CN113162680B - 一种插桩式在轨卫星状态监视方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种插桩式在轨卫星状态监视方法，该方法包括：步骤S1：在事件池中设置事件后续故障处理程序入口，或在各监视点预先插入事件桩；步骤S2：运行过程中，访问事件记录接口；步骤S3：若状态处理模块正在处理前次事件，则等待处理完成；步骤S4：状态处理模块处理完前次事件后，接收当前事件桩登记的突发事件并查找该事件的相关信息，组织事件记录包，存储至事件记录区；将事件累计加1，更新事件标识符与事件累计计数遥测；步骤S5：若事件在事件池中有后续处理程序，则直至处理完成才接收新的突发事件；步骤S6：重复步骤S2～步骤S5。本发明实现了卫星在轨状态监视与后续处理，方便地面对卫星在大型试验或在轨运行中的生命状况进行监视。

Description

一种插桩式在轨卫星状态监视方法
技术领域
本发明涉及星载电子设备技术领域，具体地，涉及一种插桩式在轨卫星状态监视方法。
背景技术
按照轨道高度分类，卫星可分为中低轨卫星与高轨卫星，卫星在轨运行时，地面只能在卫星入境或有人值守期间，通过遥测监视卫星的运行状态，由于目前测控信道码速率限制，星上大量运行状态信息无法全部下传，为使用户能掌握卫星全周期生命状态，必须集约信道资源，以有限且精炼的遥测表示尽可能多的运行信息。同时，在识别出带有危险性的状态变化时，卫星需要具备一定的应急故障处理能力，在地面观察到危险之前保障自主安全。
目前，卫星一般由中心信息处理单元集中处理地面遥控，接收外部远端机遥测、工作状态报告等消息，组织多源遥测下行至地面，并自主执行一定程度的整星程控，调整卫星姿态、资源、能源等，完成用户任务目标。由于测控弧段与值守时间限制，卫星中心信息处理单元往往配备存储设施，可以将重要数据按规定格式存储于星上，由用户选择下传分析。地面设置长关注遥测，根据遥测及时获知预警信息，并反演卫星过去运行状态。
卫星各分系统职能明确，可能发生的状态变化相对确定，在中心信息处理单元插入事件桩，能监测卫星涉及到整星层级的大部分状态变化。为了适应各种不同状态信息，卫星记录须简单可靠，接口采取半定制的方式，由事件桩自行定义事件内容。
在电子电力等领域，公开号为CN1756112A的发明专利，公开了一种电力线通信网络的状态监视方法，该发明对连接于该中继器的下位的多个终端装置以给定的周期发送一同报知信息，在短时间内收集来自所有终端装置的状态信息；公开号为CN1405716A的发明专利，公开的一种用于监视飞机、潜艇等内部设备运行状态的监视系统，由多个信息机组成，信息机设在需要监控的部位，每个信息机再分别通过电缆与计算机相连；公开号为CN104281678A的发明专利，公开了一种小卫星智能状态监视系统，可以实现卫星测试过程中的实时遥测数据显示、遥控指令发送显示、指令判读结果显示、参数基础信息查询显示、实时数据曲线显示、整星健康状态显示，帮助卫星测试人员快速、准确的了解卫星的状态信息，具有高集成性、模块化和智能监控等特点。这些发明的使用场景、适用范围以及实现方式均无法轻量化实时要求相匹配，不便于地面对卫星在大型试验或在轨运行中的生命状况进行监视。
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插桩式在轨卫星状态监视方法，实现卫星在轨状态监视与后续处理，方便地面对卫星在轨运行状况进行监视。
根据本发明提供的一种插桩式在轨卫星状态监视方法，所述方案如下：
步骤S1：根据卫星状态变化预先定义事件类型与事件标识符，在事件池中设置事件后续故障处理程序入口，或者将后续处理置空，在各监视点预先插入事件桩；
步骤S2：运行过程中，事件桩监视到状态变化后，访问事件记录接口；
步骤S3：设定状态处理模块用于执行事件处理，若状态处理模块正在处理前次事件，则等待其处理完成；
步骤S4：状态处理模块处理完前次事件后，接收当前事件桩登记的突发事件，查找该事件在事件池中相关信息，组织事件记录包，存储至事件记录区；
将事件累计计数加1，更新事件标识符与事件累计计数遥测；
步骤S5：若事件在事件池中有后续处理程序，则进入故障处理状态，直至处理完成后方能接收新的突发事件；
步骤S6：重复步骤S2～步骤S5，完成卫星在轨状态监视过程。
优选的，所述事件采用预定义形式，具有唯一标识符，事件的后续处理确定；
事件不限于内部状态变化，对于地面遥控、远端遥测或状态更新等所有外部输入均视为事件。
优选的，状态处理模块通过两路通道记录状态变化过程，存储记录包与实时遥测。
优选的，若同一时间发生多次状态变化，均被记录在事件记录包，遥测仅显示最新事件标识符与累计事件计数。
优选的，若有新增状态变化监视需求，在事件池中增加事件与处理程序定义，并灵活插入新的事件桩。
优选的，事件桩的监视方法自行定义，包括但不限于监视状态变化、事件突发、消息不更新。
优选的，所述状态处理模块执行事件处理时，根据事件池判断后续进入故障处理程序或者不动作；
所述状态处理模块为有限访问，事件桩须等待其处理完前一个事件桩登记的突发事件。
优选的，所述状态处理模块提供标准事件记录接口，至少包括事件号与事件信息，事件信息由各桩定制；处理模块内部将事件标识符、事件发生时间、事件信息组织成事件记录包，事件信息格式与内容不限；同时，将事件号与累计计数通过遥测下传。
优选的，所述事件桩分散分布，根据需要插入事件桩，一个事件桩能够登记若干不同事件，多个事件桩能够登记同一事件。
优选的，所述事件记录包存储在星上，择机下传至地面，事件记录包的存储方式为突发式、追加式。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明实现了卫星在轨状态监视与后续处理，方便地面对卫星在大型试验或在轨运行中的生命状况进行监视。
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为本发明组成示意框图；
图2为本发明工作过程图。
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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种插桩式在轨卫星状态监视方法，参照图1和图2所示，该方法由卫星系统内中心信息处理单元与各分系统联合实施。中心信息处理单元对卫星在轨状态进行分点监视与集中管理。将包含地面遥控、远端更新、内部处理在内的卫星状态变化称为事件，采用事件池作为状态监视对象集合，在可能监测到事件的地方插入事件桩，当监测到事件发生时，事件桩向状态处理模块登记突发事件，状态处理模块对登记事件区分处理，将相关信息组织事件记录包，同时填写到遥测并下传。事件采用预定义形式，具有唯一标识符，事件的后续处理确定；事件不限于内部状态变化，对于地面遥控、远端遥测或状态更新等所有外部输入均可视为事件。事件桩分散分布，可根据需要插入事件桩，一个事件桩可登记若干不同事件，多个事件桩可登记同一事件。状态处理模块提供标准事件记录接口，至少包括事件号与事件信息，事件信息由各桩定制；处理模块内部将事件标识符、事件发生时间、事件信息组织成事件记录包；事件记录包存储在星上，择机下传至地面，事件记录包的存储方式为突发式、追加式。同时，将事件号与累计计数通过遥测下传。
状态处理模块执行事件处理时，根据事件池判断后续进入故障处理程序或者不动作；状态处理模块为有限访问，事件桩须等待其处理完前一个事件桩登记的突发事件再进入当前事件的处理流程。
本实施例所提供的插桩式在轨卫星状态监视方法，包括如下运行步骤：
步骤S1：根据卫星状态变化预先定义事件类型与事件标识符，在事件池中设置事件后续故障处理程序入口，或者将后续处理置空，在各监视点预先插入事件桩。
步骤S2：运行过程中，事件桩监视到状态变化后，访问事件记录接口。
步骤S3：设定状态处理模块用于执行事件处理，若状态处理模块正在处理前次事件，则等待其处理完成。
步骤S4：状态处理模块处理完前次事件后，接收当前事件桩登记的突发事件，查找该事件在事件池中相关信息，组织事件记录包，存储至事件记录区，将事件累计计数加1，更新事件标识符与事件累计计数遥测。
步骤S5：若事件在事件池中有后续处理程序，则进入故障处理状态，直至处理完成后方能接收新的突发事件。
步骤S6：重复步骤S2～步骤S5，完成卫星在轨状态监视过程。
在整个方法中，事件为预定义形式存储在中心信息处理单元的事件池中，未定义的事件无法计入本方法范围。若有新增状态变化监视需求，在事件池中增加事件与处理程序定义，并灵活插入新的事件桩。
分散在中心信息处理单元各处的事件桩可以实时监测卫星状态变化，通过统一的事件记录接口记录状态变化信息，使其可以通过快速遥测与慢速存储两路通道下传至地面。
本发明提及的事件记录包亦可填写其他相关信息。
接下来，对本发明进行更为具体的说明。
插桩式在轨卫星状态监视方法实施在卫星上，由综合电子管理单元、姿轨控接口单元、电源管理器、1553B总线接口和应答机、串口总线组成，综合电子管理单元、姿轨控接口单元和电源管理器通过1553B总线连接，综合电子管理单元和应答机通过串口总线连接。综合电子管理单元作为中心信息处理单元，处理卫星状态变化事件，存储事件记录包，组织并下传遥测，同时完成整星的消息收发，承担一定的整星程控任务，监视整星状态。应答机接收地面遥控发送给管理单元，管理单元识别后分发给星上其他分系统或者留在自身处理。外部各远端机通过连接的总线将消息发送给管理单元，管理单元进行集中处理。在管理单元软件各通信或执行端口安插事件桩，监视上述状态变化，及时通知地面相关变化信息。
综合电子管理单元事先识别在轨可能发生的状态变化，在事件池定义中约定事件类型与标识符，事件的定义如表1所示：
表1管理单元事件表(示例)
事件标识符 事件名称 事件号/值 后续处理
SETTEMCTRL_ERR 设置温控模式错误 16#93# 空
META_CMD_ERR 遥控指令类型错误 16#39# 空
MISSION_QUEUE_FULL 作业队列满 16#71# 空
STARTBRANCH_ERR 执行程控分支错误 16#4A# Stop_CURCK
EMG_CRISIS 能源危机 16#B3# SAT_EMG_3
在管理单元软件中，在对事件的最短监测路径处插入事件桩。例如，在接收地面遥控指令的第一层检查时插入事件桩，检测指令类型正确性，如果不正确，第一时间填写事件标识符为META_CMD_ERR的事件遥测，告知地面刚上注的指令错误，不让错误流转至下一个环节。同样，软件每周期采集外部单机电压状态，母线电压模拟量经滤波处理后，供上层应用部件使用，在应用部件入口处插入事件桩，设置检查条件，检测到不满足条件的第一时间填写事件标识符为EMG_CRISIS的事件遥测，并记录模拟量相关详细信息。
管理单元软件中的状态处理模块提供事件记录接口logEvent，供事件桩向其报告事件信息，该接口采取半定制形式，接受输入为地址类型的一段长度信息，该信息内容由事件桩填充。例如，管理单元软件执行整星程控，发生事件标识符为STARTBRANCH_ERR的事件，那么该事件桩报告事件时，填写程控段号、程控指令号、分支数、当前执行的错误分支序号，通过logEvent记入状态处理模块。
进入状态处理模块处理后，这段事件信息进行两路处理。首先，填写实时遥测“事件标识符”为STARTBRANCH_ERR，将实时遥测“事件累计计数”加1，两个遥测立即送入下行通道。其次，将事件信息和接收到该事件的时间打包入APID为16#20B#的事件记录包，如表2所示，以追加的方式存储在星上事件存储区。
表2管理单元事件记录包格式(示例)
Figure BDA0003035650260000061
状态处理模块存储遥测同时，检查事件池，该STARTBRANCH_ERR事件存在后续处理程序STOP_CURCK，进入STOP_CURCK程序处理流程。
模块内部采用保护对象保护事件记录接口以及事件后续处理的执行，保护对象的优先级为最高，在其释放之前，无法接受新的事件记录。
本发明实施例提供了一种插桩式在轨卫星状态监视方法，能够实现卫星在轨状态监视与后续处理，方便地面对卫星在大型试验或在轨运行中的生命状况进行监视。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种插桩式在轨卫星状态监视方法，其特征在于，包括：
步骤S1：根据卫星状态变化预先定义事件类型与事件标识符，在事件池中设置事件后续故障处理程序入口，或者将后续处理置空，在各监视点预先插入事件桩；
步骤S2：运行过程中，事件桩监视到状态变化后，访问事件记录接口；
步骤S3：设定状态处理模块用于执行事件处理，若状态处理模块正在处理前次事件，则等待其处理完成；
步骤S4：状态处理模块处理完前次事件后，接收当前事件桩登记的突发事件，查找该事件在事件池中相关信息，组织事件记录包，存储至事件记录区；
将事件累计计数加1，更新事件标识符与事件累计计数遥测；
步骤S5：若事件在事件池中有后续处理程序，则进入故障处理状态，直至处理完成后方能接收新的突发事件；
步骤S6：重复步骤S2～步骤S5，完成卫星在轨状态监视过程；
所述事件采用预定义形式，具有唯一标识符，事件的后续处理确定；
事件不限于内部状态变化，对于地面遥控、远端遥测或状态更新等所有外部输入均视为事件。
2.根据权利要求1所述的插桩式在轨卫星状态监视方法，其特征在于，状态处理模块通过两路通道记录状态变化过程，存储记录包与实时遥测。
3.根据权利要求1所述的插桩式在轨卫星状态监视方法，其特征在于，若同一时间发生多次状态变化，均被记录在事件记录包，遥测仅显示最新事件标识符与累计事件计数。
4.根据权利要求1所述的插桩式在轨卫星状态监视方法，其特征在于，若有新增状态变化监视需求，在事件池中增加事件与处理程序定义，并灵活插入新的事件桩。
5.根据权利要求1所述的插桩式在轨卫星状态监视方法，其特征在于，事件桩的监视方法自行定义，包括但不限于监视状态变化、事件突发、消息不更新。
6.根据权利要求1所述的插桩式在轨卫星状态监视方法，其特征在于，所述状态处理模块执行事件处理时，根据事件池判断后续进入故障处理程序或者不动作；
所述状态处理模块为有限访问，事件桩须等待其处理完前一个事件桩登记的突发事件。
7.根据权利要求1所述的插桩式在轨卫星状态监视方法，其特征在于，所述状态处理模块提供标准事件记录接口，至少包括事件号与事件信息，事件信息由各桩定制；处理模块内部将事件标识符、事件发生时间、事件信息组织成事件记录包，事件信息格式与内容不限；同时，将事件号与累计计数通过遥测下传。
8.根据权利要求1所述的插桩式在轨卫星状态监视方法，其特征在于，所述事件桩分散分布，根据需要插入事件桩，一个事件桩能够登记若干不同事件，多个事件桩能够登记同一事件。
9.根据权利要求1所述的插桩式在轨卫星状态监视方法，其特征在于，所述事件记录包存储在星上，择机下传至地面，事件记录包的存储方式为突发式、追加式。
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