+N秒)处执行该程序。

图6的示意性表示提供了图5中示出的IPW存储器系统536和读取器/写入器540两者的示例实施方式的另外的细节。图6中示出的示例IPW存储器系统536包括IPW存储器控制器601和IPW存储器602。在该示例中提供了输入/输出接口604并且将输入/输出接口604连接至三个不同的数据通信路线：光学路线、无线RF路线和有线路线。光学路线与光学装置606相关联，而无线RF数据路线与天线607相关联，并且有线路线与有线连接器608相关联。用于光学通信的光学装置606、用于无线RF通信的天线607以及用于有线通信的连接器608的这些元件中的每一个表示用于至少接收从读取器/写入器540传送的数据的相应数据交换接口。该示例IPW存储器系统536还适于通过卫星系统数据接口614与其他安装在卫星上的部件通信，卫星系统数据接口614可以例如连接至合适的数据总线例如图5中示出的总线528。所示出的示例IPW存储器系统536还包括如下面进一步描述的用于在操作中向IPW存储器系统部件提供电力的机载电力供应610以及卫星系统电力输入611。

图6中示出的读取器/写入器540包括读取/写入控制器620和与图6中示出的示例IPW存储器系统536的数据路线对应的三个不同的数据路线相关联的输入/输出接口621。这些路线包括：用于通过光学装置624进行光学通信的光学路线、通过天线625的无线RF通信路线以及通过有线连接器626的有线通信路线。

示例IPW存储器系统536和读取器/写入器540包括在两个装置之间的三个不同的数据通信路线，主要是为了便于描述根据本发明可以采用的各种类型的数据通信。应当理解，本发明的实现方式可以仅包括包含光学路线、无线RF路线或有线路线的单个数据通信路线并且可以不包括所有三个不同的通信路线。然而，一些实现方式特别是读取器/写入器的实现方式可以包括用于适应可以安装在各种卫星上的IPW存储器系统的不同实现方式的不同通信路线。出于同样的原因，IPW存储器系统可以包括用于适应可以仅支持单个通信路线的读取器/写入器的单个通信路线(光学、无线RF或有线)或多个可替选通信路线。在任何情况下，在图6的示例中，由箭头630指示的光学装置624与光学装置606之间的通信可以通过合适的光学信号进行。光学装置它们本身可以包括用于提供发送和接收功能的合适的电光转换器和光电转换器。如由箭头631指示的天线625与607之间的通信可以是合适的RF信号的形式。由箭头632指示的跨有线连接器626与有线连接器608之间的有线路线的通信可以通过根据任何合适的通信标准的合适的电缆进行。可替选地，有线连接器626可以在合适的电缆的端部处，并且适于连接至IPW存储器系统536的有线连接器608。

因为IPW存储器系统536适于在卫星系统断电的同时被操作成接收期望的特定于发射的参数，所以该装置可以包括机载电力610，机载电力610可以包括合适的电池。在图6的示例中提供卫星系统电力输入611，以便一旦卫星或其一部分通电，就帮助操作来自卫星电力分配系统的IPW存储器系统536的电力。如下面将特别地结合图7进一步描述的，根据本发明的IPW存储器系统可以不需要用于操作的机载电力或卫星系统电力输入，并且因此在给定的实现方式中可以省略这些元件。类似地，在本发明的范围内从IPW存储器系统获得特定于发射的参数的一个或更多个期望的卫星系统控制器可能不需要单独的卫星系统接口例如图6中示出的614。下面将特别地结合图9描述这些可替选方案。

图7示出了可替选的IPW存储器系统700的示意性表示，该可替选的IPW存储器系统700可以可替选地用于图5和图6的示例中示出的系统536。IPW存储器系统700包括IPW存储器控制器701、输入/输出接口702和天线704以及卫星系统数据接口705，但是不包括任何机载电力系统或用于外部电力的输入。IPW存储器系统700不需要机载电力，而是通过由天线704接收到的信号供电。这可以以可以操作无源RFID装置的相同方式来实现。因此，IPW存储器系统700适于与包括相应的RF天线例如上面结合图6描述的天线625的读取器/写入器协作。在操作中，读取器/写入器的天线进入IPW存储器系统700的通信范围，以通过天线704提供期望的电力和数据传送来将期望的数据写入IPW存储器701。然后可以稍后在适当的时间由诸如机载控制器506的卫星控制器通过卫星系统数据接口705或无线地读取该数据，如下面将结合图9讨论的。

作为例如图7中示出的RF无线布置的可替选方案，根据本发明的IPW存储器系统可以依赖于没有无线地供应的外部电力。例如，IPW存储器系统可以适于通过诸如通过图6中的连接器608和626进行的有线连接来接收电力和数据两者。在这种情况下，在没有卫星系统电力的情况下由IPW存储器系统写入期望数据所需的电力可以从写入装置(例如图5和图6中的540)供应，并且在卫星控制系统启动时，来自卫星系统的读取操作所需的电力可以通过输入至IPW存储器系统的卫星系统电力来提供。

图8提供了适于与具有诸如天线607或704的天线的IPW存储器系统一起使用以接收数据的读取器/写入器800的示意性表示。图8中示出的该特定实施方式包括处于卫星外部的部分和安装在卫星内的天线802。图8中的线804描绘了限定卫星外壳的一部分的边界例如壁或屏障。图8中示出的装置800的外部部分包括读取/写入控制器808和输入/输出接口809。输入/输出接口809通过合适的通信路径连接至连接器812，该连接器812可与可操作地连接至天线802的安装在卫星上的连接器814分离。在图8中示出的读取器/写入器800的操作中，操作者可以将连接器812连接至安装在卫星壁804上的合适的可访问位置的互补连接器814。通过进行这种连接，读取器/写入器800然后可以将适当的驱动信号发送至驱动天线802以发射合适的RF信号，该RF信号可以由可以安装在壁804后面的卫星外壳内的IPW存储器系统的互补天线接收。图8中示出具有位于卫星外壳内的读取器/写入器天线802的布置避免了其中跨卫星外壳壁的RF通信的干扰的任何问题。此外，图8中示出的布置使得天线802能够相对于卫星内的IPW存储器系统的天线被有利地定位。这可能期望确保两个天线在通信或者通信和电力传送所需的邻近范围内。作为由图8中示出的天线802暗示的RF通信装置的可替选方案，读取器/写入器可以采用与可以安装在壁例如壁804后面的卫星外壳内的IPW存储器系统的光学通信。在该可替选方案中，卫星壁可以包括用于允许从卫星外壳外部到内部的光学发送的合适的光学端口。作为光学端口的可替选方案，诸如壁804的卫星壁可以包括可以被露出以使得安装有探头的光学发送器/接收器能够插入卫星外壳的内部中的开口。这样的探头开口也可以用于将安装有探头的天线插入RF通信装置中。在光学通信的情况下，用于容纳探头的开口可以被配置成使得探头保持在特定的取向上，以将光学信号引导至安装在卫星上的IPW存储器系统的相应光学装置。

图9至图11示出了可以用来帮助将特定于发射的参数和其他数据写入IPW存储器系统并然后在用于控制器/卫星的启动过程中由卫星控制器读取存储的数据的各种配置的示意性表示。图9示出了可以对应于图5和图6中示出的装置540的读取器/写入器901，并且还示出了可以对应于这些图中的IPW存储器系统536的IPW存储器系统902。这两个系统可以被配置成通过例如图6中描述的任何路线进行通信。IPW存储器系统902可以安装在卫星外壳之外或卫星外壳之内。图9的示例还示出了可以对应于诸如图5中的控制器506或522的控制器的卫星控制器904以及可以对应于图5中的存储器507或523的存储器装置906。图9中的控制器904和存储器906安装在可以包括例如印刷电路板(PCB)的合适的基板907上。此外，在图9中的PCB 907上安装有输入/输出接口908和天线910。安装在PCB 907上的输入/输出接口908和天线910装置使得控制器904能够通过与IPW存储器系统相关联的天线与IPW存储器系统902无线地通信。可以根据包括可以用于在读取器/写入器901与IPW存储器系统902之间通信的相同标准和技术的任何无线通信标准来进行控制器904与IPW存储器系统902之间的无线通信。特别地，IPW存储器系统902可以包括既帮助从读取器/写入器901的读取和写入又帮助通过输入/输出接口908和天线910从控制器904读取的天线。

此外，控制器904可以包括将电力从控制器904无线地传送至IPW存储器系统902的天线(例如，天线910或诸如电力传送元件(PTE)912A的其他耦合装置)。无线电力传送技术可以包括近场技术(例如，电感耦合)或远场技术。在一个实施方式中，PTE 912A是被布置在距PTE 912B(例如，被布置在IPW存储器系统902上或被布置在IPW存储器系统902中)操作距离内以进行电力传送的线圈。作为线圈或另一种形式，PTE912A可以布置在PCB 907上或控制器904的另一基板上或者嵌入PCB907中或控制器904的另一基板中，以用于实现能够承受较大的振动的特别坚固的设计。读取器/写入器901的PTE 912C也可以布置在PTE 912B的操作距离内以进行电力传送。

图10示出了其中可以对应于图5和图6中的IPW存储器系统536的IPW存储器系统1001与卫星系统控制器1004及其相关联的存储器1005一起共同位于诸如PCB 1002的基板上的布置。在这种情况下，IPW存储器系统1001可以跨有线连接1007而与卫星系统控制器1004通信。然而，应当理解，即使当IPW存储器系统与适于从IPW存储器系统读取数据的卫星控制器共同位于基板上时，也可以经由包括通过有线连接的电信号发送、无线RF发送或光学发送的任何通信技术来执行读取操作。在任何情况下，IPW存储器系统1001适于跨合适的通信路线而与读取器/写入器1009通信，该合适的通信路线可以包括图6中示出的任意路线或任意子集路线或者所有路线或所有子集路线。

图11示出了包括安装在合适的基板1104上的卫星系统控制器1101(其可以对应于例如图5中的控制器506)及其相关联的存储器1102的布置。在这种情况下，IPW存储器系统1105(对应于图5和图6中的系统536)包含在与控制器1101相同的集成电路封装件中。读取器/写入器1107(对应于图5和图6中的540)可以跨上面结合图6讨论的任意或所有路线而与IPW存储器系统1105通信。控制器1101可以优选地经由有线连接与IPW存储器系统1105通信，然而，可能的是控制器1101与IPW存储器系统1105之间的通信可以经由RF或光学信号是无线的。

图12和图13示出了根据本发明的其中可以包括IPW存储器系统的示例卫星1201。图12和图13还示出了IPW存储器系统部件以及特别是数据交换接口例如上面结合图6描述的任意这样的接口可以位于(或相对于)卫星外部的各种位置。参照图12的视图，IPW存储器系统或系统部件例如天线或光学发送和接收装置或者用于进行有线连接的连接器可以安装在位置1202处的太阳能阵列的背面。IPW存储器系统或其部件也可以安装在位置1203和/或位置1204处。在图13中，IPW存储器系统或其部件可以安装在例如位置1302、1303或1304中的任意一个处。图12和图13中的虚线框1205表示卫星外壳的外表面上的其中可以安装有各种外部卫星部件的区域(当将卫星安装在有效载荷分配器例如图2和图3中的200上时，该表面通常面向外)。例如，天线或天线阵列可以安装在如虚线框1205示出的区域中。图12中的虚线框1206和图13中的虚线框1306各自表示卫星外壳的侧上的其上可以安装有附加的外部卫星部件的区域。示例位置1202、1203、1204、1302、1303和1304全部在指示这些位置在其中可以安装有外部卫星部件的区域之外的虚线框1205、1206和1306之外的区域中。然而，本发明的实施方式可以将IPW存储器系统或其部件与外部卫星部件合并。特别地，根据本发明的用于IPW存储器系统的数据交换接口可以安装在一些其他卫星部件例如与任意IPW存储器系统天线分离的天线上。

因为在这些位置1202、1203、1204、1303、1302或1304中的任意一个处的IPW存储器系统或部件可能都不明显，所以可以用图形突出显示这些位置，以使得读取器/写入器操作者能够标识这些位置并且将所需的读取器/写入器(对应于图5和图6中的540)适当地靠近这些位置，以便帮助进行向IPW存储器系统的数据传送。此外，IPW存储器系统部件或IPW存储器系统本身可以在壁的后面或嵌入在壁或一些位置例如图13中的位置1303中的其他卫星部件中，并且因此该位置必须被突出显示或包括一些可见的标识符，以使得读取器/写入器操作者能够定位读取器/写入器以执行期望的数据传送。应当注意，当整流罩201未安装在发射工具上时，当卫星安装在诸如图2和图3中示出的有效载荷分配器200的分配系统上时，图12和图13中示出的所有位置1202至1204以及1302至1304分别是在卫星上可易于访问的位置。

图14A至图17A示出了指示用于将IPW存储器系统1401(IPW存储器系统1401对应于图5和图6中示出的IPW存储器系统536)安装在卫星上的若干可替选方案的示意性表示。图14B至图17B也示出了指示用于将IPW存储器系统1401(IPW存储器系统1401对应于图5和图6中示出的IPW存储器系统536)安装在卫星上的若干可替选方案的示意性表示，图14B至图17B的示意性表示包括连接至多个IPW存储器系统1401的IPW存储器系统读取器/写入器1402，但是在其他方面对应于图14A至图17A。

图14A至图17A以及图14B至图17B中的IPW存储器系统读取器/写入器1402对应于图5和图6中示出的存储器系统读取器/写入器540。在图14A至图17A以及图14B至图17B中的每一个中，限定卫星外壳的一部分的壁在1404处被指示。在图14A和图14B的示例中，IPW存储器系统1401或其一部分(例如天线)安装在外壳的内部的壁1404的面上。在图15A和图15B中，IPW存储器系统1401安装在卫星外壳的外部的壁1404上。图16A和图16B示出了其中IPW存储器系统1401部分地安装在由壁1404限定的外壳的内部并且部分地安装在外壳的外部的可替选方案。例如，与IPW存储器系统1401相关联的天线可以安装在由壁1404限定的外壳的外部，而IPW存储器系统1401的其余部分或其他部件可以安装在内部。图17A和图17B示出了其中IPW存储器系统1401安装在由壁1404限定的外壳的内部的一些位置处同时读取器/写入器1402横穿该壁的可替选方案。与读取器/写入器1402相关联的探头可以以上面结合图8描述的方式横穿卫星壁1404。

在本发明的范围内，关于附图中示出的IPW存储器系统可以有多种变型。例如，尽管在每个示例附图中包括单个IPW存储器系统，但是本发明的实施方式可以具有多个或多余的IPW存储器系统，这些系统可以全部相同或者可以包括与读取器/写入器例如图5和图6中的读取器/写入器540不同的接口以及/或者与一个或更多个卫星控制器不同的接口。此外，在根据本发明的IPW存储器系统中使用的存储器的类型可以包括任何合适类型的存储器或者多种类型的存储器。包括在IPW存储器系统中的存储器还可以经由IPW存储器系统的控制器或处理器或者经由包括在卫星上的一些其他处理器来模拟任何标准的存储器。

IPW存储器系统或其各种部件可以耦合至卫星部件例如任何卫星部件(而不仅是上面结合图10和图11描述的控制器)的线束(例如，互连线缆)、结构壁、结构肋、结构支架或电路基板(例如，PCB)。

另外，IPW存储器系统可以容纳在卫星系统线缆的端部连接件内。在IPW存储器系统向诸如图5中的540的读取器/写入器提供有线连接的情况下，有线连接可以具有现成的商业标准连接器布置或任何其他类型的连接器布置以进行期望的有线连接。在IPW存储器系统与卫星系统部件之间的有线连接也可以采用现成的商业标准连接器布置或任何其他类型的连接器布置以进行与卫星系统控制器或总线的期望的有线连接。

IPW存储器系统与读取器/写入器(例如图5中的540)和卫星系统控制器(例如图5中的506和522)之间的有线通信和无线通信可以使用任何合适的标准或任何非标准技术来实现。例如，通信可以通过近场通信(NFC)标准或用于RFID系统的ISO RFID或EPCGlobal标准进行。这些通信可以采用任何类型的电磁耦合来传送数据。

在一些实施方式中，IPW存储器系统可以依赖于卫星至卫星通信系统例如图5中的534(卫星间通信系统)的部件来特别地与读取器/写入器例如图5中的读取器/写入器540通信。在这些实施方式中，存储器装置读取器/写入器可以使用接收器和发送器或者卫星间通信系统的替代包括在IPW存储器系统中的接收器和发送器(例如图6中的装置606和607)的其他部件，经由卫星间通信技术或可替选通信技术来与IPW存储器系统通信。

可以经由IPW存储器系统例如图5和图6中的536存储的特定于发射的参数数据可以包括限定各种参数的数据，所述各种参数直接或间接地控制卫星或其部件例如天线或太阳能阵列的物理取向(例如，姿态控制)。特定于发射的参数可以包括轨道参数、各种控制参数以及其他与发射有关的值。例如，取决于卫星如何附接至发射工具以及在何处附接至发射工具，卫星可以在不同的初始取向、相对位置和时间下与发射工具分离。单在立方体形卫星的情况下，这可能多达24种可能的不同取向。“发射取向”是当稳定由与发射工具分离引起的可能的(例如，预测的)卫星自旋时可以通知控制算法的可能的特定于发射的参数。

轨道参数可以包括：轨道扰动；目标轨道(轨道状态矢量(例如，目标位置矢量中的一个或更多个；半长轴；偏心率；倾斜度；上升模式的赤经(right ascension)；近地点幅角))；异常；发射日期和/或时间；以及/或者站保持标准。

直接控制参数可以包括适合于发射日期的直接规定了例如太阳能阵列致动器515和/或天线致动器518取向以实现相对于例如地球和/或太阳的太阳能阵列532和/或天线530的特定布置的参数。

间接控制参数可以包括发射日期、发射日期偏移值或者用于选择或确定例如直接控制参数的其他与时间或日期有关的参数。基于时间的参数是有利的，因为卫星可以在发射之前数月或数年就完成并可能安装在(与发射工具分配器耦合的)平台上。该时间延迟可能改变最佳(或者甚至功能)目标轨道、目标姿态、目标天线位置和/或目标太阳能阵列位置。

作为间接控制参数，可以将表示发射日期或时间的值输入至例如机载控制器506，以从本地存储器检索直接控制参数，该本地存储器根据特定的发射日期来组织所述直接控制参数。例如，可以根据默认日期(例如，2018年1月)来设置存储在本地存储器中的直接控制参数，所述默认日期(例如，2018年1月)通过根据IPW存储器系统例如图5中的536中存储的参数的明确日期或偏移值来更新。仅作为一个示例，偏移值“6”可能使机载控制器基于2018年7月发射时间帧而不是默认的2018年1月时间帧来选择参数。由于发射日期/时间通常对应于相应的极地轨道平面(以及子星座内的布置)，因此这样的偏移值与卫星姿态、太阳能阵列布置以及关于低地球轨道通信卫星的天线布置直接有关。

作为另一示例，发射时间可以用作参考时间，其中AOCS和其他控制系统(推进式有效载荷控制系统、RF有效载荷控制系统和其他有效载荷控制系统)相对于参考时间执行一组控制操作或模式。先验发射参数(与同期观测的发射参数相对)因此使得卫星能够“启动”并且在可以经由基于RF的航空电子系统获得时间信号(例如，获得并处理GPS数据)之前执行其他传送阶段程序。

如上面结合图3所述，卫星502包括可编程控制器510和525。这些可编程控制器510和525以及可以包括在卫星上的其他这样的控制器可以是例如可再编程的(基于SRAM的)现场可编程门阵列或可能一次性可编程的现场可编程门阵列。这些控制器中的一个或更多个可以用于卫星控制操作中，并且可以特别地用于从发射阶段到站内操作阶段的过渡中的自主控制中。不管是否使用这样的可编程控制器，都可以使用IPW存储器系统例如图5和图6中的系统536来存储用于配置可编程控制器的配置数据。配置数据可以包括基于硬件描述语言的代码列表，该基于硬件描述语言的代码列表描述了可编程控制器的结构和行为。可编程控制器510和/或525可以控制特定的卫星部件并且/或者作为包括用于接收/发送处理模块的串行接口、GPS、陀螺仪、太阳传感器、高分辨率图像传感器和反作用轮部件的部件之间的接口进行操作。可编程控制器510在图5中被示出为可通信地耦合至机载控制单元504的模块的离散控制器，并且可编程控制器510可以被编程为针对机载控制单元504提供数据接口和处理功能。可编程控制器525在图5中被示出为可通信地耦合至电力控制和分配单元505的离散控制器，并且可编程控制器525可以被编程为针对卫星控制单元提供数据接口和处理功能。然而，应当理解，可以使用根据本发明的从IPW存储器系统读取的数据而配置的可编程控制器不限于卫星的任何特定功能。

图18的流程图可以用于描述根据本发明的方面的用于向卫星提供特定于发射的参数(以及诸如用于现场可编程门阵列的配置数据的其他数据)的方法。根据本发明的提供数据的方法在卫星处于断电(例如，关断)或空闲状态例如通常需要发射的卫星的状态下时优选地执行。因此图18示出了在过程框1801处将处于发射状况的卫星布置在发射工具的部署系统上的IPW存储器系统可访问位置处。示例方法然后包括可通信地耦合至安装在卫星上的IPW存储器系统(对应于图5和图6中的536)同时卫星处于发射工具上的发射状况，如过程框1802处所示。在过程框1802处执行的该耦合使得能够将特定于发射的参数和/或其他数据(例如间接规定了一个或更多个特定于发射的参数的数据)写入安装在卫星上的IPW存储器系统，如过程框1804处所示。所示出的方法包括在写入之后验证存储在安装在卫星上的IPW存储器系统处的特定于发射的参数，如过程框1806处所指示的。该验证的目的是确保在1804处指示的写入程序成功将期望的数据布置在IPW存储器系统的存储器中。框1806处的过程可以包括从IPW存储器系统读取数据并且将由此读取的数据与意图在过程框1804处写入的数据进行比较。如果比较未产生匹配，则如由判定框1807处的否定结果所指示的那样验证失败，并且该过程循环返回以在框1804处执行另一写入操作。在验证指示为如由判定框1807处的肯定结果所指示的已经将期望的数据写入了安装在卫星上的IPW存储器系统的情况下，则该过程包括从IPW存储器系统解耦合，如过程框1810处所示。

分别在图18中的过程框1802和1810处指示的耦合和解耦合的性质将取决于在用于传送数据的过程中要使用的通信的类型。例如，在使用有线路线的情况下，耦合可以包括在与读取器/写入器(例如，图5中的540)相关联的连接器至与安装在卫星上的IPW存储器系统相关联的卫星上的连接器之间进行物理连接。当通信是经由光学信号进行时，耦合可以包括将与读取器/写入器相关联的光学发送器布置在可操作范围内并且在视线内，其中对应的光学接收器布置与IPW存储器系统相关联。在这种情况下，解耦合可以包括简单地将读取器/写入器发送器移出视线/范围。当通信是通过无线RF发送进行时，如在处理框1802处指示的可通信地耦合至安装在卫星上的IPW存储器系统可以包括使与读取器/写入器相关联的天线在与安装在卫星中或卫星上的IPW存储器系统相关联的天线的范围内。在这种情况下，解耦合可以包括简单地将IPW存储器系统读取器/写入器天线移到对应的IPW存储器系统天线的范围之外。

在图18中的框1801处的方法可以包括将卫星布置在诸如图1中101处示出的轨道组件或者卫星部署系统的任何其他卫星安装组件上。可以在发射地点处或在将卫星部署系统运送至发射地点之前对卫星部署系统执行卫星的这种布置。用于给定卫星的IPW存储器系统可访问位置可以是这样的任何位置：其中用于该卫星的数据交换接口、或者至少一个数据交换接口(例如，图6中的光学装置606、天线607和连接器608)处于允许工作人员或者可能被远程操作的装置或机器人将存储器系统写入器(例如，图5和图6中的读取器/写入器540)带到相对于数据交换接口的可操作位置以帮助进行图18中的框1802和1804处的耦合和写入的位置。

卫星的发射状况可以是其中与卫星在任务阶段期间的操作状态相比卫星的控制系统特别是卫星的机载控制系统处于受限状态的任何状况。应当理解，在该发射状况下，卫星上的一些装置可以保持通电。然而，在该发射状况下，卫星控制系统的至少一个处理器/控制器保持于关断状态。

图19的流程图示出了获得用于特别地在从发射阶段到站内操作阶段的过渡期间在卫星中提供自主控制的特定于发射的参数的方法。该方法首先包括接收卫星启动命令，如过程框1901所示。该命令可以在卫星与发射工具脱离时或者可能在脱离之前在给定卫星处接收。例如，安装在卫星上的一个或更多个电子或机械开关可以被配置成当卫星与发射工具分离时改变状态以产生或发起产生卫星启动命令。在接收到卫星启动命令之后，该过程包括从安装在卫星上的IPW存储器系统(对应于图5和图6中的536)读取特定于发射的参数或参数确定数据，如过程框1902处所示。在确定参数数据的情况下，然后可以经由查询表或一些其他方式使用该数据来获得影响卫星控制的实际的特定于发射的参数。所示出的方法包括如在判定框1904处所指示的验证特定于发射的参数。该验证可以包括将读取的(或在确定参数数据的情况下得出的)参数与预期参数或预期参数范围进行比较。如果如由肯定结果所指示的验证了特定于发射的参数，则该过程包括至少部分地基于从IPW存储器系统读取的数据来执行如过程框1906处所示的过渡操作。最终，如过程框1907处所指示的完成传送阶段操作，并且该过程终止。

如果如由判定框1904处的否定结果所指示的没有验证从读取过程块1902直接或间接地获得的特定于发射的参数，则该过程分支以确定是否存在读取尝试的最大次数。如果未达到读取尝试的最大次数，则过程从判定框1910分支以在过程框1902处进行另一读取尝试。然而，如果如由在判定框1910处的肯定结果所指示的已经达到了读取尝试的最大次数，则该过程继续执行如1912所指示的恢复操作。这些恢复操作可以包括尝试用于确定影响自主控制的数据的可替选程序。例如，卫星可以自主地尝试以从星体跟踪器系统确定位置以及/或者自主地消除或减少自旋，以便于利用机载传感器和仪器来确定位置。如过程框1907所指示的，如果恢复操作成功，则该过程完成其中卫星处于期望的站内状况的传送操作。

如本文中所使用的，无论在上面的描述中还是在所附权利要求中，术语“包含”、“包括”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及”等应当理解为开放式的，即意指包括但不限于。此外，应当理解，当提及部件的尺寸或特性时，本文使用的术语“大约”、“基本上”等术语指示所描述的尺寸/特性不是严格的边界或参数并且不排除从功能上类似的变型。至少，包括数字参数的这样的引用将包括使用本领域接受的数学和工业原理(例如，四舍五入、测量或其他系统误差、制造容差等)，这样的引用不会改变最低有效位数的变化。

在权利要求书中使用序数术语例如“第一”、“第二”、“第三”等来修改权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素相对于另一权利要求元素的任何优先次序、优先级或顺序或者执行方法的动作的时间顺序。而是，除非另有特别说明，否则这样的序数术语仅用作标记以将具有特定名称的一个权利要求元素与具有相同名称(但是使用序数术语)的另一元素区分开。

在上面的描述和所附权利要求中，诸如参照给定特征的顶部、底部、上部、下部等的术语仅旨在识别给定特征并且将该特征与其他特征区分开。除非另有特别说明，否则这样的术语不旨在传达该特征相对于任何其他特征的任何空间或时间关系。

为了方便描述多个元件的特性或特征，术语“每个”可以在所附权利要求中使用，并且除非另有特别说明，否则术语“每个”的任何这样的使用都是包括性的。例如，如果权利要求将两个或更多个元素限定为具有特性或特征的“每个”，则术语“每个”的使用不旨在从权利要求范围中排除具有第三个元素没有限定特性或特征的情况。

上面描述的优选实施方式旨在说明本发明的原理，而不是限制本发明的范围。在不脱离本发明的范围的情况下，由本领域技术人员可以做出各种其他实施方式以及对这些优选实施方式的修改。例如，在一些情况下，结合一个实施方式公开的一个或更多个特征可以单独使用或与一个或更多个其他实施方式的一个或更多个特征组合使用。更一般地，本文描述的各种特征可以以任何工作组合使用。

Claims (41)

1.一种人造卫星(100；502；1201)，包括：

卫星结构(804；907；1002；1104；1404)；

用于控制多个卫星部件的机载控制系统(504；904；1004；1101)；以及

存储器系统(536；700；902；1001；1105；1401)，所述存储器系统物理地耦合至所述卫星结构并且相对于所述机载控制系统能够被独立地供电，并且由此甚至当所述机载控制系统处于关断状态时也能够被操作成至少接收和存储信息，所述存储器系统(i)被布置成与所述机载控制系统可通信地耦合并且(ii)存储规定了用于配置所述多个卫星部件中的至少一个卫星部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据，

所述机载控制系统适于响应于所述卫星与有效载荷分配器分离而在传送阶段中操作，所述机载控制系统还适于当在所述传送阶段中操作时至少部分地基于所述数据来自主地控制所述至少一个卫星部件的一个或更多个方面。

2.根据权利要求1所述的人造卫星，还包括在所述人造卫星的外围部分上或附近的数据交换接口(606；607；608；704；814，802)，所述数据交换接口用于与外部通信装置(540；800；901；1009；1107；1402)通信。

3.根据权利要求2所述的人造卫星，其中，所述存储器系统还被布置成经由所述数据交换接口与所述外部通信装置可通信地耦合。

4.根据权利要求2或3所述的人造卫星，其中，所述数据交换接口包括卫星间通信链路(534)，并且所述存储器系统可通信地耦合至所述卫星间通信链路。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的人造卫星，其中，所述机载控制系统适于当在所述传送阶段中操作时使所述存储器系统发送所述特定于发射的参数。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的人造卫星，其中，所述机载控制系统适于当在所述传送阶段中操作时至少部分地基于所述数据来自主地控制所述至少一个卫星部件的物理取向。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的人造卫星，其中，所述机载控制系统适于当在所述传送阶段中操作时至少部分地基于所述数据来自主地控制所述人造卫星的物理取向。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的人造卫星，其中，所述机载控制系统适于当在所述传送阶段中操作时至少部分地基于由所述数据直接或间接地规定的时间值来自主地执行时变传送阶段功能。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的人造卫星，其中，所述特定于发射的参数包括不同时间分辨率的时间参数。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的人造卫星，其中，所述卫星结构包括结构壁、结构支架、结构肋、电路基板和线缆中的至少一个。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的人造卫星，其中，所述多个卫星部件包括太阳能阵列(532)、天线(530)、磁力矩器、推进推力器(519)、致动器(515；517；518)和可再编程控制器(510；525)中的至少一个。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的人造卫星，其中，所述特定于发射的参数表征下述中的至少一个：目标天线取向、目标太阳能阵列取向、目标卫星姿态、卫星发射取向、预测卫星自旋速率、预测卫星自旋轴取向、所述有效载荷分配器上的卫星发射位置、与所述有效载荷分配器的卫星分离时间、与所述有效载荷分配器的卫星相对分离顺序、目标轨道状态矢量、目标半长轴、目标偏心率、上升模式的目标赤经、目标近地点幅角、目标轨道、目标轨道平面、所述目标轨道平面中的目标轨道位置、发射日期和发射时间。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的人造卫星，其中，所述存储器系统包括可通信地耦合至被布置在第一位置处的第一天线的第一计算机可读存储器，所述第一计算机可读存储器存储至少所述特定于发射的参数，并且

所述机载控制系统包括用于通过所述第一天线与所述存储器系统可通信地耦合的第二天线(910)，所述第二天线被布置在第二位置处，所述第一天线和所述第二天线被布置在距彼此的可操作通信距离内。

14.根据权利要求13所述的人造卫星，其中，所述第二天线位于所述机载控制系统的电路基板的一部分上。

15.根据权利要求13所述的人造卫星，其中，所述第二天线被布置在所述机载控制系统中包括的控制器的集成电路封装件的一部分中或上。

16.根据权利要求13至15中的任一项所述的人造卫星，其中，所述机载控制系统适于为所述存储器系统无线地供电。

17.根据权利要求13至16中的任一项所述的人造卫星，其中，所述卫星包括限定所述卫星的外围边界的壁，并且所述壁的第一部分与所述第一天线之间的距离被布置在所述可操作通信距离内，使得当数据写入装置的天线位于所述壁的所述第一部分处时所述数据写入装置能够与所述存储器系统无线地通信。

18.根据权利要求13至17中的任一项所述的人造卫星，其中，所述第一计算机可读存储器被布置在所述卫星结构的第一侧处，并且所述第一天线被布置在所述卫星结构的第二侧处，所述第一侧和所述第二侧不同。

19.根据权利要求18所述的人造卫星，其中，所述第一侧是所述卫星的面向外部的侧，并且所述第二侧是所述卫星的面向内部的侧。

20.一种卫星系统，包括：

根据权利要求1至19中的任一项所述的人造卫星，所述卫星系统还包括外部通信装置(540；800；901；1009；1107；1402)，所述外部通信装置适于与所述存储器系统可通信地耦合并且将规定了用于配置所述多个卫星部件中的至少一个卫星部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据写入所述存储器系统。

21.根据权利要求20所述的卫星系统，其中，所述外部通信装置包括第一无线发送器(624；625)，并且

所述存储器系统包括可通信地耦合至第一无线接收器的第一计算机可读存储器(602；701；906；1102)，所述存储器系统适于响应于所述数据从所述第一无线发送器的发送而将所述数据存储在所述第一计算机可读存储器中。

22.根据权利要求21所述的卫星系统，其中，所述第一无线发送器适于为所述存储器系统无线地供电。

23.根据权利要求21或22所述的卫星系统，其中，所述第一无线发送器安装在所述卫星结构上，并且包括与所述外部通信装置的连接器的可脱离的连接。

24.根据权利要求21至23中的任一项所述的卫星系统，其中，所述第一无线发送器安装在所述外部通信装置的探头上，并且所述卫星结构包括用于接收所述探头使得所述探头延伸至所述卫星结构的内部区域中的接收器。

25.根据权利要求20所述的卫星系统，其中，所述外部通信装置包括第一有线连接器，并且

所述存储器系统包括可通信地耦合至适于与所述第一有线连接器进行可操作连接的第二有线连接器的第一计算机可读存储器，所述存储器系统适于响应于所述数据跨所述可操作连接的通信而将所述数据存储在所述第一计算机可读存储器中。

26.一种部署卫星的方法，所述方法包括：

将所述卫星布置(1801)于卫星部署系统上的装载位置，所述卫星处于其中所述卫星的机载控制系统处于关断状态的发射状况；

在所述卫星处于所述装载位置和发射状况的情况下，可通信地耦合(1802)至所述卫星的存储器系统，所述存储器系统独立于所述机载控制系统而被供电；以及

在所述卫星处于所述装载位置和发射状况的情况下，将规定了用于配置所述卫星的至少一个部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据写入(1804)所述卫星的所述存储器系统。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，在所述卫星处于所述装载位置的情况下，从所述部署系统的外部能够访问可通信地耦合至所述卫星的所述存储器系统的数据交换接口。

28.根据权利要求26或27所述的方法，其中，可通信地耦合至所述卫星的所述存储器系统包括：将存储器系统写入装置的天线布置于相对于所述卫星的所述存储器系统的天线的可操作位置。

29.根据权利要求26或27所述的方法，其中，可通信地耦合至所述卫星的所述存储器系统包括：将存储器系统写入装置的光学发送器布置于相对于所述卫星的所述存储器系统的光学接收器的可操作位置。

30.根据权利要求26或27所述的方法，其中，可通信地耦合至所述卫星的所述存储器系统包括：将存储器系统写入装置的连接器连接至所述卫星的所述存储器系统的连接器。

31.根据权利要求26至28中的任一项所述的方法，其中，可通信地耦合至所述卫星的所述存储器系统包括：将存储器系统写入装置的天线布置成与所述卫星上的图形目标相邻。

32.根据权利要求26至29中的任一项所述的方法，其中，可通信地耦合至所述卫星的所述存储器系统包括：将所述存储器系统写入装置的探头布置在形成在所述卫星的外壳中的接受器中。

33.根据权利要求26至28、31或32中的任一项所述的方法，其中，可通信地耦合至所述卫星的所述存储器系统包括：经由处于所述可操作位置的所述存储器系统写入装置为所述存储器系统无线地供电。

34.根据权利要求26至33中的任一项所述的方法，还包括：在所述卫星部署系统的发射之后，将所述数据从所述卫星的所述存储器系统发送(1902)至所述机载控制系统，并且当所述卫星在传送阶段中操作时，经由所述机载控制系统、至少部分地基于所述特定于发射的参数来自主地控制(1906)至少一个卫星部件或所述卫星的物理取向。

35.根据权利要求26至34中的任一项所述的方法，还包括：在所述卫星部署系统的发射之后，将所述数据从所述卫星的所述存储器系统发送(1902)至所述机载控制系统，并且当所述卫星在传送阶段中操作时，经由所述机载控制系统、至少部分地基于由所述数据直接或间接地规定的时间值来自主地执行(1906)时变传送阶段功能。

36.根据权利要求26至34中的任一项所述的方法，所述方法还包括：将所述数据从所述卫星的所述存储器系统无线地发送(1902)至所述机载控制系统。

37.根据权利要求36所述的方法，其中，无线地发送包括：经由RF信号将所述数据从所述卫星的所述存储器系统无线地发送至所述机载控制系统。

38.根据权利要求36或37所述的方法，其中，无线地发送包括：经由所述机载控制系统为所述卫星的所述存储器系统无线地供电。

39.根据权利要求26至38中的任一项所述的方法，还包括：

将至少一个附加卫星布置于卫星部署系统上的相应装载位置，所述至少一个附加卫星处于该卫星的其中所述至少一个卫星的机载控制系统处于相应关断状态的发射状况；

在所述至少一个附加卫星处于所述相应装载位置和发射状况的情况下，可通信地耦合至所述至少一个附加卫星的存储器系统，所述存储器系统独立于所述至少一个附加卫星的所述卫星机载控制系统而被供电；以及

在所述至少一个附加卫星处于所述相应装载位置和发射状况的情况下，将规定了用于配置所述至少附加卫星的至少一个部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据写入所述至少一个附加卫星的所述存储器系统。

40.根据权利要求39所述的方法，其中，写入所述卫星和所述至少一个附加卫星的所述存储器系统包括：在时间上至少部分地同时写入所述卫星和所述至少一个附加卫星的至少两个所述存储器系统。

41.根据权利要求39所述的方法，其中，在时间上至少部分地同时写入至少两个所述存储器系统包括：同时写入所述卫星和所述至少一个附加卫星的至少两个所述存储器系统。

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