CN112491457B - 一种卫星在轨重构方法、装置、系统、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种卫星在轨重构方法、装置、系统、设备及存储介质，所述方法包括：接收重构数据，所述重构数据通过业务信道传输；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；在所述重构数据接收完成的情况下，对所述重构数据进行校验；在所述重构数据校验正确的情况下，发送校验结果和遥测量；接收写入指令；根据所述写入指令将所述重构数据写入目标载荷单机，所述目标载荷单机为需要重构的载荷单机。通过设计通信协议，使重构数据通过业务信道传输，无需在卫星上设计专用信道。通过和业务信道公用同一个信道，大大提高了信道利用率。

Description

一种卫星在轨重构方法、装置、系统、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种卫星在轨重构方法、装置、系统、设备及存储介质。

背景技术

我国现有的卫星通信系统，都是针对固定的通信体制，其处理方式和处理能力不变，由于种种因素的制约，在技术上与地面通信系统想比具有明显的滞后性。卫星一旦发射，其技术状态固定，在寿命期内不可改变，因而无法适应新技术的更新换代。近几年来，一种新型的通信技术孕育而生，不但突破了传统的通信系统设计思想，同时带来了一场通信领域的革命，这就是“软件无线电技术”。这种技术在地面上已经得到了快速的发展，然而在星上还处在研究阶段。因此为了适应新技术的发展需求，并改变卫星通信系统现状，期望将在地面系统中发展迅速的软件无线电技术应用于卫星产品中，在此开展了星载设备软件在轨重构技术研究。

传统的馈电上行可用的传输路径有：测控信道，业务信道以及专用信道。测控信道：测控信道独立于有效载荷的应用，保证卫星始终处于可控状态，然而该信道的传输速率较低，对于大数据量传输需求来说，具有传输时间长的缺点。业务信道：将重构数据通过业务信道传输，需要将重构数据与业务数据复合，并约定完善接口协议，且需考虑业务信道的通信误码率等限制因素。采用这种途径最大的问题在于星上如果出现加载失败必然会造成业务信道的通信中断。专用信道：采用独立的专用信道，不影响测控信道和业务信道正常的数据传输。该信道支持较高的传输速率来传输大量的用于软件重构的程序句，可减少重构数据的传输时间，同时降低了在传输过程中被干扰影响的概率，提高了传输过程的可靠性。

在近地轨道时，卫星的运行周期

其中r是卫星运行半径，G是万有引力常数，M是地球质量，可以看出，在近地轨道时，卫星运行周期较小，这意味着卫星从空中掠过的时间较短，这就要求重构时间尽可能短，否则只能等待下一个周期才能重构。

由于现有技术方案中通过专用信道来做为重构信道，通过专用信道发送重构数据，但专用信道作为重构信道大大的降低了信道利用率，代码重构用到的几率很小，只有在升级新功能的时候才用，平时几乎处在闲置的状态，更有甚者可能从卫星上天的那一刻开始直至最后任务周期都不会重构，这浪费了信道利用率。此外，现有的方案多数都是一对一的单机重构方案，将重构数据写入到flash(闪存)再去校验是否正确，如果中间出错，则需要擦除flash再次重新写入，浪费了很多时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的卫星在轨重构方法使用专用信道传输数据浪费信道资源的问题。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例公开了一种卫星在轨重构方法，所述方法包括：

接收重构数据，所述重构数据通过业务信道传输；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；

在所述重构数据接收完成的情况下，对所述重构数据进行校验；

在所述重构数据校验正确的情况下，发送校验结果和遥测量；

接收写入指令；

根据所述写入指令将所述重构数据写入目标载荷单机，所述目标载荷单机为需要重构的载荷单机。

进一步的，所述接收重构数据，包括：

接收数据帧；

解析所述数据帧，获取所述数据帧中的数据类型标识和计数信息，所述计数信息包括所述重构数据的帧数目；

在所述数据类型标识为所述重构数据类型标识的情况下，对所述数据帧进行校验；

在所述数据帧校验正确的情况下，缓存所述数据帧；

缓存预设数目的所述数据帧形成所述重构数据，所述预设数目等于所述帧数目。

进一步的，所述在所述数据帧校验正确的情况下，缓存所述数据帧，包括：

对所述数据帧中预设长度的数据进行一次校验；

在所述数据帧一次校验正确的情况下，对所述数据帧进行二次校验；

若所述数据帧二次校验正确，则缓存所述数据帧。

进一步的，所述计数信息还包括帧序号，缓存区域中设有多个块，每个块设有与所述帧序号对应的块序号；缓存所述数据帧，包括：

将所述数据帧缓存在与所述帧序号所对应块序号的块中。

进一步的，所述根据所述写入指令将所述重构数据写入目标载荷单机，包括：

发送闪存擦除指令，所述擦除指令用于使所述目标载荷单机擦除闪存；

在所述目标载荷单机闪存擦除完成的情况下，发送写闪存地址指令，所述写闪存地址指令用于使所述目标载荷单机写闪存就绪；

在所述目标载荷单机写闪存就绪的情况下，发送重构数据，所述重构数据用于重构所述目标载荷单机；

在所述目标载荷单机接收重构数据完成的情况下，发送校验指令，所述校验指令用于使所述目标载荷单机校验接收到的所述重构数据。

第二方面，本申请实施例公开了一种卫星在轨重构方法，所述方法包括：

发送重构数据，所述重构数据通过业务信道传输；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；

在所述重构数据发送完成的情况下，接收校验结果和遥测量；

根据所述校验结果和所述遥测量发送写入指令；所述写入指令用于将所述重构数据写入目标载荷单机，所述目标载荷单机为需要重构的载荷单机。

第三方面，本申请实施例公开了一种卫星在轨重构装置，所述装置包括：

接收模块，用于接收重构数据和写入指令，所述重构数据通过业务信道传输；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；

校验模块，用于在所述重构数据接收完成的情况下，对所述重构数据进行校验；

发送模块，用于在所述重构数据校验正确的情况下，发送校验结果和遥测量；以及根据所述写入指令将所述重构数据发送至目标载荷单机，所述目标载荷单机为需要重构的载荷单机。

第四方面，本申请实施例公开了一种卫星在轨重构装置，所述装置包括：

发送模块，用于发送重构数据，所述重构数据通过业务信道传输；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；

所述发送模块还用于根据所述校验结果和所述遥测量发送写入指令；所述写入指令用于将所述重构数据写入目标载荷单机，所述目标载荷单机为需要重构的载荷单机；

接收模块，用于在所述重构数据发送完成的情况下，接收校验结果和遥测量。

第五方面，本申请实施例公开了一种卫星在轨重构系统，所述系统包括：地面测控站和卫星；

所述地面测控站与所述卫星之间设有业务信道；所述业务信道用于传输重构数据；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；

所述地面测控站用于发送重构数据以及根据校验结果和所述遥测量发送写入指令；

所述卫星包括处理装置和至少一个载荷单机；

所述处理装置用于接收、校验所述重构数据，以及发送所述校验结果和遥测量；还用于接收写入指令并根据所述写入指令将所述重构数据发送至目标载荷单机；

所述目标载荷单机用于接收所述重构数据，并根据所述重构数据进行数据配置。

第六方面，本申请实施例公开了一种设备，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载并执行如上所述的卫星在轨重构方法。

第七方面，本申请实施例公开了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如上所述的卫星在轨重构方法。

本申请实施例提供的卫星在轨重构方法、装置、系统、设备及存储介质，具有如下技术效果：

本申请实施例所述的卫星在轨重构方法，通过设计通信协议，使重构数据通过业务信道传输，无需在卫星上设计专用信道。通过和业务信道公用同一个信道，大大提高了信道利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本申请实施例提供的一种应用环境的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种卫星在轨重构方法的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种接收重构数据的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种数据帧校验的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的一种根据写入指令将重构数据写入目标载荷单机的流程示意图；

图6是本申请实施例提供的一种卫星在轨重构方法的流程示意图；

图7是本申请实施例提供的一种卫星在轨重构装置结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种卫星在轨重构装置结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种卫星在轨重构系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

软件无线电技术，顾名思义是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信。软件无线电技术的重要价值在于：传统的硬件无线电通信设备只是作为无线通信的基本平台，而许多的通信功能则是由软件来实现，打破了有史以来设备的通信功能的实现仅仅依赖于硬件发展的格局。软件无线电技术在地面通信设备上应用较为成熟，然而在卫星上应用还处在研究阶段。星载处理设备软件在轨重构的核心设计思路为：在不改变设备硬件构成的基础上，通过对星载处理设备进行上行注入配置数据，通过加载不同的配置程序实现不同的功能，进而适应各种通信业务需求。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种应用环境的示意图，包括地面控制端101和卫星端102，其中，地面控制端101用于监控卫星的运行，地面控制端101接受卫星发送的遥测量，向卫星发送控制指令、传输各种数据，如业务数据、重构数据等。地面控制端101可以为地面测控站，还可以为用于数据处理的服务器。卫星端102与地面控制端101通信连接，卫星端102与地面控制端101通过信道传输数据。卫星端102可以是地球资源卫星、通讯卫星、气象卫星、近地空间科研卫星、测地卫星、导航卫星、天文观测卫星等，卫星端102设有多个用于实现业务功能的载荷单机以及用于重构载荷单机的重构设备。

基于上述应用环境，本申请实施例提出了一种卫星在轨重构框架，卫星在轨重构框架可分为三层，第一层星地层，卫星端102上的重构设备和地面控制端101之间的数据通信，地面控制端101将重构数据打包通过上行信道传输至卫星端102上的重构设备。可选的，重构设备为数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，DSP在接收到数据后对数据类型进行判别，如果是业务数据，则进行业务数据处理，如果是重构数据则进行重构数据的处理。第二层是中间层，除DSP外，其他具有数据处理功能的芯片或处理器也可以作为中间层。重构设备对数据进行解析，解析正确后将数据缓存在重构设备中的buffer(缓冲寄存器)中，整块重构数据接收完成后将整块数据进行校验，同时校验结果反馈下行至地面控制端101。第三层是写入层，地面控制端101根据校验结果的反馈决定是否执行写入载荷单机的指令，如果发送写入指令，重构设备则将重构数据分包发送至对应需要重构的载荷单机。

以下以重构设备为执行主语介绍本申请一种卫星在轨重构方法的具体实施例，图2是本申请实施例提供的一种卫星在轨重构方法的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图2所示，该方法可以包括：

S201：接收重构数据，重构数据通过业务信道传输；

本申请实施例中，重构数据通过业务信道传输，通过约定通信协议，区分出是业务数据还是重构数据。当卫星端102接收到数据后，根据数据中的数据类型标识判断是业务数据或重构数据，业务数据发送至相应的载荷单机进行数据处理，若接受到的数据中的数据类型标识为重构数据类型标识，则将该数据发送至重构设备。

图3是本申请实施例提供的一种接收重构数据的流程示意图，如图3所示，接收重构数据，包括：

S301：接收数据帧；

本申请实施例中，卫星端102与地面控制端101进行数据传输时，数据以数据帧的形式接受或发送，无论是业务数据或者是重构数据，均有多帧数据帧组成。

S303：解析数据帧，获取数据帧中的数据类型标识和计数信息，计数信息包括重构数据的帧数目；

本申请实施例中，重构设备接收到数据帧后对数据帧进行解析，以获取数据帧中的数据类型标识、计数信息等信息。由于重构数据和业务数据公用一个信道，重构设备在接收到数据后对数据类型进行判别，如果是业务数据，则进行业务数据处理，是重构数据则进行重构数据的处理，为此必须正确设计数据通信协议，以防止数据处理出错。为此需要对重构数据的帧格式进行设计。表1为本申请实施例提供的一种帧格式。

表1

如表1所示，信道访问数据单元由帧同步码和虚拟信道数据单元(VirtualChannel Data Unit，VCDU)构成，帧同步码为固定的4个字节，虚拟信道数据单元由帧主导头、帧数据域以及差错控制域构成。帧同步码为32位，按16进制可表示为1ACFFC1D。帧主导头中版本号用于标识国际空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for SpaceData Systems，CCSDS)虚拟信道数据单元，如取“01”。航天器标识符为卫星代号，如01星为0x01，02星为0x02等。虚拟信道标识符为虚拟信道(Virtual Channel，VC)标志。虚拟信道标识符与虚拟信道对应，每个虚拟信道传输不同的数据源。表2为本申请实施例提供的一种虚拟信道标识符设计表。

序号	虚拟信道	数据源	虚拟信道标识符(6bit)
				1	A	平台数据	010001
2	B	载荷数据	010010
				3	C	直接指令	010100
4	D	填充数据	000000

表2

如表2所示，不同的数据源具有不同的虚拟信道标识符，地面控制端101根据虚拟信道将数据进行分发，本申请实施例中，重构设备收到数据只能是载荷数据，而在载荷数据中VCDU数据域才是真实数据，表3为本申请实施例提供的一种VCDU数据域中位流数据格式定义表。

表3

如表3所示，一帧数据的帧头2个字节定义为0xEB90。帧长度2个字节代表从帧类型至有效数据的字节数。帧类型用于标识该帧数据的类型，可以根据帧类型判别出此帧数据是何种数据，进行不同的处理，如果判断出重构数据帧，则再进行有效数据的处理。目的ID用于区分不同的载荷单机。块序号为重构设备中用于缓存该帧数据的块编号。总帧数为该数据包总共有多少帧数据。帧序号为当前数据帧是第几帧数据。校验和用于校验帧长度至有效数据的求和校验。帧尾2个字节定义为0x5716。

本申请实施例提供的数据帧格式是基于通信协议做出的设计，数据帧格式并不仅限于上述方式。此外，本申请所述卫星在轨重构方法，对于通信协议的定义只要能区分出是重构数据即可，所以只要是上行数据进行通信协议的改变而做出的重构方案实质和本申请实施例的技术方案一致。

本申请实施例中，重构设备在接收到数据后，首先将数据进行帧头判别，然后是VCDU判别，上述判别都正确后再进行VCDU数据域的判别。具体的，重构设备接收数据，判断帧头是否正确，如果不正确则丢弃数据来源，如果正确则接着判断航天器标识符是否正确；如果航天器标识符不正确则丢弃数据来源，如果正确则接着判断虚拟信道标识符是否正确；如果虚拟信道标识符不正确则丢弃数据来源，如果正确则接着判断帧类型是否正确；如果帧类型不正确则丢弃数据来源，如果正确则接收该帧数据进行下一步处理。

S305：在数据类型标识为重构数据类型标识的情况下，对数据帧进行校验；

本申请实施例中，在帧类型判断为重构数据类型标识，即帧类型判断正确的情况下，对该帧数据进行进一步的验证，来决定是否缓存该帧数据。

S307：在数据帧校验正确的情况下，缓存数据帧；

本申请实施例中，在帧类型判断正确的情况下，对该帧数据进行进一步的验证，以确保缓存的数据的正确性。图4是本申请实施例提供的一种数据帧校验的流程示意图，如图4所示，在数据帧校验正确的情况下，缓存数据帧，包括：

S401：对数据帧中预设长度的数据进行一次校验；

本申请实施例中，一次校验之前需判断真实数据是否已接收，因此先判断真实数据的头字节是否正确，如果真实数据的头字节不正确则丢弃数据来源，如果正确则进行一次校验。一次校验为有效数据求和校验，以检验有效数据中是否有缺失字符。

S403：在数据帧一次校验正确的情况下，对数据帧进行二次校验；

本申请实施例中，一次校验正确的情况下再进行二次校验，进一步检验该帧数据的正确性。在进行二次校验之前还需判断该帧数据是否接收完成，具体的，判断真实数据帧尾是否正确，如果判断错误则丢弃数据来源，如果正确则进行二次校验。二次校验采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)，可选的，采用CRC32多项式校验，CRC多项式越长，校验结果越精确。在一些实施例中，还可以采用CRC4、CRC16进行二次校验。

S405：若数据帧二次校验正确，则缓存数据帧。

本申请实施例中，重构设备在解析到正确的重构数据后，将根据帧序号将有效数据内容缓存至重构设备的Buffer中。具体的，重构设备的Buffer中设有多个块，每个块设有与帧序号对应的块序号，重构设备解析数据帧得到数据帧中的帧序号和块序号，将数据帧缓存在与帧序号所对应块序号的块中，然后继续等待新的数据帧，直至整块重构数据都接收完成。

S309：缓存预设数目的数据帧形成重构数据，预设数目等于帧数目。

本申请实施例中，重构设备的Buffer中缓存与总帧数相同的数据帧后，表明整块重构数据全部接收完成。

S203：在重构数据接收完成的情况下，对重构数据进行校验；

本申请实施例中，地面控制端101发送最后一帧数据时，在有效数据内容后附上CRC32校验值，重构设备在接收完所有数据后进行CRC32校验，并将校验结果进行比对。在一些实施例中，还可以采用CRC4、CRC16进行二次校验。

S205：在重构数据校验正确的情况下，发送校验结果和遥测量；

本申请实施例中，重构设备将整块数据进行CRC32校验，和地面控制端101发送的CRC32值进行比对，然后将比对结果反馈下行至地面控制端101同时更新遥测量供地面控制端101监控。

S207：接收写入指令；

本申请实施例中，重构设备在缓存完固定大小的程序块数据后，等待地面控制端101发送写入载荷单机的指令。地面控制端101根据遥测量中的重构工作状态决定是否写入到载荷单机，如果判断卫星上重构设备已经接收完成所有的重构数据且校验通过，则发送写入指令，如果不正确，则重新发送重构数据。

S209：根据写入指令将重构数据写入目标载荷单机，目标载荷单机为需要重构的载荷单机。

本申请实施例中，重构设备在接收到写入指令后开始执行写入到目标载荷单机，将重构数据分包发送给目标载荷单机。图5是本申请实施例提供的一种根据写入指令将重构数据写入目标载荷单机的流程示意图，如图5所示，根据写入指令将重构数据写入目标载荷单机，包括：

S501：发送闪存擦除指令；

本申请实施例中，重构设备向目标载荷单机发送擦flash指令，擦除指令用于使目标载荷单机擦除flash。

S503：在目标载荷单机闪存擦除完成的情况下，发送写闪存地址指令；

本申请实施例中，重构设备监控目标载荷单机擦flash过程，判断目标载荷单机是否擦flash完成，如果没有完成先判断目标载荷单机当前是否正在擦flash，如果否，则证明重构失败，那么退出此次重构；如果目标载荷单机当前正在擦flash，则判断擦flash是否超过预设时长，如果已经超时，则说明目标载荷单机擦flash失败，则证明重构失败，那么退出此次重构。如果目标载荷单机擦flash完成，则向目标载荷单机发送写flash地址指令，写flash地址指令用于使目标载荷单机写闪存就绪。

S505：在目标载荷单机写闪存就绪的情况下，发送重构数据；

本申请实施例中，重构设备判断目标载荷单机是否写flash地址就绪，如果没有就绪则判断是否超过预设时长，如果已经超时，则证明重构失败，那么退出此次重构。如果目标载荷单机写flash地址就绪，则向目标载荷单机发送重构数据，重构数据用于重构目标载荷单机。

S507：在目标载荷单机接收重构数据完成的情况下，发送校验指令；

本申请实施例中，目标载荷单机全部接收重构数据后，重构设备向目标载荷单机发送校验指令，校验指令用于使目标载荷单机校验接收到的重构数据。可选的，目标载荷单机接收校验指令后进行CRC32校验，如果校验通过则证明重构数据被完全正确接收，如果校验失败则证明目标载荷单机接收到的重构数据不正确，则证明重构失败，那么退出此次重构。

本申请实施例中，对于在写flash的过程中，重构设备将当前写flash过程中的状态通过遥测量反馈至地面控制端101，地面控制端101可随时发送终止重构的指令，重构设备接收到终止重构的指令后重构设备退出重构流程。如果重构出错，则地面控制端101可重新发送重构数据至重构设备，重构设备再次进行上述的步骤进行再一次重构。

以下以地面控制端101为执行主语介绍本申请一种卫星在轨重构方法的具体实施例，图6是本申请实施例提供的一种卫星在轨重构方法的流程示意图，如图6所示，该方法可以包括：

S601：发送重构数据，重构数据通过业务信道传输；

本申请实施例中，重构数据通过业务信道传输，通过约定通信协议，区分出是业务数据还是重构数据。重构数据中携带有重构数据类型标识，重构数据类型标识根据通信协议设置。

S603：在重构数据发送完成的情况下，接收校验结果和遥测量；

本申请实施例中，地面控制端101发送最后一帧数据时，在有效数据内容后附上CRC32校验值，重构设备在接收完所有数据后进行CRC32校验，并将校验结果进行比对。在一些实施例中，还可以采用CRC4、CRC16进行二次校验。重构设备将整块数据进行CRC32校验，和地面控制端101发送的CRC32值进行比对，然后将比对结果更新至遥测量，并下行至地面控制端101以供地面控制端101监控。

S605：根据校验结果和遥测量发送写入指令。

本申请实施例中，重构设备在缓存完固定大小的程序块数据后，等待地面控制端101发送写入载荷单机的指令。地面控制端101根据遥测量中的重构工作状态决定是否写入到载荷单机，如果判断卫星上重构设备已经接收完成所有的重构数据且校验通过，则发送写入指令，如果校验错误则重新发送重构数据。重构设备在接收到写入指令后开始执行写入到目标载荷单机，将重构数据分包发送给目标载荷单机。对于在写flash的过程中，重构设备将当前写flash过程中的状态通过遥测量反馈至地面控制端101，地面控制端101可随时发送终止重构的指令，重构设备接收到终止重构的指令后重构设备退出重构流程。如果重构出错，则地面控制端101可重新发送重构数据至重构设备，重构设备再次进行上述的步骤进行再一次重构。

图7是本申请实施例提供的一种卫星在轨重构装置结构示意图，如图7所示，该装置包括：接收模块701，用于接收重构数据和写入指令，重构数据通过业务信道传输；重构数据中携带有重构数据类型标识，重构数据类型标识根据通信协议设置；校验模块703，用于在重构数据接收完成的情况下，对重构数据进行校验；发送模块705，用于在重构数据校验正确的情况下，发送校验结果和遥测量；以及根据写入指令将重构数据发送至目标载荷单机，目标载荷单机为需要重构的载荷单机。

本申请实施例中的装置与以重构设备为执行主语的方法实施例基于同样地申请构思。

图8是本申请实施例提供的一种卫星在轨重构装置结构示意图，如图8所示，该装置包括：发送模块801，用于发送重构数据，重构数据通过业务信道传输；重构数据中携带有重构数据类型标识，重构数据类型标识根据通信协议设置；发送模块801还用于根据校验结果和遥测量发送写入指令；写入指令用于将重构数据写入目标载荷单机，目标载荷单机为需要重构的载荷单机；接收模块803，用于在重构数据发送完成的情况下，接收校验结果和遥测量。

本申请实施例中的装置与以地面控制端101为执行主语的方法实施例基于同样地申请构思。

图9是本申请实施例提供的一种卫星在轨重构系统结构示意图，如图9所示，该系统包括：地面测控站901和卫星903；地面测控站901与卫星903之间设有业务信道；业务信道用于传输重构数据；重构数据中携带有重构数据类型标识，重构数据类型标识根据通信协议设置；地面测控站901用于发送重构数据以及根据校验结果和遥测量发送写入指令；卫星903包括处理装置和至少一个载荷单机；处理装置用于接收、校验重构数据，以及发送校验结果和遥测量；还用于接收写入指令并根据写入指令将重构数据发送至目标载荷单机；目标载荷单机用于接收重构数据，并根据重构数据进行数据配置。

本申请实施例公开了一种设备，设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行如上所述的卫星在轨重构方法。

本申请实施例所提供的方法实施例可以在计算机终端、服务器或者类似的运算装置中执行。以运行在服务器上为例，服务器可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器(Central Processing Units，CPU)，处理器可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置、用于存储数据的存储器，一个或一个以上存储应用程序或数据的存储介质(例如一个或一个以上的海量存储设备)。其中，存储器和存储介质可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器可以设置为与存储介质通信，在服务器上执行存储介质中的一系列指令操作。服务器还可以包括一个或一个以上电源，一个或一个以上有线或无线网络接口，一个或一个以上输入输出接口，和/或，一个或一个以上操作系统。本领域普通技术人员可以理解，以上结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，服务器还可包括更多或者更少的组件，或者具有不同的配置。

本申请实施例公开了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如上所述的卫星在轨重构方法。

本申请实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请实施例所述的卫星在轨重构方法，通过和业务信道公用同一个信道，解决了现有的卫星在轨重构方案中信道资源浪费的问题。通过约定通信协议，区分出是业务数据还是重构数据，然后由重构设备进行分类处理，这大大提高了信道利用率。此外，本申请实施例所述的卫星在轨重构方法，可以通过一个信道根据不同的目标单机的ID重构不同载荷单机，实现了同一信道重构多个载荷单机。

本申请实施例所述的卫星在轨重构方法，重构设备在收到数据后进行多次校验，正确的数据会保存在缓存中，错误的数据则直接丢弃掉，同时实时更新遥测量反馈给地面控制端监控。如果中间如果出错，则地面控制端可直接重新发送重构数据到重构设备。当重构设备收到全部的重构数据后，会进行所有数据的CRC校验，如果正确则更新遥测量供地面控制端监控。通过重构设备作为中间层对数据进行层层校验，这就降低了写入数据过程中的数据错误概率，避免了重构加载失败的概率，同时大幅降低重构过程中反复读写flash的操作，为低轨卫星重构赢得了宝贵时间。

本申请实施例所述的卫星在轨重构方法，采用重构设备作为中间层，先将数据进行存储，在重构设备发送重构数据给目标载荷单机的过程中，由于所有的数据已经在重构设备校验过，则写入对应载荷单机的重构数据已经大幅度降低了出错的概率，最后重构设备会发送CRC校验指令并获取校验值进行比对，同时更新遥测量信息反馈给地面站，地面站根据重构工作状态决定是否需要重新发送重构数据至重构设备。

需要说明的是：上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卫星在轨重构方法，其特征在于，所述方法包括：

接收重构数据，所述重构数据通过业务信道传输；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；所述重构数据类型标识包括虚拟信道标识符，所述虚拟信道标识符用于标识虚拟信道，所述虚拟信道用于传输所述重构数据；

在所述重构数据接收完成的情况下，对所述重构数据进行校验；

在所述重构数据校验正确的情况下，发送校验结果和遥测量；

接收写入指令；

根据所述写入指令将所述重构数据写入目标载荷单机，所述目标载荷单机为需要重构的载荷单机；

所述接收重构数据，包括：

接收并解析数据帧；

对所述数据帧的帧头进行判别；

在所述帧头正确的情况下，对航天器标识符进行判别；

在所述航天器标识符正确的情况下，对所述虚拟信道标识符进行判别；

在所述虚拟信道标识符正确的情况下，对帧类型进行判别；

在所述帧类型正确的情况下，缓存所述数据帧；

缓存预设数目的所述数据帧形成所述重构数据。

2.根据权利要求1所述的卫星在轨重构方法，其特征在于，所述缓存所述数据帧之前，还包括：

对所述数据帧中预设长度的数据进行一次校验；

在所述数据帧一次校验正确的情况下，对所述数据帧进行二次校验；

若所述数据帧二次校验正确，则缓存所述数据帧。

3.根据权利要求2所述的卫星在轨重构方法，其特征在于，所述数据帧中携带有计数信息；所述计数信息包括帧序号，缓存区域中设有多个块，每个块设有与所述帧序号对应的块序号；缓存所述数据帧，包括：

将所述数据帧缓存在与所述帧序号所对应块序号的块中。

4.根据权利要求1所述的卫星在轨重构方法，其特征在于，所述根据所述写入指令将所述重构数据写入目标载荷单机，包括：

发送闪存擦除指令，所述擦除指令用于使所述目标载荷单机擦除闪存；

在所述目标载荷单机闪存擦除完成的情况下，发送写闪存地址指令，所述写闪存地址指令用于使所述目标载荷单机写闪存就绪；

在所述目标载荷单机写闪存就绪的情况下，发送重构数据，所述重构数据用于重构所述目标载荷单机；

在所述目标载荷单机接收重构数据完成的情况下，发送校验指令，所述校验指令用于使所述目标载荷单机校验接收到的所述重构数据。

5.一种卫星在轨重构方法，其特征在于，所述方法包括：

发送重构数据，所述重构数据通过业务信道传输；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；所述重构数据类型标识包括虚拟信道标识符，所述虚拟信道标识符用于标识虚拟信道，所述虚拟信道用于传输所述重构数据；所述重构数据包括预设数目的数据帧；所述数据帧的帧格式包括帧头、航天器标识符、虚拟信道标识符、帧类型，所述帧格式用于使重构设备对所述数据帧的帧头进行判别；在所述帧头正确的情况下，对航天器标识符进行判别；在所述航天器标识符正确的情况下，对所述虚拟信道标识符进行判别；在所述虚拟信道标识符正确的情况下，对帧类型进行判别；在所述帧类型正确的情况下，缓存所述数据帧；

在所述重构数据发送完成的情况下，接收校验结果和遥测量；

根据所述校验结果和所述遥测量发送写入指令；所述写入指令用于将所述重构数据写入目标载荷单机，所述目标载荷单机为需要重构的载荷单机。

6.一种卫星在轨重构装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收重构数据和写入指令，所述重构数据通过业务信道传输；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；所述重构数据类型标识包括虚拟信道标识符，所述虚拟信道标识符用于标识虚拟信道，所述虚拟信道用于传输所述重构数据；

校验模块，用于在所述重构数据接收完成的情况下，对所述重构数据进行校验；

发送模块，用于在所述重构数据校验正确的情况下，发送校验结果和遥测量；以及根据所述写入指令将所述重构数据发送至目标载荷单机，所述目标载荷单机为需要重构的载荷单机；

所述接收重构数据，包括：

接收并解析数据帧；

对所述数据帧的帧头进行判别；

在所述帧头正确的情况下，对航天器标识符进行判别；

在所述航天器标识符正确的情况下，对所述虚拟信道标识符进行判别；

在所述虚拟信道标识符正确的情况下，对帧类型进行判别；

在所述帧类型正确的情况下，缓存所述数据帧；

缓存预设数目的所述数据帧形成所述重构数据。

7.一种卫星在轨重构装置，其特征在于，所述装置包括：

发送模块，用于发送重构数据，所述重构数据通过业务信道传输；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；所述重构数据类型标识包括虚拟信道标识符，所述虚拟信道标识符用于标识虚拟信道，所述虚拟信道用于传输所述重构数据；所述重构数据包括预设数目的数据帧；所述数据帧的帧格式包括帧头、航天器标识符、虚拟信道标识符、帧类型，所述帧格式用于使重构设备对所述数据帧的帧头进行判别；在所述帧头正确的情况下，对航天器标识符进行判别；在所述航天器标识符正确的情况下，对所述虚拟信道标识符进行判别；在所述虚拟信道标识符正确的情况下，对帧类型进行判别；在所述帧类型正确的情况下，缓存所述数据帧；

所述发送模块还用于根据校验结果和遥测量发送写入指令；所述写入指令用于将所述重构数据写入目标载荷单机，所述目标载荷单机为需要重构的载荷单机；

接收模块，用于在所述重构数据发送完成的情况下，接收校验结果和遥测量。

8.一种卫星在轨重构系统，其特征在于，所述系统包括：地面测控站和卫星；

所述地面测控站与所述卫星之间设有业务信道；所述业务信道用于传输重构数据；所述重构数据中携带有重构数据类型标识，所述重构数据类型标识根据通信协议设置；所述重构数据类型标识包括虚拟信道标识符，所述虚拟信道标识符用于标识虚拟信道，所述虚拟信道用于传输所述重构数据；所述重构数据包括预设数目的数据帧；所述数据帧的帧格式包括帧头、航天器标识符、虚拟信道标识符、帧类型，所述帧格式用于使重构设备对所述数据帧的帧头进行判别；在所述帧头正确的情况下，对航天器标识符进行判别；在所述航天器标识符正确的情况下，对所述虚拟信道标识符进行判别；在所述虚拟信道标识符正确的情况下，对帧类型进行判别；在所述帧类型正确的情况下，缓存所述数据帧；

所述地面测控站用于发送重构数据以及根据校验结果和遥测量发送写入指令；

所述卫星包括处理装置和至少一个载荷单机；

所述处理装置用于接收、校验所述重构数据，以及发送所述校验结果和遥测量；还用于接收写入指令并根据所述写入指令将所述重构数据发送至目标载荷单机；

所述目标载荷单机用于接收所述重构数据，并根据所述重构数据进行数据配置。

9.一种计算机终端设备，其特征在于，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载并执行如权利要求1-5任一所述的卫星在轨重构方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-5任一所述的卫星在轨重构方法。

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