CN114296790A - 卫星在轨软件重构方法、卫星系统及地面运控系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种卫星在轨软件重构方法、卫星系统及地面运控系统，对于大型重构软件，本申请可以通过地面运控系统将重构文件拆分成多个子文件，每次选择1个文件上注，进而，卫星系统基于上注数据进行软件重构，提高卫星在轨软件重构效率。而且，本申请对平台单机与载荷单机进行区分处理，考虑不同单机的个体差异，地面上注的载荷重构数据经过卫星系统中的测传一体机直接路由给目标载荷单机，地面上注的平台单机重构数据首先经过测传一体机路由给星务计算平台，然后由星务计算平台路由给目标平台单机，解决了载荷单机及平台单机的重构问题。

Description

卫星在轨软件重构方法、卫星系统及地面运控系统

技术领域

本申请涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种卫星在轨软件重构方法、卫星系统及地面运控系统。

背景技术

随着高性能的大规模逻辑器件在卫星上的广泛应用，卫星开始朝着软件定义和智能化的方向发展。卫星在轨的需求不再仅仅停留在简单的参数修订和指令上注，需要在不改变硬件平台的条件下，完成功能的增加、改变或者更新，使得卫星在轨使用更加智能和灵活，这就需要对卫星软件进行在轨重构。

现有卫星在轨运行期间，通过地面运控系统上注的方式，实现软件功能迭代、运行状态切换及配置参数修改，从而实现卫星系统升级、维护。当卫星软件需要重构时，由地面运控系统发送重构指令，卫星进入重构模式，软件通过上注数据通道注入，完成软件重构。

然而，现有软件重构对于大型重构软件的重构效率较低，花费时间较长。而且，现有软件重构，由于不同单机有个体差异，例如单机接口速率不同，可能导致一些平台软件重构出现问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本申请提供一种卫星在轨软件重构方法、卫星系统及地面运控系统。

第一方面，本申请实施例提供一种卫星在轨软件重构方法，所述方法应用于卫星系统，所述卫星系统包括星务计算平台、测传一体机、载荷单机和平台单机，所述方法包括：

所述测传一体机基于上注馈电数据帧，确定路由目标，其中，所述上注馈电数据帧为地面运控系统基于单机重构原始数据拆分获得的多个单机重构子数据生成，所述多个单机重构子数据中每个单机重构子数据的大小均小于或等于预设阈值；

若所述路由目标为载荷单机，则所述测传一体机将所述上注馈电数据帧发送至所述载荷单机，所述载荷单机接收所述上注馈电数据帧，并根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构；

若所述路由目标为平台单机，则所述测传一体机将所述上注馈电数据帧发送至所述星务计算平台，所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机，所述平台单机根据所述待转发数据，进行平台软件重构。

在一种可能的实现方式中，所述测传一体机基于上注馈电数据帧，确定路由目标，包括：

所述测传一体机对所述上注馈电数据帧进行第一校验，在校验通过后，在所述上注馈电数据帧中提取出虚拟信道，并确定所述上注馈电数据帧的路由目标，基于所述虚拟信道和所述路由目标，通过对应接口透明转发所述上注馈电数据。

在一种可能的实现方式中，所述载荷单机接收所述上注馈电数据帧，并根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，包括：

所述载荷单机接收所述上注馈电数据帧，对所述上注馈电数据帧进行第二校验，在校验通过后，从所述上注馈电数据帧提取出帧类型，并基于所述帧类型，确定所述上注馈电数据帧中是否包含重构数据，若所述上注馈电数据帧中包含重构数据，则根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构。

在一种可能的实现方式中，所述载荷单机根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，包括：

所述载荷单机判断所述上注馈电数据帧是否完整，并在判断所述上注馈电数据帧完整时，根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构。

在一种可能的实现方式中，所述载荷单机判断所述上注馈电数据帧是否完整，包括：

所述载荷单机从所述上注馈电数据帧中获取总帧号，根据接收的所述上注馈电数据帧的数据长度和当前数据帧的帧号，以及所述总帧号，判断数据帧i是否已接收，其中，所述数据帧i为所述上注馈电数据帧中任意一个数据帧，i＝1,…,n，n等于所述上注馈电数据帧中数据帧的数目；

若判断所述数据帧i已接收，则返回所述数据帧i，若判断数据帧i未接收，则接收所述数据帧i直至完成所有帧的接收。

在一种可能的实现方式中，所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机，包括：

所述星务计算平台对所述上注馈电数据帧进行第三校验，在校验通过后，从所述上注馈电数据帧中提取出识别码(APID)，并基于所述APID，确定与所述APID匹配的所述平台单机，基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机。

在一种可能的实现方式中，所述星务计算平台通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机，包括：

所述星务计算平台按照所述平台单机的接口的要求，对所述待转发数据进行外层封装，并通过所述平台单机的接口，将封装后的待转发数据透明转发至所述平台单机。

在一种可能的实现方式中，所述测传一体机还用于返回重构数据丢帧异步包至所述地面运控系统，所述重构数据丢帧异步包用于指示所述地面运控系统根据所述重构数据丢帧异步包，确定丢失的帧，并基于所述丢失的帧再补发对应帧至所述卫星系统，直至所有帧接收完毕。

第二方面，本申请实施例提供另一种卫星在轨软件重构方法，所述方法应用于地面运控系统，所述地面运控系统与所述卫星系统进行信息交互，所述卫星系统包括星务计算平台、测传一体机、载荷单机和平台单机，所述方法包括：

获取单机重构原始数据，并对所述单机重构原始数据进行拆分，获得多个单机重构子数据，其中，所述多个单机重构子数据中的每个单机重构子数据的大小均小于或等于所述预设阈值；

基于所述多个单机重构子数据，生成上注馈电数据帧，并将所述上注馈电数据帧发送至所述卫星系统，所述上注馈电数据帧用于指示所述卫星系统中的所述测传一体机确定路由目标，若所述路由目标为载荷单机，则将所述上注馈电数据帧发送至所述载荷单机，以使所述载荷单机根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，若所述路由目标为平台单机，则将所述上注馈电数据帧发送至所述星务计算平台，以使所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机进行平台软件重构。

在一种可能的实现方式中，在将所述上注馈电数据帧发送至所述卫星系统之后，还包括：

若接收到所述卫星系统返回的重构数据丢帧异步包，则基于所述重构数据丢帧异步包，确定丢失的帧，并基于所述丢失的帧再补发对应帧至所述卫星系统，直至所有帧接收完毕。

第三方面，本申请实施例提供一种卫星系统，包括星务计算平台、测传一体机、载荷单机和平台单机；

所述测传一体机基于上注馈电数据帧，确定路由目标，其中，所述上注馈电数据帧为地面运控系统基于单机重构原始数据拆分获得的多个单机重构子数据生成，所述多个单机重构子数据中每个单机重构子数据的大小均小于或等于预设阈值；

若所述路由目标为载荷单机，则所述测传一体机将所述上注馈电数据帧发送至所述载荷单机，所述载荷单机接收所述上注馈电数据帧，并根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构；

若所述路由目标为平台单机，则所述测传一体机将所述上注馈电数据帧发送至所述星务计算平台，所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机，所述平台单机根据所述待转发数据，进行平台软件重构。

在一种可能的实现方式中，所述测传一体机基于上注馈电数据帧，确定路由目标，包括：

所述测传一体机对所述上注馈电数据帧进行第一校验，在校验通过后，在所述上注馈电数据帧中提取出虚拟信道，并确定所述上注馈电数据帧的路由目标，基于所述虚拟信道和所述路由目标，通过对应接口透明转发所述上注馈电数据。

在一种可能的实现方式中，所述载荷单机接收所述上注馈电数据帧，并根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，包括：

所述载荷单机接收所述上注馈电数据帧，对所述上注馈电数据帧进行第二校验，在校验通过后，从所述上注馈电数据帧提取出帧类型，并基于所述帧类型，确定所述上注馈电数据帧中是否包含重构数据，若所述上注馈电数据帧中包含重构数据，则根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构。

在一种可能的实现方式中，所述载荷单机根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，包括：

所述载荷单机判断所述上注馈电数据帧是否完整，并在判断所述上注馈电数据帧完整时，根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构。

在一种可能的实现方式中，所述载荷单机判断所述上注馈电数据帧是否完整，包括：

所述载荷单机从所述上注馈电数据帧中获取总帧号，根据接收的所述上注馈电数据帧的数据长度和当前数据帧的帧号，以及所述总帧号，判断数据帧i是否已接收，其中，所述数据帧i为所述上注馈电数据帧中任意一个数据帧，i＝1,…,n，n等于所述上注馈电数据帧中数据帧的数目；

若判断所述数据帧i已接收，则返回所述数据帧i，若判断数据帧i未接收，则接收所述数据帧i直至完成所有帧的接收。

在一种可能的实现方式中，所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机，包括：

所述星务计算平台对所述上注馈电数据帧进行第三校验，在校验通过后，从所述上注馈电数据帧中提取出APID，并基于所述APID，确定与所述APID匹配的所述平台单机，基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机。

在一种可能的实现方式中，所述星务计算平台通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机，包括：

所述星务计算平台按照所述平台单机的接口的要求，对所述待转发数据进行外层封装，并通过所述平台单机的接口，将封装后的待转发数据透明转发至所述平台单机。

在一种可能的实现方式中，所述测传一体机还用于返回重构数据丢帧异步包至所述地面运控系统，所述重构数据丢帧异步包用于指示所述地面运控系统根据所述重构数据丢帧异步包，确定丢失的帧，并基于所述丢失的帧再补发对应帧至所述卫星系统，直至所有帧接收完毕。

第四方面，本申请实施例提供一种地面运控系统，所述地面运控系统与所述卫星系统进行信息交互，所述卫星系统包括星务计算平台、测传一体机、载荷单机和平台单机，所述地面运控系统包括：

处理器；

存储器；以及

计算机程序；

其中，所述计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行如下的指令：

获取单机重构原始数据，并对所述单机重构原始数据进行拆分，获得多个单机重构子数据，其中，所述多个单机重构子数据中的每个单机重构子数据的大小均小于或等于所述预设阈值；

基于所述多个单机重构子数据，生成上注馈电数据帧，并将所述上注馈电数据帧发送至所述卫星系统，所述上注馈电数据帧用于所述卫星系统中的所述测传一体机确定路由目标，若所述路由目标为载荷单机，则将所述上注馈电数据帧发送至所述载荷单机，以使所述载荷单机根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，若所述路由目标为平台单机，则所述上注馈电数据帧发送至所述星务计算平台，以使所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机进行平台软件重构。

在一种可能的实现方式中，在将所述上注馈电数据帧发送至所述卫星系统之后，所述计算机程序包括用于执行如下的指令：

若接收到所述卫星系统返回的重构数据丢帧异步包，则基于所述重构数据丢帧异步包，确定丢失的帧，并基于所述丢失的帧再补发对应帧至所述卫星系统，直至所有帧接收完毕。

本申请实施例提供的卫星在轨软件重构方法、卫星系统及地面运控系统，对于大型重构软件，本申请实施例可以通过地面运控系统将重构文件拆分成多个子文件，每次选择1个文件上注，进而，卫星系统基于上注数据进行软件重构，提高卫星在轨软件重构效率。而且，本申请实施例对平台单机与载荷单机进行区分处理，考虑不同单机的个体差异，地面上注的载荷重构数据经过卫星系统中的测传一体机直接路由给目标载荷单机，地面上注的平台单机重构数据首先经过测传一体机路由给星务计算平台，然后由星务计算平台路由给目标平台单机，解决了载荷单机及平台单机的重构问题。

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，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地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的卫星在轨软件重构系统架构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种卫星系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种卫星在轨软件重构方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种测传一体机的处理流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种载荷单机的处理流程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种星务计算平台的处理流程示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种卫星在轨软件重构方法的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的一种地面运控系统的处理流程示意图；

图9为本申请实施例提供的一种地面运控系统的基本硬件架构示意图。

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。

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”、“第三”及“第四”等(如果存在)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、产品或设备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。

随着卫星技术的发展，卫星功能越来越强大，卫星上软件的复杂度也越来越高，故在轨软件出现问题的概率也越来越大，另一方面，卫星设计时也需考虑在轨更改卫星软件以满足用户变化的需求，因此现有对卫星软件进行在轨重构的要求越来越多。然而，现有软件重构对于大型重构软件的重构效率较低，花费时间较长。而且，现有软件重构，由于不同单机有个体差异，例如单机接口速率不同(平台单机接口速率通常较低，载荷单机接口通常较快)，可能导致一些平台软件重构出现问题。

为了解决上述问题，本申请实施例提出一种卫星在轨软件重构方法，对于大型重构软件，通过地面运控系统将重构文件拆分成多个子文件，每次选择1个文件上注，进而，卫星系统基于上注数据进行软件重构，提高卫星在轨软件重构效率。而且，本申请实施例对平台单机与载荷单机进行区分处理，考虑不同单机的个体差异，地面上注的载荷重构数据经过测传一体机直接路由给载荷单机，地面上注的平台单机重构数据首先经过测传一体机路由给星务计算平台，然后由星务计算平台路由给平台单机，解决了载荷单机及平台单机的重构问题。

可选地，本申请实施例提供的卫星在轨软件重构方法可以应用于如图1所示的卫星在轨软件重构系统中。在图1中，该卫星在轨软件重构系统架构可以包括地面运控系统11和多个卫星系统。这里，该多个卫星系统以卫星系统12和卫星系统13为例。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对卫星在轨软件重构系统架构的具体限定。在本申请另一些可行的实施方式中，上述架构可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。图1所示的部件可以以硬件，软件，或软件与硬件的组合实现。

在具体实现过程中，以卫星系统12的卫星在轨软件重构为例进行说明。地面运控系统11获取单机重构原始数据，并对该单机重构原始数据进行拆分，获得多个单机重构子数据，每次选择1个文件上注，从而，卫星系统12基于上注数据进行软件重构，解决现有软件重构对于大型重构软件的重构效率较低，花费时间较长的问题。而且，对平台单机与载荷单机进行区分处理，考虑不同单机的个体差异，地面运控系统11上注的载荷重构数据经过卫星系统12中的测传一体机直接路由给目标载荷单机，地面上注的平台单机重构数据首先经过测传一体机路由给星务计算平台，然后由星务计算平台路由给目标平台单机，解决载荷单机及平台单机的重构问题。

其中，卫星系统12的组成如图2所示，包括星务计算平台(也称综合电子)、测传一体机、载荷单机(如图2中所示的星地载荷、高级在轨系统(Advanced Orbiting System，AOS)载荷、星间载荷1和星间载荷2)和平台单机(图2中未示出)。这里，上述星务计算平台可以包括中央处理器(central processing unit，CPU)板、驱动板、采集板和全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)板，上述卫星系统12还可以包括电源控制及配电单元(PCDU)和姿轨控单机(如图2中所示的星敏A和B、陀螺A和B、三轴太敏A和B、磁强计A和B、飞轮A、B、C和D、电推进单元)。上述卫星系统12还可以包括太阳帆板驱动机构(SADA)(图2中未示出)。

另外，卫星系统13的卫星在轨软件重构参照上述卫星系统12的卫星在轨软件重构过程，卫星系统13也参照上述卫星系统12的组成，在此不再赘述。

上述系统仅为一种示例性系统，具体实施时，可以根据应用需求设置。

可以理解的是，本申请实施例描述的系统架构是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着系统架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

下面以几个实施例为例对本申请的技术方案进行描述，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图3为本申请实施例提供的一种卫星在轨软件重构方法的流程示意图，本实施例的执行主体可以为图1中的卫星系统，具体执行主体可以根据实际应用场景确定，本申请实施例对此不做特别限制。如图3所示，本申请实施例提供的卫星在轨软件重构方法可以包括如下步骤：

S301：上述测传一体机基于上注馈电数据帧，确定路由目标，其中，该上注馈电数据帧为地面运控系统基于单机重构原始数据拆分获得的多个单机重构子数据生成，该多个单机重构子数据中每个单机重构子数据的大小均小于或等于预设阈值。

其中，上述预设阈值可以根据实际情况设置，例如1M。

在本申请实施例中，对于大型重构软件，地面运控系统将重构文件拆分成多个子文件，每次选择1个文件上注，进而，卫星系统基于上注数据进行软件重构，提高卫星在轨软件重构效率。

这里，上述测传一体机在基于上注馈电数据帧，确定路由目标时，可以对上述上注馈电数据帧进行第一校验，在校验通过后，在上述上注馈电数据帧中提取出虚拟信道，并确定上述上注馈电数据帧的路由目标，基于上述虚拟信道和路由目标，通过对应接口透明转发上述上注馈电数据。其中，上述第一校验可以是校验上述上注馈电数据帧是否为预设传输帧结构。

示例性的，上述预设传输帧结构可以根据实际情况确定，下述表1给出一个预设传输帧结构：

表1

其中，同步码：32位，按16进制表示为0x1ACFFC1D；版本号：取01b；航天器标识符：标识航天器，此处取0x66；虚拟信道标识符：见表2；VCDU帧计数：为每个虚拟信道上产生的传输帧按顺序编码，数值为0～2²⁴-1，每个虚拟信道单独计数；VCDU数据域：位流数据域部分：总长886字节，如果有效数据不足886字节，则在有效数据后填充AA码，直至填满886字节。RS-校验符号：RS编码，长度为128字节。

同理，下述表2给出一个虚拟信道结构：

表2

上述测传一体机支持测控模式及馈电模式，两种模式都支持上行通信，其中测控模式为低速模式，典型速率上行4000bps，下行8192bps；馈电模式为高速模式，典型速率上行1Mbps，下行10Mbps；在轨通常主用馈电模式，并在馈电模式下进行软件重构。上述测传一体机对地面上注的馈电数据帧进行一级路由，具体根据上注帧中的虚拟信道进行识别。

示例性的，如图4所示，上述测传一体机对上述上注馈电数据帧进行第一校验，在校验通过后，在上述上注馈电数据帧中提取出虚拟信道，否则结束。在提取出虚拟信道后，上述测传一体机进一步确定上述上注馈电数据帧的路由目标，如果该路由目标为平台单机，则基于上述虚拟信道和平台单机，通过对应接口透明转发上述上注馈电数据至星务计算平台。如果上述路由目标为载荷单机(如图2中所示的星地载荷、AOS载荷、星间载荷1和星间载荷2)，则上述测传一体机可以通过对应接口透明转发上述上注馈电数据至上述载荷单机。

这里，上述测传一体机对平台单机与载荷单机进行区分处理，使得后续不同平台采用不同的软件重构方式，与平台适应性较好，减少软件重构问题。

另外，对于地面上注的重构数据上述测传一体机采用透传的方式，简化了后续星务计算平台的管理，适合应用。

上述测传一体机还用于返回重构数据丢帧异步包至上述地面运控系统，上述重构数据丢帧异步包用于指示上述地面运控系统根据上述重构数据丢帧异步包，确定丢失的帧，并基于该丢失的帧再补发对应帧至卫星系统，直至所有帧接收完毕，从而，保证卫星系统接收重构数据的完整性，以使后续软件重构准确进行。

S302若上述路由目标为载荷单机，则上述测传一体机将上述上注馈电数据帧发送至上述载荷单机，上述载荷单机接收上述上注馈电数据帧，并根据上述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构。

这里，上述载荷单机接收上述上注馈电数据帧后，可以对上述上注馈电数据帧进行第二校验，在校验通过后，从上述上注馈电数据帧提取出帧类型，并基于该帧类型，确定所述上注馈电数据帧中是否包含重构数据，如果上述上注馈电数据帧中包含重构数据，则根据上述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构。其中，上述第二校验可以包括校验上述上注馈电数据帧是否为预设载荷数据帧结构。

这里，上述预设载荷数据帧结构可以根据实际情况确定，下述表3给出一个预设载荷数据帧结构：

表3

帧头	帧长度	帧类型	数据包	CRC	帧尾
						2B	2B	1B	875B	4B	2B
EB90	XX	XX	XX	XX	5716

另外，上述第二校验还可以包括校验上述上注馈电数据帧的帧头、循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)及帧尾检查等。

在本申请实施例中，上述载荷单机在根据上述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构时，还可以判断上述上注馈电数据帧是否完整，并在判断上述上注馈电数据帧完整时，根据上述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构。具体的，在判断上述上注馈电数据帧是否完整时，上述载荷单机可以从上述上注馈电数据帧中获取总帧号，根据接收的上述上注馈电数据帧的数据长度和当前数据帧的帧号，以及上述总帧号，判断数据帧i是否已接收，其中，数据帧i为上述上注馈电数据帧中任意一个数据帧，i＝1,…,n，n等于上述上注馈电数据帧中数据帧的数目。如果判断数据帧i已接收，则返回数据帧i，如果判断数据帧i未接收，则接收数据帧i直至完成所有帧的接收。

示例性的，如图5所示，上述载荷单机在接收上述上注馈电数据帧后，对上述上注馈电数据帧进行第二校验，校验通过后，从上述上注馈电数据帧提取出帧类型，否则结束。在提取出帧类型后，上述载荷单机进一步基于该帧类型，确定上述上注馈电数据帧中是否包含重构数据，如果不包含，则结束，如果包含，则可以从上述上注馈电数据帧中获取总帧号，根据接收的上述上注馈电数据帧的数据长度和当前数据帧的帧号，以及上述总帧号，判断数据帧i是否已接收。如果判断数据帧i已接收，则上述载荷单机返回数据帧i，如果判断数据帧i未接收，则上述载荷单机接收所述数据帧i直至完成所有帧的接收，最后，根据上述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构。

其中，上述载荷单机可以将数据长度，例如长度为len的注馈电数据帧拷贝到buf_start_addr+SDU*(i-1)缓冲区处，其中buf_start_addr为1MB缓冲区起始地址，置该帧数据已接收，将接收重构帧计数加1，将总帧号N、当前帧号i、当前接收重构帧计数m更新，继续往下执行。若当前接收重构帧计数m等于N，即完成所有帧接收，清零N比特缓冲区，清接收重构帧计数m，若m<N，则未完成所有帧接收，将多帧接收完成标志清零。

这里，上述载荷单机对上注馈电数据帧进行校验，并基于帧类型判断上注馈电数据帧中是否包含重构数据，而且，还判断上述上注馈电数据帧是否完整，从而，提高载荷软件重构率，满足应用需要。

S303若上述路由目标为平台单机，则上述测传一体机将上述上注馈电数据帧发送至上述星务计算平台，上述星务计算平台基于上述平台单机，从上述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过上述平台单机的接口，将上述待转发数据转发至上述平台单机，上述平台单机根据上述待转发数据，进行平台软件重构。

其中，上述星务计算平台可以对上述上注馈电数据帧进行第三校验，在校验通过后，从上述上注馈电数据帧中提取出APID，并基于该APID，确定与该APID匹配的平台单机，基于该平台单机，从上述上注馈电数据帧中提取待转发数据，通过上述平台单机的接口，将上述待转发数据转发至上述平台单机。其中，上述第三校验可以包括校验上述上注馈电数据帧是否为预设平台数据帧结构。

这里，上述预设平台数据帧结构可以根据实际情况确定。上述第三校验还可以包括校验上述上注馈电数据帧的帧头、CRC及帧尾检查等。

示例性的，上述APID分配表可以如表4所示：

表4

在本申请实施例中，上述星务计算平台在接收上述上注馈电数据帧后，首先对其进行校验，在校验通过后，提取出数据帧中的APID，然后查找与之匹配的平台单机，若找到，则将从上述上注馈电数据帧中提取的待转发数据，通过对应接口转发给对应平台单机。其中，上述星务计算平台还可以按照上述平台单机的接口的要求，对上述待转发数据进行外层封装，并通过上述平台单机的接口，将封装后的待转发数据透明转发至上述平台单机，满足应用需求。

例如如图6所示，上述星务计算平台对上述上注馈电数据帧，在校验通过后，提取出数据帧中的APID，否则，结束。在提取APID后，上述星务计算平台确定与其匹配的平台单机，基于该平台单机，从上述上注馈电数据帧中提取待转发数据，按照上述平台单机的接口的要求，对上述待转发数据进行外层封装，并通过上述平台单机的接口，将封装后的待转发数据透明转发至上述平台单机。

这里，上述星务计算平台对上注馈电数据帧进行校验，并基于提取出的APID确定平台单机，按照平台单机的接口的要求，对待转发数据进行外层封装，而且，还通过平台单机的接口，将封装后的待转发数据透明转发至平台单机，相应的提高了平台软件重构率。

本申请实施例对于大型重构软件，可以通过地面运控系统将重构文件拆分成多个子文件，每次选择1个文件上注，进而，卫星系统基于上注数据进行软件重构，提高卫星在轨软件重构效率。而且，本申请实施例对平台单机与载荷单机进行区分处理，考虑不同单机的个体差异，地面上注的载荷重构数据经过卫星系统中的测传一体机直接路由给目标载荷单机，地面上注的平台单机重构数据首先经过测传一体机路由给星务计算平台，然后由星务计算平台路由给目标平台单机，解决了载荷单机及平台单机的重构问题。另外，本申请实施例中地面上注的重构数据采用透传的方式，简化了星务软件的管理。地面运控系统还可以根据重构数据丢帧异步包确定丢失的帧，并基于该丢失的帧再补发对应帧至卫星系统，从而，保证卫星系统接收重构数据的完整性，以使后续软件重构准确进行。

图7为本申请实施例提供的一种卫星在轨软件重构方法的流程示意图，本实施例的执行主体可以为图1中的地面运控系统，具体执行主体可以根据实际应用场景确定，本申请实施例对此不做特别限制。如图7所示，本申请实施例提供的卫星在轨软件重构方法可以包括如下步骤：

S701：获取单机重构原始数据，并对该单机重构原始数据进行拆分，获得多个单机重构子数据，其中，该多个单机重构子数据中的每个单机重构子数据的大小均小于或等于预设阈值。

S702：基于上述多个单机重构子数据，生成上注馈电数据帧，并将该上注馈电数据帧发送至上述卫星系统，上述上注馈电数据帧用于指示上述卫星系统中的测传一体机确定路由目标，若该路由目标为载荷单机，则将上述上注馈电数据帧发送至上述载荷单机，以使上述载荷单机根据上述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，若上述路由目标为平台单机，则将上述上注馈电数据帧发送至星务计算平台，以使星务计算平台基于上述平台单机，从上述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过上述平台单机的接口，将上述待转发数据转发至上述平台单机进行平台软件重构。

其中，在将上述上注馈电数据帧发送至上述卫星系统之后，如果接收到上述卫星系统返回的重构数据丢帧异步包，则上述地面运控系统可以基于该重构数据丢帧异步包，确定丢失的帧，并基于该丢失的帧再补发对应帧至上述卫星系统，直至所有帧接收完毕，从而，保证卫星系统接收重构数据的完整性。

示例性的，如图8所示，上述地面运控系统在获取单机重构原始数据，可以对该单机重构原始数据进行拆分，获得多个单机重构子数据，例如单机重构原始数据3MB，上述地面运控系统首先将载荷原始数据拆成code01.bin、code02.bin及code03.bin，每个子文件1MB。然后，上述地面运控系统基于该多个单机重构子数据，生成上注馈电数据帧，例如首先选择上注code01.bin，然后控制每帧间发送间隔为ts，同时考虑不超过载荷的处理能力，避免造成大量数据帧丢失。上述卫星系统接收到数据后，可以检查接收的数据是否完整，例如基于总帧号N，当前帧号i、当前接收重构帧计数m等检查接收的数据是否完整。如果不完整，上述卫星系统可以返回重构数据丢帧异步包至上述地面运控系统。上述地面运控系统基于该重构数据丢帧异步包，确定丢失的帧，并基于该丢失的帧再补发对应帧至上述卫星系统，直至所有帧接收完毕。

另外，当所有帧接收完毕后，上述地面运控系统可以将此次上注文件的CRC值与计算值进行比对，若一致，则说明此次文件上注成功，否则此次文件上注失败，需再次重复执行上面的过程，直至整个文件CRC值比对正确。当整个文件CRC值比对正确后，上述地面运控系统需发送指令给卫星系统，以将缓存的完整文件数据写入Flash中的重构数据区的对应分区地址FLASH_BAK_START(为重构代码存储首地址)。写入结束后，上述地面运控系统可以选择上注code02.bin，上注成功后，写入FLASH_BAK_START+0x100000处，写入结束后，可以选择上注code03.bin，上注成功后，写入FLASH_BAK_START+0x200000处，写入结束后则完成了整个软件写入FLASH的过程。

本申请实施例中，上述地面运控系统可以根据重构数据丢帧异步包确定丢失的帧，并基于该丢失的帧再补发对应帧至卫星系统，从而，保证卫星系统接收重构数据的完整性，以使后续软件重构准确进行。而且，本申请实施例对于大型重构软件，通过地面运控系统将重构文件拆分成多个子文件，每次选择1个文件上注，进而，卫星系统基于上注数据进行软件重构，提高卫星在轨软件重构效率。另外，本申请实施例对平台单机与载荷单机进行区分处理，考虑不同单机的个体差异，解决了载荷单机及平台单机的重构问题。

可选地，图9示意性地提供本申请所述地面运控系统的一种可能的基本硬件架构示意图。

参见图9，地面运控系统包括至少一个处理器901以及通信接口903。进一步可选的，还可以包括存储器902和总线904。

其中，地面运控系统中，处理器901的数量可以是一个或多个，图9仅示意了其中一个处理器901。可选地，处理器901，可以是CPU、图形处理器(graphics processing unit，GPU)或者数字信号处理器(digital signal processor，DSP)。如果地面运控系统具有多个处理器901，多个处理器901的类型可以不同，或者可以相同。可选地，地面运控系统的多个处理器901还可以集成为多核处理器。

存储器902存储计算机指令和数据；存储器902可以存储实现本申请提供的上述图7所述卫星在轨软件重构方法所需的计算机指令和数据，例如，存储器902存储用于实现上述图7所述卫星在轨软件重构方法的步骤的指令。存储器902可以是以下存储介质的任一种或任一种组合：非易失性存储器(例如只读存储器(ROM)、固态硬盘(SSD)、硬盘(HDD)、光盘)，易失性存储器。

通信接口903可以为所述至少一个处理器提供信息输入/输出。也可以包括以下器件的任一种或任一种组合：网络接口(例如以太网接口)、无线网卡等具有网络接入功能的器件。

可选的，通信接口903还可以用于地面运控系统与其它计算设备或者终端进行数据通信。

进一步可选的，图9用一条粗线表示总线904。总线904可以将处理器901与存储器902和通信接口903连接。这样，通过总线904，处理器901可以访问存储器902，还可以利用通信接口903与其它计算设备或者终端进行数据交互。

在本申请中，地面运控系统执行存储器902中的计算机指令，使得地面运控系统实现本申请提供的上述图7所述卫星在轨软件重构方法。

本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机程序产品包括计算机指令，所述计算机指令指示计算设备执行本申请提供的上述卫星在轨软件重构方法。

本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令被处理器执行上述卫星在轨软件重构方法。

本申请提供一种芯片，包括至少一个处理器和通信接口，所述通信接口为所述至少一个处理器提供信息输入和/或输出。进一步，所述芯片还可以包含至少一个存储器，所述存储器用于存储计算机指令。所述至少一个处理器用于调用并运行该计算机指令，以执行本申请提供的上述卫星在轨软件重构方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

Claims (10)

1.一种卫星在轨软件重构方法，其特征在于，所述方法应用于卫星系统，所述卫星系统包括星务计算平台、测传一体机、载荷单机和平台单机，所述方法包括：

所述测传一体机基于上注馈电数据帧，确定路由目标，其中，所述上注馈电数据帧为地面运控系统基于单机重构原始数据拆分获得的多个单机重构子数据生成，所述多个单机重构子数据中每个单机重构子数据的大小均小于或等于预设阈值；

若所述路由目标为载荷单机，则所述测传一体机将所述上注馈电数据帧发送至所述载荷单机，所述载荷单机接收所述上注馈电数据帧，并根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构；

若所述路由目标为平台单机，则所述测传一体机将所述上注馈电数据帧发送至所述星务计算平台，所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机，所述平台单机根据所述待转发数据，进行平台软件重构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测传一体机基于上注馈电数据帧，确定路由目标，包括：

所述测传一体机对所述上注馈电数据帧进行第一校验，在校验通过后，在所述上注馈电数据帧中提取出虚拟信道，并确定所述上注馈电数据帧的路由目标，基于所述虚拟信道和所述路由目标，通过对应接口透明转发所述上注馈电数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述载荷单机接收所述上注馈电数据帧，并根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，包括：

所述载荷单机接收所述上注馈电数据帧，对所述上注馈电数据帧进行第二校验，在校验通过后，从所述上注馈电数据帧提取出帧类型，并基于所述帧类型，确定所述上注馈电数据帧中是否包含重构数据，若所述上注馈电数据帧中包含重构数据，则根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述载荷单机根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，包括：

所述载荷单机判断所述上注馈电数据帧是否完整，并在判断所述上注馈电数据帧完整时，根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机，包括：

所述星务计算平台对所述上注馈电数据帧进行第三校验，在校验通过后，从所述上注馈电数据帧中提取出识别码，并基于所述识别码，确定与所述识别码匹配的所述平台单机，基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述星务计算平台通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机，包括：

所述星务计算平台按照所述平台单机的接口的要求，对所述待转发数据进行外层封装，并通过所述平台单机的接口，将封装后的待转发数据透明转发至所述平台单机。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述测传一体机还用于返回重构数据丢帧异步包至所述地面运控系统，所述重构数据丢帧异步包用于指示所述地面运控系统根据所述重构数据丢帧异步包，确定丢失的帧，并基于所述丢失的帧再补发对应帧至所述卫星系统，直至所有帧接收完毕。

8.一种卫星在轨软件重构方法，其特征在于，所述方法应用于地面运控系统，所述地面运控系统与卫星系统进行信息交互，所述卫星系统包括星务计算平台、测传一体机、载荷单机和平台单机，所述方法包括：

获取单机重构原始数据，并对所述单机重构原始数据进行拆分，获得多个单机重构子数据，其中，所述多个单机重构子数据中的每个单机重构子数据的大小均小于或等于预设阈值；

基于所述多个单机重构子数据，生成上注馈电数据帧，并将所述上注馈电数据帧发送至所述卫星系统，所述上注馈电数据帧用于指示所述卫星系统中的所述测传一体机确定路由目标，若所述路由目标为载荷单机，则将所述上注馈电数据帧发送至所述载荷单机，以使所述载荷单机根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，若所述路由目标为平台单机，则将所述上注馈电数据帧发送至所述星务计算平台，以使所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机进行平台软件重构。

9.一种卫星系统，其特征在于，所述卫星系统包括星务计算平台、测传一体机、载荷单机和平台单机；

所述测传一体机基于上注馈电数据帧，确定路由目标，其中，所述上注馈电数据帧为地面运控系统基于单机重构原始数据拆分获得的多个单机重构子数据生成，所述多个单机重构子数据中每个单机重构子数据的大小均小于或等于预设阈值；

若所述路由目标为载荷单机，则所述测传一体机将所述上注馈电数据帧发送至所述载荷单机，所述载荷单机接收所述上注馈电数据帧，并根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构；

若所述路由目标为平台单机，则所述测传一体机将所述上注馈电数据帧发送至所述星务计算平台，所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机，所述平台单机根据所述待转发数据，进行平台软件重构。

10.一种地面运控系统，其特征在于，所述地面运控系统与卫星系统进行信息交互，所述卫星系统包括星务计算平台、测传一体机、载荷单机和平台单机，所述地面运控系统包括：

处理器；

存储器；以及

计算机程序；

其中，所述计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行如下的指令：

获取单机重构原始数据，并对所述单机重构原始数据进行拆分，获得多个单机重构子数据，其中，所述多个单机重构子数据中的每个单机重构子数据的大小均小于或等于预设阈值；

基于所述多个单机重构子数据，生成上注馈电数据帧，并将所述上注馈电数据帧发送至所述卫星系统，所述上注馈电数据帧用于所述卫星系统中的所述测传一体机确定路由目标，若所述路由目标为载荷单机，则将所述上注馈电数据帧发送至所述载荷单机，以使所述载荷单机根据所述上注馈电数据帧，进行载荷软件重构，若所述路由目标为平台单机，则所述上注馈电数据帧发送至所述星务计算平台，以使所述星务计算平台基于所述平台单机，从所述上注馈电数据帧中提取待转发数据，并通过所述平台单机的接口，将所述待转发数据转发至所述平台单机进行平台软件重构。

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