CN115549769A - 一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法，涉及卫星通信领域。包括：任务调度系统生成明密态切换计划；任务调度系统下发切换指令至地面网控，并禁止终端入网；卫星管控系统向卫星发送遥控指令；任务调度系统向安全管控系统下发明密态切换指令；地面设备管理系统向核心网关下发明密态切换指令；卫星管控系统接收随路测控的卫星遥测数据；判断遥测数据中明密态指示是否正常，若是则地面网控解除禁止入网，若不是则各系统恢复原态。本发明能够根据卫星通信系统对明态与密态环境的不同需求，实现自动化控制的卫星通信系统明密态切换，降低了人工操作流程带来的不确定性影响，将整体的卫星通信系统明密切换耗时降低至了秒级。

Description

一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法
技术领域
本发明涉及卫星通信领域中的一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法，特别适用于对系统明密态切换可靠性与切换效率要求高的情况。
背景技术
随着卫星通信技术的快速发展，卫星通信系统变得更加复杂，目前的卫星通信系统通常包括明态通信与密态通信两种运行体制，并且会产生明态与密态两种体制下进行明密态切换的需求，不同运行体制下对卫星、地面设备与终端的配置要求不同。当前的卫星通信系统明密态切换由于没有一种自动化控制方法，大多数是由人工手动操作卫星与地面的系统分别进行切换，同时，虽然卫星载荷、安全管控中心、地面核心网关、地面网控等各分系统实现了半自动化的明密切换方式，但由于缺乏对其的统一管控，会导致出现卫星与地面明密状态不一致的情况，并由于切换流程不一给系统带来不确定性，当需要紧急切换时，过长的等待时间也无法满足快速响应的需求。
因此，需要一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法，在卫星通信系统应用领域内，本发明实现了卫星通信系统明密态切换的自动化控制，提高了整体卫星通信系统的可靠性与鲁棒性，同时优化了切换流程并提高了切换流程效率。
本发明采取如下的技术方案：
一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法，基于运维管控中心实现，所述的运维管控中心包括任务调度系统、卫星管控系统和地面设备管理系统；具体包括以下步骤：
步骤1：任务调度系统根据需求计算并生成明密态切换计划，包含系统原始状态、系统目标状态和系统切换时间，并进行统一的规划与调度；
步骤2：任务调度系统下发切换指令和禁止终端入网指令至地面网控，地面网控通知所有终端退网；
步骤3：卫星管控系统根据任务调度系统生成的明密态切换计划向卫星综合处理载荷发送卫星遥控指令，卫星综合处理载荷解析并执行卫星遥控指令；
步骤4：任务调度系统向安全管控系统下发明密态切换指令，安全管控系统进行密钥和加解密机配置，若明密态切换指令中的系统目标状态为明态，则安全管控系统清除当前所有用户终端密钥，若明密态切换指令中的系统目标状态为密态，则安全管控系统重置所有用户终端密钥为初始密钥；
步骤5：地面设备管理系统根据任务调度系统生成的明密态切换计划对核心网关中的协议网关状态进行切换，同时通知各地面站进行明密态切换的系统目标状态，如果系统目标状态为密态，则通过IP密码机对星地信息进行加解密操作，如果系统目标状态为明态，则不进行加解密操作；
步骤6：卫星管控系统接收随路测控的卫星遥测数据，进行解析与存储；
步骤7：任务调度系统对卫星管控系统收集的卫星遥测数据进行分析，判断卫星遥测数据中的星间交换板卡明密态指示参数是否正常，若正常，则下发解除禁止终端入网状态指令至地面网控，生成带有允许入网属性的帧计划通知卫星通信网中的终端入网，终端接收带有允许入网属性的帧计划后重新发起入网流程，若异常，则任务调度系统通知其他各系统恢复原态，并进行异常告警。
其中，步骤2具体为：
到达规划的系统切换时间后，任务调度系统下发切换指令至地面网控，并下发禁止终端入网指令，地面网控收到指令后进行通信资源回收，并生成带有禁止入网属性的帧计划通知卫星通信网中的在线终端，在线终端接收到帧计划后进行退网并停止发送入网申请，所有终端退网后地面网控告知任务调度系统明密切换准备就绪。
其中，步骤3具体为：
运维管控中心的卫星管控系统根据任务调度系统生成的明密态切换计划进行卫星遥控指令的生成和加工，并通过随路测控链路上注至卫星综合处理载荷，卫星综合处理载荷收到卫星遥控指令后进行响应，并解析及执行卫星遥控指令，卫星管控系统接收卫荷综合处理载荷返回的指令上注响应。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所提出的基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法，针对卫星通信系统中明密态切换的任务流程特点，通过分析明密态切换下卫星通信系统中卫星载荷、安全管控中心、地面核心网关、地面网控各自的属性变化，控制卫星运维管控中心软件生成明密态切换参数，并下发至各分系统，能够根据卫星通信系统对明态与密态环境的不同需求，实现自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法。同时，通过对卫星载荷与地面系统进行明密态切换的统一管控，降低了人工操作流程带来的不确定性影响，提高了整体卫星通信系统的可靠性与鲁棒性。并且，优化了切换流程并提高了切换流程效率，将整体的卫星通信系统明密切换耗时降低至了秒级，实际测试中本发明中的卫星通信系统明密态切换时间小于5秒。
附图说明
图1为本发明的一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法在一个实施例中的明密态切换流程示意图；
图2为本发明的一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法在一个实施例中的系统流程关系示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
在其中一个实施例中，如图1和图2所示，本发明提供一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法，基于运维管控中心实现，所述的运维管控中心包括任务调度系统、卫星管控系统和地面设备管理系统；该方法包括以下步骤S1至步骤S8。基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法的具体过程如下：
步骤1：任务调度系统根据需求计算并生成明密态切换计划，进行统一的规划与调度；
(S1)：运维管控中心对卫星通信系统明密态切换任务进行需求录入，运维管控中心的任务调度系统根据需求计算并生成相应的明密态切换计划，并对任务调度系统中的所有计划通过启发式的装箱算法进行统一的任务规划与调度，所述明密态切换计划包含系统原始状态、系统目标状态、系统切换时间等信息。
步骤2：任务调度系统下发切换指令和禁止终端入网指令至地面网控，地面网控通知所有终端退网；
(S2)：到达规划的系统切换时间后，任务调度系统下发切换指令至地面网控，并下发禁止终端入网指令，地面网控收到指令后进行通信资源回收，并生成带有禁止入网属性的帧计划通知卫星通信网中的在线终端，在线终端接收到帧计划后进行退网并停止发送入网申请，所有终端退网后地面网控告知任务调度系统明密切换准备就绪。
步骤3：卫星管控系统根据任务调度系统生成的明密态切换计划向卫星综合处理载荷发送卫星遥控指令，卫星综合处理载荷解析并执行卫星遥控指令；
(S3)：运维管控中心的卫星管控系统根据任务调度系统生成的明密态切换计划进行卫星遥控指令的生成和加工，并通过随路测控链路上注至卫星综合处理载荷，卫星综合处理载荷收到卫星遥控指令后进行响应，并解析及执行卫星遥控指令，卫星管控系统接收卫荷综合处理载荷返回的指令上注响应。
步骤4：任务调度系统向安全管控系统下发明密态切换指令，安全管控系统进行密钥和加解密机配置；
(S4)：任务调度系统向安全管控系统下发明密态切换指令，安全管控系统进行密钥和加解密机配置，若所述明密态切换指令中的系统目标状态为明态，则安全管控系统清除当前所有用户终端密钥，若所述明密态切换指令中的系统目标状态为密态，则安全管控系统重置所有用户终端密钥为初始密钥。
步骤5：地面设备管理系统向核心网关下发明密态切换指令，进行协议网关状态配置；
(S5)：运维管控中心的地面设备管理系统根据所述明密态切换计划对核心网关中的协议网关状态进行切换，同时通知各地面站进行明密态切换的系统目标状态，如果系统目标状态为密态，则通过IP密码机完成对星地信息进行加解密操作，如果系统目标状态为明态，则不进行加解密操作。
步骤6：卫星管控系统接收随路测控的卫星遥测数据；
(S6)：上述步骤5完成后，卫星管控系统接收随路测控链路下的卫星遥测数据，并收集的10秒内的遥测数据进行解析与存储。
步骤7：判断遥测数据中明密态指示是否正常；
(S7)：对上述步骤6收集的卫星遥测数据进行分析，判断卫星遥测数据中的星间交换板卡明密态指示参数是否正常，若正常，则任务调度系统下发解除禁止终端入网状态指令至地面网控，生成帧计划通知卫星通信网中的终端入网，终端接收带有允许入网属性的帧计划后重新发起入网流程，若异常，则任务调度系统通知各系统恢复原态，并进行异常告警；
步骤S8：完成基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换。
本实施例所提出的一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法，能够根据卫星通信系统对明态与密态环境的不同需求，实现自动化控制的卫星通信系统明密态切换，通过对卫星载荷与地面系统进行明密态切换的统一管控，降低了人工操作流程带来的不确定性影响，提高了整体卫星通信系统的可靠性与鲁棒性，同时优化了切换流程并提高了切换流程效率，将整体的卫星通信系统明密切换耗时降低至了秒级。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法，其特征在于，基于运维管控中心实现，所述的运维管控中心包括任务调度系统、卫星管控系统和地面设备管理系统；具体包括以下步骤：
步骤1：任务调度系统根据需求计算并生成明密态切换计划，包含系统原始状态、系统目标状态和系统切换时间，并进行统一的规划与调度；
步骤2：任务调度系统下发切换指令和禁止终端入网指令至地面网控，地面网控通知所有终端退网；
步骤3：卫星管控系统根据任务调度系统生成的明密态切换计划向卫星综合处理载荷发送卫星遥控指令，卫星综合处理载荷解析并执行卫星遥控指令；
步骤4：任务调度系统向安全管控系统下发明密态切换指令，安全管控系统进行密钥和加解密机配置，若明密态切换指令中的系统目标状态为明态，则安全管控系统清除当前所有用户终端密钥，若明密态切换指令中的系统目标状态为密态，则安全管控系统重置所有用户终端密钥为初始密钥；
步骤5：地面设备管理系统根据任务调度系统生成的明密态切换计划对核心网关中的协议网关状态进行切换，同时通知各地面站进行明密态切换的系统目标状态，如果系统目标状态为密态，则通过IP密码机对星地信息进行加解密操作，如果系统目标状态为明态，则不进行加解密操作；
步骤6：卫星管控系统接收随路测控的卫星遥测数据，进行解析与存储；
步骤7：任务调度系统对卫星管控系统收集的卫星遥测数据进行分析，判断卫星遥测数据中的星间交换板卡明密态指示参数是否正常，若正常，则下发解除禁止终端入网状态指令至地面网控，生成带有允许入网属性的帧计划通知卫星通信网中的终端入网，终端接收带有允许入网属性的帧计划后重新发起入网流程，若异常，则任务调度系统通知其他各系统恢复原态，并进行异常告警；
完成基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换。
2.根据权利要求1所述的一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法，其特征在于，步骤2具体为：
到达规划的系统切换时间后，任务调度系统下发切换指令至地面网控，并下发禁止终端入网指令，地面网控收到指令后进行通信资源回收，并生成带有禁止入网属性的帧计划通知卫星通信网中的在线终端，在线终端接收到帧计划后进行退网并停止发送入网申请，所有终端退网后地面网控告知任务调度系统明密切换准备就绪。
3.根据权利要求1所述的一种基于自动化控制的卫星通信系统明密态切换方法，其特征在于，步骤3具体为：
运维管控中心的卫星管控系统根据任务调度系统生成的明密态切换计划进行卫星遥控指令的生成和加工，并通过随路测控链路上注至卫星综合处理载荷，卫星综合处理载荷收到卫星遥控指令后进行响应，并解析及执行卫星遥控指令，卫星管控系统接收卫荷综合处理载荷返回的指令上注响应。
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