CN115473758B - 新型商业卫星信息系统 - Google Patents
新型商业卫星信息系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115473758B CN115473758B CN202210734133.6A CN202210734133A CN115473758B CN 115473758 B CN115473758 B CN 115473758B CN 202210734133 A CN202210734133 A CN 202210734133A CN 115473758 B CN115473758 B CN 115473758B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- processor
- unit
- interface
- machine
- processors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 2
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 2
- 108091092878 Microsatellite Proteins 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/40169—Flexible bus arrangements
- H04L12/40176—Flexible bus arrangements involving redundancy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18519—Operations control, administration or maintenance
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/02—Details
- H04J3/06—Synchronising arrangements
- H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
- H04J3/0676—Mutual
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
- H04L2012/40215—Controller Area Network CAN
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Hardware Redundancy (AREA)
Abstract
本发明公开了新型商业卫星信息系统，包括主控单元、数字综合管理模块与远置单元模块：所述主控单元包括高可靠处理器、仲裁单元与时钟同步路，所述高可靠处理器为三个，分为A处理器、B处理器、C处理器，所述仲裁单元为双备份，所述时钟同步路为双备份，所述A处理器、B处理器、仲裁单元与时间同步路构成独立单元，所述C处理器构成独立单元；系统通过总线连接，可直接挂载外设与载荷；主控制处理器采用冗余备份，自动当班切换，可靠运行；采用工业级器件代替宇航级器件，由于冗余备份设计，在满足高可靠的要求下，降低了成本。同时将载荷处理单元合并，放在远置单元处理，进一步减少了载荷处理器的数量，进一步降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及卫星信息传递技术领域，特别涉及新型商业卫星信息系统。
背景技术
“互联网+航天”的产业升级变革以及新基建的产业布局，中国商业航天取得了突破性进展。2015年被称为中国商业航天元年，商业航天产业规模日益扩大，已成为发展我国航天建设的新生力量。
“截至2019年末，我国总计在轨运行卫星约350颗，2019年发射约80 颗，其中微小卫星发射占比达67.5％，商业卫星公司参与的卫星比重稳步增长。各个商业公司陆续发布了卫星星座计划，保守估计，未来5-10年，我国商业小卫星的发射需求超4000颗，商业卫星制造的需求呈现爆发式增长。
与此同时，中国运载火箭发射收入与运载火箭发射数量直接相关。自2013 年起，中国运载火箭发射收入增长迅速，复合增长率达到24％。中国运载火箭市场收入来源增长包括北斗导航系统组网建设、中国开始逐步承接国际商业发射订单，以及民营企业研制卫星，发射需求稳定增长。
一方面，国内火箭产能趋于饱和，存在有星无箭、多星少箭等问题。另一方面，新兴大型低轨星座加速建设，加快了微小卫星制造的发展。
商业航天具备了良好的发展条件，是推动航天强国战略的重要组成部分。当前，政策端的放宽给予我国商业航天破土而出的机遇，工业级产品可应用到航天领域，并降低了商业航天的成本。此外，资本和互联网企业的进场在资金和生产经营理念等方面对商业航天企业给予帮助。
相较于体制内生产的大卫星，商业卫星需要满足低成本，重量轻，可量产等要求。本发明从总体构架上提出了信息系统一体化概念，将传统的各个分系统载荷计算单元缩减，集中由高性能的星务计算机处理，从而减少了星上载荷计算器的数量，大大减少了成本。同时具备可裁剪和扩展性，从构架上满足了目前商业卫星的发展需求。
发明内容
本发明的目的在于提供新型商业卫星信息系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
新型商业卫星信息系统，包括主控单元、数字综合管理模块与远置单元模块：
所述主控单元包括高可靠处理器、仲裁单元与时钟同步路，所述高可靠处理器为三个，分为A处理器、B处理器、C处理器，所述仲裁单元为双备份，所述时钟同步路为双备份，所述A处理器、B处理器、仲裁单元与时间同步路构成独立单元，所述C处理器构成独立单元；
所述数字综合管理模块对内外中心数据进行交互，所述数字综合管理模块对内部总线端采用CAN接口，所述数字综合管理模块对外部总线接口采用多接口，包括CAN接口、RS485接口、RS422接口与1553B接口，所述外部总线挂载载荷与远置单元；
所述远置单元模块用于接收各种IO控制或者模拟信号，处理载荷算法，以及对一些要求实时性高的连续动作进行分解控制。
优选的，所述主控单元的每个环节采用冗余备份，工作流程如下：
S101、外部时钟基准单元会输入时间基准，A处理器、B处理器、C处理器同步处理任务；
S102、根据外部时间基准在相应时刻各自对比本机与其他两个处理器的结果：
若结果一致则继续正常运行，系统取A处理器结果，则自身输出计算结果到总线上；
若A处理器发现本机数据与其他两机不同，则将当班权限交给B处理器，此时如果B机与C机相同，则B处理器自身输出计算结果到总线上，同时复位A机；
若B机发现自己的数据与C机也不相同，则将当班权限移交给C机，则自身输出计算结果到总线上；
S103、C处理器当班时刻发现B处理器工作正常就将当班权限交个B处理器，B处理器当班时发现A机工作正常就会把当班权限交换给A处理，从而实现可逆的当班权限自动切换。
优选的，所述远置单元模块基于处理载荷算法可以取代一些载荷上得处理器进行一下算法计算，从而节省昂贵的载荷处理器数量；
所述远置单元模块基于处理载荷算法节省总线信息流量和主处理器负担；
所述远置单元模块的连续动作分解控制包括姿态控制、低空通讯处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)高可扩展性：系统通过总线连接，可直接挂载外设与载荷；
2)高可靠性：主控制处理器采用冗余备份，自动当班切换，可靠运行；
3)低成本性：采用工业级器件代替宇航级器件，由于冗余备份设计，在满足高可靠的要求下，降低了成本。同时将载荷处理单元合并，放在远置单元处理，进一步减少了载荷处理器的数量，进一步降低了成本。
附图说明
图1为本发明的系统构架图；
图2为本发明的权限循环流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：新型商业卫星信息系统，包括主控单元、数字综合管理模块与远置单元模块：
所述主控单元包括高可靠处理器、仲裁单元与时钟同步路，所述高可靠处理器为三个，分为A处理器、B处理器、C处理器，所述仲裁单元为双备份，所述时钟同步路为双备份，所述A处理器、B处理器、仲裁单元与时间同步路构成独立单元，所述C处理器构成独立单元；
所述数字综合管理模块对内外中心数据进行交互，所述数字综合管理模块对内部总线端采用CAN接口，所述数字综合管理模块对外部总线接口采用多接口，包括CAN接口、RS485接口、RS422接口与1553B接口，所述外部总线挂载载荷与远置单元；
所述远置单元模块用于接收各种IO控制或者模拟信号，处理载荷算法，以及对一些要求实时性高的连续动作进行分解控制。
具体而言，所述主控单元的每个环节采用冗余备份，工作流程如下：
S101、外部时钟基准单元会输入时间基准，A处理器、B处理器、C处理器同步处理任务；
S102、根据外部时间基准在相应时刻各自对比本机与其他两个处理器的结果：
若结果一致则继续正常运行，系统取A处理器结果，则自身输出计算结果到总线上；
若A处理器发现本机数据与其他两机不同，则将当班权限交给B处理器，此时如果B机与C机相同，则B处理器自身输出计算结果到总线上，同时复位A机；
若B机发现自己的数据与C机也不相同，则将当班权限移交给C机，则自身输出计算结果到总线上；
S103、C处理器当班时刻发现B处理器工作正常就将当班权限交个B处理器，B处理器当班时发现A机工作正常就会把当班权限交换给A处理，从而实现可逆的当班权限自动切换。
具体而言，所述远置单元模块基于处理载荷算法可以取代一些载荷上得处理器进行一下算法计算，从而节省昂贵的载荷处理器数量；
所述远置单元模块基于处理载荷算法节省总线信息流量和主处理器负担；
所述远置单元模块的连续动作分解控制包括姿态控制、低空通讯处理。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.新型商业卫星信息系统，包括主控单元、数字综合管理模块与远置单元模块，其特征在于：
所述主控单元包括高可靠处理器、仲裁单元与时钟同步路，所述高可靠处理器为三个，分为A处理器、B处理器、C处理器，所述仲裁单元为双备份，所述时钟同步路为双备份，所述A处理器、B处理器、仲裁单元与时间同步路构成独立单元，所述C处理器构成独立单元；
所述主控单元的每个环节采用冗余备份，工作流程如下：
S101、外部时钟基准单元会输入时间基准，A处理器、B处理器、C处理器同步处理任务；
S102、根据外部时间基准在相应时刻各自对比本机与其他两个处理器的结果：
若结果一致则继续正常运行，系统取A处理器结果，则自身输出计算结果到总线上；
若A处理器发现本机数据与其他两机不同，则将当班权限交给B处理器，此时如果B机与C机相同，则B处理器自身输出计算结果到总线上，同时复位A机；
若B机发现自己的数据与C机也不相同，则将当班权限移交给C机，则自身输出计算结果到总线上；
S103、C处理器当班时刻发现B处理器工作正常就将当班权限交个B处理器，B处理器当班时发现A机工作正常就会把当班权限交换给A处理，从而实现可逆的当班权限自动切换；
所述数字综合管理模块对内外中心数据进行交互，所述数字综合管理模块对内部总线端采用CAN接口，所述数字综合管理模块对外部总线接口采用多接口，包括CAN接口、RS485接口、RS422接口与1553B接口，所述外部总线挂载载荷与远置单元；
所述远置单元模块用于接收各种IO控制或者模拟信号，处理载荷算法，以及对一些要求实时性高的连续动作进行分解控制；
所述远置单元模块基于处理载荷算法可以取代一些载荷上得处理器进行一下算法计算，从而节省昂贵的载荷处理器数量；
所述远置单元模块基于处理载荷算法节省总线信息流量和主处理器负担；
所述远置单元模块的连续动作分解控制包括姿态控制、低空通讯处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210734133.6A CN115473758B (zh) | 2022-06-27 | 2022-06-27 | 新型商业卫星信息系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210734133.6A CN115473758B (zh) | 2022-06-27 | 2022-06-27 | 新型商业卫星信息系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115473758A CN115473758A (zh) | 2022-12-13 |
| CN115473758B true CN115473758B (zh) | 2024-06-07 |
Family
ID=84363843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210734133.6A Active CN115473758B (zh) | 2022-06-27 | 2022-06-27 | 新型商业卫星信息系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115473758B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08223101A (ja) * | 1995-02-20 | 1996-08-30 | Fujitsu Ltd | 衛星通信システム |
| CN101833536A (zh) * | 2010-04-16 | 2010-09-15 | 北京航空航天大学 | 一种冗余仲裁机制的可重构星载计算机 |
| CN104182304A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-12-03 | 西北工业大学 | 通用多模冗余皮/纳卫星星载计算机系统 |
| CN108762994A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-11-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于多机备份的星载计算机系统及该系统的切机方法 |
| CN109660291A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-19 | 上海卫星工程研究所 | 一种载荷复用卫星的总体硬件架构 |
| CN110727544A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-24 | 深圳航天东方红海特卫星有限公司 | 一种基于工业器件的微小卫星星载计算机系统 |
| CN112073277A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-12-11 | 航天科工空间工程发展有限公司 | 一种基于标准模块的卫星综合电子系统设计方法 |
-
2022
- 2022-06-27 CN CN202210734133.6A patent/CN115473758B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08223101A (ja) * | 1995-02-20 | 1996-08-30 | Fujitsu Ltd | 衛星通信システム |
| CN101833536A (zh) * | 2010-04-16 | 2010-09-15 | 北京航空航天大学 | 一种冗余仲裁机制的可重构星载计算机 |
| CN104182304A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-12-03 | 西北工业大学 | 通用多模冗余皮/纳卫星星载计算机系统 |
| CN108762994A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-11-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于多机备份的星载计算机系统及该系统的切机方法 |
| CN109660291A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-19 | 上海卫星工程研究所 | 一种载荷复用卫星的总体硬件架构 |
| CN110727544A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-24 | 深圳航天东方红海特卫星有限公司 | 一种基于工业器件的微小卫星星载计算机系统 |
| CN112073277A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-12-11 | 航天科工空间工程发展有限公司 | 一种基于标准模块的卫星综合电子系统设计方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 高可靠星载双机备份系统的设计与评估;贾文涛;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 (信息科技辑)》;20101101;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115473758A (zh) | 2022-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8073974B2 (en) | Object oriented mission framework and system and method | |
| CN112615666B (zh) | 基于RabbitMQ和HAProxy的微服务高可用性部署方法 | |
| CN112069265B (zh) | 配置数据的同步方法、业务数据系统、计算机系统和介质 | |
| CN101604162B (zh) | 一种民机航电综合模块化核心处理系统 | |
| CN103850802B (zh) | 基于时间触发协议ttp/c总线的电子控制器及fadec系统 | |
| CN109901948A (zh) | 无共享数据库集群异地双活容灾系统 | |
| CN115473758B (zh) | 新型商业卫星信息系统 | |
| CN115168114A (zh) | 一种基于cots器件的星载一体化综合电子系统 | |
| CN108762994B (zh) | 一种基于多机备份的星载计算机系统及该系统的切机方法 | |
| CN105553592A (zh) | 一种ima处理机系统时钟同步方法 | |
| CN114036103B (zh) | 基于华为昇腾ai处理器的星载ai综合电子系统 | |
| CN113581492B (zh) | 应用于双星组合入轨角色自适应配置方法 | |
| CN115238437A (zh) | 一种发动机控制软件仿真平台集成方法及其系统 | |
| CN113626163A (zh) | 一种轻量级分布式增量自调度方法、系统、设备和介质 | |
| CN111314129B (zh) | 一种基于文件式存储服务高可用架构 | |
| CN106933692B (zh) | 一种基于处理器阵列的航天器星载计算机系统及故障处理方法 | |
| CN107977289B (zh) | 一种热备份计算机中多模冗余总线容错架构及其控制方法 | |
| CN113794507A (zh) | 基于在轨路由切换的自主故障处理方法和系统 | |
| CN112597643A (zh) | 航天测控系统的可靠性建模方法和装置 | |
| Zhi | Research and Design of Industrial IoT Device Management System Based on 5G Communication and Big Data Technology | |
| Yin | Research on On-orbit Acceptable Service Satellite Control System Based on the Time-Trigger | |
| CN114936080B (zh) | 一种分布式系统的容错性任务调度方法 | |
| CN117472839A (zh) | 一种天基云计算系统 | |
| Zhou et al. | CSHFT: A composite fault-tolerant architecture and self-adaptable hierarchical fault-tolerant strategy for satellite system | |
| CN118795834A (zh) | 一种基于异构计算和边缘计算的智能边缘plc控制器系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |