CN113114186B - 一种测控应答机自主复位控制方法与系统 - Google Patents

一种测控应答机自主复位控制方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种：测控应答机自主复位控制方法，卫星自主识别测控弧段，并自主计算不与正常测控时间重叠的测控复位时间窗口，在测控复位时间窗口内进行测控应答机复位，避免造成卫星正常测控因自主复位而中断。本发明的有益效果是：通过复位解决星载测控应答机因空间环境影响导致的异常问题，使其恢复至正常状态；在测控复位时间窗口内进行测控应答机复位，避免造成卫星正常测控因自主复位而中断。

Description

一种测控应答机自主复位控制方法与系统
技术领域
本发明涉及测控应答机，尤其涉及一种测控应答机自主复位控制方法与系统。
背景技术
测控应答机主要配合地面测控站实现卫星遥控、遥测及测量功能，是卫星的关键组成设备之一。随着电子技术的发展，测控应答机普遍采用基于大规模集成电路的设计，既有宇航级器件，也有工业级器件。卫星运行的轨道空间存在复杂的辐照环境，可能造成集成电路出现单粒子翻转、闩锁等功能异常，进而导致测控应答机故障。工业级器件由于不考虑抗空间辐照环境设计，其因空间环境引发的异常问题尤为突出。测控应答机事关星地测控链路安全，一旦发生故障可能造成卫星失控，需要及时自主处理恢复。目前主要的测控应答机自主异常处理方法主要分为两类：
1)对测控应答机工作参数进行诊断，当参数超出正常范围时，测控应答机自主复位。公开号为CN103869732A的专利提出了通过监测AGC值实现测控异常诊断，进而自主复位恢复的方法。公开号为CN104898477A的专利提出了对AGC、载波锁定、伪码锁定、位同步等工作状态参数进行诊断，超出正常范围时，自主复位恢复。这类方法只能处理与诊断参数相关的异常，当异常与诊断参数无关时则无法处理恢复。
2)对测控应答机定时自主复位，例如24小时自主复位一次。该方法无需诊断测控应答机工作参数，简单易于操作，但也存在不足：由于是定期复位，测控自主复位时间可能与正常卫星测控时间重合，从而导致正常卫星测控期间出现不期望的测控中断。
发明内容
为了解决现有技术中当异常与诊断参数无关时则无法处理恢复的问题以及导致正常卫星测控期间出现不期望的测控中断的技术问题，本发明提供了一种测控应答机自主复位控制方法与系统。
本发明提供了一种测控应答机自主复位控制方法，包括如下步骤：
测控入境检测：星务监视测控应答机上行锁定状态，根据锁定状态判断进行入境检测，确定入境状态，当确定为测控入境时，则记录当前时刻为入境时刻tsts表示入境时刻(单位：秒)，ts的值域为[086399]；
获取更新测控复位时间窗口：构建测控复位时间窗口数组tw，为N行2列数组，初始N＝1，第1列为测控复位窗口起始时刻，第2列为窗口结束时刻，即tw(i，1)为第i个窗口起始时刻，tw(i，2)为第i个窗口结束时刻；如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k，1)≤ts≤tw(k，2)，则更新测控复位时间窗口；
测控应答机自主复位：星务对测控应答机连续工作时间进行计时，计时器计数为tc，每秒tc自加1；星务存储测控复位计时阈值为Tc，可地面遥控设置，默认取为86400秒；当满足tc≥Tc，且当前星时日内秒t位于测控复位时间窗口内，即t≥tw(k，1)且t≤tw(k，2)时，则tc重置为0，同时星务对测控应答机发送复位指令进行复位。
本发明的优选实施方式是：当前时刻测控应答机上行锁定状态为“锁定”，且上一秒测控应答机上行锁定状态为“未锁定”，则判为检测到测控入境事件。
本发明的优选实施方式是：更新测控复位时间窗口的方法如下：
如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；
如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k，1)≤ts≤tw(k，2)，则更新窗口，处理如下：
T为可设置的窗口时间余量，单位为s，这里取为卫星轨道周期，当(ts-tw(k，1))＞T且(tw(k，2)-ts)＞T时，则窗口数量增加1，按顺序处理如下：
N＝N+1
Tw((k+1)：N，1)＝tw(k：N-1)，1)
Tw((k+1)：N，2)＝tw(k：N-1)，2)
Tw(k，2)＝ts-T
Tw(k+1，1)＝ts+T
当(ts-tw(k，1))＞T且(tw(k，2)-ts)≤T时，则窗口数量不变，处理如下：
Tw(k，2)＝ts-T
当(ts-tw(k，1))≤T且(tw(k，2)-ts)＞T时，则窗口数量不变，处理如下：
Tw(k，1)＝ts+T
当(ts-tw(k，1))≤T且(tw(k，2)-ts)≤T时，则窗口数量减少1，按顺序处理如下：
Tw(k：(N-1)，1)＝tw((k+1)：N，1)
Tw(k：(N-1)，2)＝tw((k+1)：N，2)
Tw(N，1：2)清空释放
N＝N-1。
本发明的优选实施方式是：星务对测控应答机自主复位：星务直接向测控应答机发送复位指令，测控应答机根据指令自己触发软件复位或者硬件复位。
本发明的优选实施方式是：星务对测控应答机自主复位：星务先向卫星电源发送测控应答机断电指令，再向卫星电源发送测控应答机开机指令，即对测控应答机断电重启。
本发明构建一种测控应答机自主复位控制系统，其特征在于，包括星务、测控应答机，所述星务是处理卫星工作事务所系统。所述测控应答机包括测控入境检测模块、获取复位时间窗口模块、复位模块，所述星务监视测控应答机上行锁定状态，所述测控入境检测模块根据锁定状态判断进行入境检测，确定入境状态，当所述测控入境检测模块确定为测控入境时，则记录当前时刻为入境时刻tsts表示入境时刻(单位：秒)，ts的值域为[086399]；所述获取复位时间窗口模块构建测控复位时间窗口数组tw，为N行2列数组，初始N＝1，第1列为测控复位窗口起始时刻，第2列为窗口结束时刻，即tw(i，1)为第i个窗口起始时刻，tw(i，2)为第i个窗口结束时刻；如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k，1)≤ts≤tw(k，2)，则所述获取复位时间窗口模块更新测控复位时间窗口；所述星务对测控应答机连续工作时间进行计时，计时器计数为tc，每秒tc自加1；星务存储测控复位计时阈值为Tc，可地面遥控设置，默认取为86400秒；当满足tc≥Tc，且当前星时日内秒t位于测控复位时间窗口内，即t≥tw(k，1)且t≤tw(k，2)时，则tc重置为0，同时所述星务发送复位指令，所述复位模块对测控应答机进行复位。
本发明的优选实施方式是：当前时刻测控应答机上行锁定状态为“锁定”，且上一秒测控应答机上行锁定状态为“未锁定”，则所述测控入境检测模块判为检测到测控入境事件。
本发明的优选实施方式是：所述获取复位时间窗口模块更新测控复位时间窗口过程如下：
如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；
如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k，1)≤ts≤tw(k，2)，则更新窗口，处理如下：
T为可设置的窗口时间余量，单位为s，这里取为卫星轨道周期，当(ts-tw(k，1))＞T且(tw(k，2)-ts)＞T时，则窗口数量增加1，按顺序处理如下：
N＝N+1
Tw((k+1)：N，1)＝tw(k：N-1)，1)
Tw((k+1)：N，2)＝tw(k：N-1)，2)
Tw(k，2)＝ts-T
Tw(k+1，1)＝ts+T
当(ts-tw(k，1))＞T且(tw(k，2)-ts)≤T时，则窗口数量不变，处理如下：
Tw(k，2)＝ts-T
当(ts-tw(k，1))≤T且(tw(k，2)-ts)＞T时，则窗口数量不变，处理如下：
Tw(k，1)＝ts+T
当(ts-tw(k，1))≤T且(tw(k，2)-ts)≤T时，则窗口数量减少1，按顺序处理如下：
Tw(k：(N-1)，1)＝tw((k+1)：N，1)
Tw(k：(N-1)，2)＝tw((k+1)：N，2)
Tw(N，1：2)清空释放
N＝N-1。
本发明的优选实施方式是：所述星务直接向测控应答机发送复位指令，测控应答机的所述复位模块根据指令自己触发软件复位或者硬件复位。
本发明的优选实施方式是：所述星务先向卫星电源发送测控应答机断电指令，再向卫星电源发送测控应答机开机指令，即对测控应答机的所述复位模块断电重启。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种测控应答机自主复位控制方法，包括如下步骤：测控入境检测：星务监视测控应答机上行锁定状态，根据锁定状态判断进行入境检测，确定入境状态，当确定为测控入境时，则记录当前时刻为入境时刻tsts表示入境时刻(单位：秒)，ts的值域为[086399]。获取更新测控复位时间窗口：构建测控复位时间窗口数组tw，为N行2列数组，初始N＝1，第1列为测控复位窗口起始时刻，第2列为窗口结束时刻，即tw(i，1)为第i个窗口起始时刻，tw(i，2)为第i个窗口结束时刻；如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k，1)≤ts≤tw(k，2)，则更新测控复位时间窗口。测控应答机自主复位：星务对测控应答机连续工作时间进行计时，计时器计数为tc，每秒tc自加1；星务存储测控复位计时阈值为Tc，可地面遥控设置，默认取为86400秒；当满足tc≥Tc，且当前星时日内秒t位于测控复位时间窗口内，即t≥tw(k，1)且t≤tw(k，2)时，则tc重置为0，同时星务对测控应答机发送复位指令进行复位。本发明通过复位解决星载测控应答机因空间环境影响导致的异常问题，使其恢复至正常状态；在测控复位时间窗口内进行测控应答机复位，避免造成卫星正常测控因自主复位而中断。
附图说明
图1是本发明一种测控应答机自主复位控制方法的流程图。
图2是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种卫星测控应答机自主复位控制方法：包括如下步骤：
测控入境检测：星务监视测控应答机上行锁定状态，根据锁定状态判断进行入境检测，确定入境状态，当确定为测控入境时，则记录当前时刻为入境时刻tsts表示入境时刻(单位：秒)，ts的值域为[086399]。
具体实施过程如下：所述星务监视测控应答机上行锁定状态，并自主判断是否入境。卫星测控入境的判据如下：当前时刻测控应答机上行锁定状态为“锁定”，且上一秒测控应答机上行锁定状态为“未锁定”，则判为检测到测控入境事件。卫星判为测控入境，则记录当前时刻为入境时刻ts，ts表示为世界协调时(单位为秒)，即ts的值域为[086399]。
获取更新测控复位时间窗口：构建测控复位时间窗口数组tw，为N行2列数组，初始N＝1，第1列为测控复位窗口起始时刻，第2列为窗口结束时刻，即tw(i，1)为第i个窗口起始时刻，tw(i，2)为第i个窗口结束时刻；如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k，1)≤ts≤tw(k，2)，则更新测控复位时间窗口；
测控应答机自主复位：星务对测控应答机连续工作时间进行计时，计时器计数为tc，每秒tc自加1；星务存储测控复位计时阈值为Tc，可地面遥控设置，默认取为86400秒；当满足tc≥Tc，且当前星时日内秒t位于测控复位时间窗口内，即t≥tw(k，1)且t≤tw(k，2)时，则tc重置为0，同时星务对测控应答机发送复位指令进行复位。
具体实施过程如下：星务存储测控复位时间窗口数组tw，为N行2列数组，初始N＝1。第1列为测控复位窗口起始时刻，第2列为窗口结束时刻，即tw(i，1)为第i个窗口起始时刻，tw(i，2)为第i个窗口结束时刻。该数组初始设置为：
tw(1，1)＝0
tw(1，2)＝86400
当检测到测控入境时，则利用入境时刻ts计算更新测控复位窗口，具体处理如下：
如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；
如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k，1)≤ts≤tw(k，2)，则更新窗口，处理如下：
T为可设置的窗口时间余量，单位为s，这里取为卫星轨道周期，当(ts-tw(k，1))＞T且(tw(k，2)-ts)＞T时，则窗口数量增加1，按顺序处理如下：
N＝N+1
Tw((k+1)：N，1)＝tw(k：N-1)，1)
Tw((k+1)：N，2)＝tw(k：N-1)，2)
Tw(k，2)＝ts-T
Tw(k+1，1)＝ts+T
当(ts-tw(k，1))＞T且(tw(k，2)-ts)≤T时，则窗口数量不变，处理如下：
Tw(k，2)＝ts-T
当(ts-tw(k，1))≤T且(tw(k，2)-ts)＞T时，则窗口数量不变，处理如下：
Tw(k，1)＝ts+T
当(ts-tw(k，1))≤T且(tw(k，2)-ts)≤T时，则窗口数量减少1，按顺序处理如下：
Tw(k：(N-1)，1)＝tw((k+1)：N，1)
Tw(k：(N-1)，2)＝tw((k+1)：N，2)
Tw(N，1：2)清空释放
N＝N-1。
测控应答机自主复位：所述星务对测控应答机连续工作时间进行计时，计时器计数为tc，每秒tc自加1；星务存储测控复位计时阈值为Tc，可地面遥控设置，默认取为86400秒；当满足tc≥Tc，且当前星时日内秒t位于测控复位时间窗口内，即t≥tw(k，1)且t≤tw(k，2)时，则tc重置为0，同时星务对所述测控应答机发送复位指令进行复位。
具体实施过程是：星务存储测控复位计时阈值为Tc，可地面遥控设置，默认取为86400秒。当满足tc≥Tc，且当前星时日内秒t位于测控复位时间窗口内，即t≥tw(k，1)且t≤tw(k，2)时，则tc重置为0，同时星务对测控应答机进行复位。
所述星务对所述测控应答机自主复位方式包括以下两种：
所述星务直接向测控应答机发送复位指令，测控应答机根据指令自己触发软件复位或者硬件复位；
所述星务先向卫星电源发送测控应答机断电指令，再向卫星电源发送测控应答机开机指令，即对测控应答机断电重启。
如图2所示，本发明构建一种测控应答机自主复位控制系统，包括星务1、测控应答机2，所述测控应答机2包括测控入境检测模块21、获取复位时间窗口模块22、复位模块23，所述星务1监视所述测控应答机上行锁定状态，所述测控入境检测模块21根据锁定状态判断进行入境检测，确定入境状态，当所述测控入境检测模块21确定为测控入境时，则记录当前时刻为入境时刻tsts表示入境时刻(单位：秒)，ts的值域为[086399]；所述获取复位时间窗口模块22构建测控复位时间窗口数组tw，为N行2列数组，初始N＝1，第1列为测控复位窗口起始时刻，第2列为窗口结束时刻，即tw(i，1)为第i个窗口起始时刻，tw(i，2)为第i个窗口结束时刻；如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k，1)≤ts≤tw(k，2)，则所述获取复位时间窗口模块22更新测控复位时间窗口；所述星务1对所述测控应答机2连续工作时间进行计时，计时器计数为tc，每秒tc自加1；星务存储测控复位计时阈值为Tc，可地面遥控设置，默认取为86400秒；当满足tc≥Tc，且当前星时日内秒t位于测控复位时间窗口内，即t≥tw(k，1)且t≤tw(k，2)时，则tc重置为0，同时所述星务发送复位指令，所述复位模块23对测控应答机进行复位。本发明通过复位解决星载测控应答机因空间环境影响导致的异常问题，使其恢复至正常状态；在测控复位时间窗口内进行测控应答机复位，避免造成卫星正常测控因自主复位而中断。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种测控应答机自主复位控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
测控入境检测：星务监视测控应答机上行锁定状态，根据锁定状态判断进行入境检测，确定入境状态，当确定为测控入境时，则记录当前时刻为入境时刻ts ，ts表示入境时刻，ts的单位为秒，ts的值域为0到86339；
获取更新测控复位时间窗口：构建测控复位时间窗口数组tw，为N行2列数组，初始N=1，第1列为测控复位窗口起始时刻，第2列为窗口结束时刻，即tw(i,1)为第i个窗口起始时刻，tw(i,2)为第i个窗口结束时刻；如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k,1)≤ts≤tw(k,2)，则更新测控复位时间窗口；
测控应答机自主复位：星务对测控应答机连续工作时间进行计时，计时器计数为tc，每秒tc自加1；星务存储测控复位计时阈值为Tc，可地面遥控设置，默认取为86400秒；当满足tc≥Tc，且当前星时日内秒t位于测控复位时间窗口内，即t≥tw(k,1)且t≤tw(k,2)时，则tc重置为0，同时星务对测控应答机发送复位指令进行复位。
2.根据权利要求1所述测控应答机自主复位控制方法，其特征在于，当前时刻测控应答机上行锁定状态为“锁定”，且上一秒测控应答机上行锁定状态为“未锁定”，则判为检测到测控入境事件。
3.根据权利要求1所述测控应答机自主复位控制方法，其特征在于，更新测控复位时间窗口的方法如下：
如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；
如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k,1)≤ts≤tw(k,2)，则更新窗口，处理如下：
T为可设置的窗口时间余量，单位为s，这里取为卫星轨道周期，当（ts- tw(k,1)）＞ T且（tw(k,2) - ts）＞ T时，则窗口数量增加1，按顺序处理如下：
N=N+1
Tw((k+1):N,1)=tw(k:N-1),1)
Tw((k +1):N,2)=tw(k:N-1),2)
Tw(k,2)=ts-T
Tw(k +1,1)=ts+T
当（ts- tw(k,1)）＞ T且（tw(k,2) - ts）≤ T时，则窗口数量不变，处理如下：
Tw(k,2)=ts-T
当（ts- tw(k,1)）≤ T且（tw(k,2) - ts）＞ T时，则窗口数量不变，处理如下：
Tw(k,1)=ts+T
当（ts- tw(k,1)）≤ T且（tw(k,2) - ts）≤ T时，则窗口数量减少1，按顺序处理如下：
Tw(k:(N-1),1)=tw((k+1):N,1)
Tw(k:(N-1),2)=tw((k+1):N,2)
Tw(N,1:2)清空释放
N=N-1。
4.根据权利要求1所述测控应答机自主复位控制方法，其特征在于，星务对测控应答机自主复位：星务直接向测控应答机发送复位指令，测控应答机根据指令自己触发软件复位或者硬件复位。
5.根据权利要求1所述测控应答机自主复位控制方法，其特征在于，星务对测控应答机自主复位：星务先向卫星电源发送测控应答机断电指令，再向卫星电源发送测控应答机开机指令，即对测控应答机断电重启。
6.一种测控应答机自主复位控制系统，其特征在于，包括星务、测控应答机，所述测控应答机包括测控入境检测模块、获取复位时间窗口模块、复位模块，所述星务监视所述测控应答机上行锁定状态，所述测控入境检测模块根据锁定状态判断进行入境检测，确定入境状态，当所述测控入境检测模块确定为测控入境时，则记录当前时刻为入境时刻ts ，ts表示入境时刻，ts的单位为秒，ts的值域为0到86339；所述获取复位时间窗口模块构建测控复位时间窗口数组tw，为N行2列数组，初始N=1，第1列为测控复位窗口起始时刻，第2列为窗口结束时刻，即tw(i,1)为第i个窗口起始时刻，tw(i,2)为第i个窗口结束时刻；如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k,1)≤ts≤tw(k,2)，则所述获取复位时间窗口模块更新测控复位时间窗口；所述星务对测控应答机连续工作时间进行计时，计时器计数为tc，每秒tc自加1；所述星务存储测控复位计时阈值为Tc，可地面遥控设置，默认取为86400秒；当满足tc≥Tc，且当前星时日内秒t位于测控复位时间窗口内，即t≥tw(k,1)且t≤tw(k,2)时，则tc重置为0，同时所述星务发送复位指令，所述复位模块对所述测控应答机进行复位。
7.根据权利要求6所述测控应答机自主复位控制系统，其特征在于，当前时刻测控应答机上行锁定状态为“锁定”，且上一秒测控应答机上行锁定状态为“未锁定”，则所述测控入境检测模块判为检测到测控入境事件。
8.根据权利要求6所述测控应答机自主复位控制系统，其特征在于，所述获取复位时间窗口模块更新测控复位时间窗口过程如下：
如果ts不在所有测控复位窗口内，则不更新测控复位窗口；
如果ts在第k个测控复位时间窗口内，即tw(k,1)≤ts≤tw(k,2)，则更新窗口，处理如下：
T为可设置的窗口时间余量，单位为s，这里取为卫星轨道周期，当（ts- tw(k,1)）＞ T且（tw(k,2) - ts）＞ T时，则窗口数量增加1，按顺序处理如下：
N=N+1
Tw((k+1):N,1)=tw(k:N-1),1)
Tw((k +1):N,2)=tw(k:N-1),2)
Tw(k,2)=ts-T
Tw(k +1,1)=ts+T
当（ts- tw(k,1)）＞ T且（tw(k,2) - ts）≤ T时，则窗口数量不变，处理如下：
Tw(k,2)=ts-T
当（ts- tw(k,1)）≤ T且（tw(k,2) - ts）＞ T时，则窗口数量不变，处理如下：
Tw(k,1)=ts+T
当（ts- tw(k,1)）≤ T且（tw(k,2) - ts）≤ T时，则窗口数量减少1，按顺序处理如下：
Tw(k:(N-1),1)=tw((k+1):N,1)
Tw(k:(N-1),2)=tw((k+1):N,2)
Tw(N,1:2)清空释放
N=N-1。
9.根据权利要求6所述测控应答机自主复位控制系统，其特征在于，所述星务直接向所述测控应答机发送复位指令，所述测控应答机的所述复位模块根据指令自己触发软件复位或者硬件复位。
10.根据权利要求6所述测控应答机自主复位控制系统，其特征在于，所述星务先向卫星电源发送所述测控应答机断电指令，再向卫星电源发送所述测控应答机开机指令，即对所述测控应答机的所述复位模块断电重启。
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