CN1890639B - 基于接口标准模型的卫星仿真建模系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种基于接口标准模型的卫星仿真建模系统。所述系统包括：卫星子系统标准模型，用于仿真物理卫星子系统的操作；飞行软件模块，用于生成改变卫星子系统标准模型的操作状态的控制信号；接口标准模型，用于将从卫星子系统标准模型和飞行软件模块发送的数据转换成到接收部件的数据，并将转换后的数据发送到接收部件；以及模型管理单元，用于生成卫星子系统标准模型和接口标准模型，来作为独立的部件对象，并对每个部件对象进行控制以执行卫星仿真。

Description

基于接口标准模型的卫星仿真建模系统
技术领域
本发明涉及一种基于接口标准模型的卫星仿真建模系统；更具体地说，涉及一种卫星仿真建模系统，用于使用模型管理单元将每个卫星子系统和接口建模成独立的对象，根据接口标准模型转换从飞行软件模块和卫星子系统标准模型发送的指令数据，并将转换后的数据发送到相应的单元。
背景技术
近来，随着卫星技术的发展，能够对卫星进行控制，使其按照它在地球之上的任务轨道旋转飞行并收集信息。由卫星收集的信息被用于各种应用领域，例如资源探测、天气状态测量和军事情报收集。
卫星子系统包括诸如卫星结构机械装置(structural mechanism)、致动器和传感器的硬件单元，以及包含软件的卫星载(satellite onboard)计算机，所述软件为例如用于控制卫星子系统并改变轨道的飞行软件、用于追踪卫星的观察对象的速度和高度操作程序。
为了改变卫星状态，地面飞行器控制中心向卫星载计算机发送遥控指令数据，然后卫星载计算机处理接收到的遥控指令数据，并向卫星子系统发送用于控制相应设备的控制指令。卫星子系统按照控制信号操作以便改变卫星状态，然后将例如遥测数据的结果反馈给卫星载计算机。然后，卫星载计算机对遥测数据进行处理，并将遥测数据以指定格式发送给地面飞行器控制中心。这里，按照卫星子系统和卫星载计算机的特点，基于各种接口方案在卫星载计算机和卫星子系统之间相互交换数据。
同时，在与实际环境十分相似的环境中用软件对卫星子系统中的每个子系统执行建模，并通过接口在卫星子系统模型和卫星载计算机之间交换卫星仿真数据，从而对卫星进行仿真。其中，由于卫星仿真数据量巨大，并且每个子系统不符合标准，因此连接卫星载计算机的软件和卫星子系统模型(下文中称为软件接口)的接口会影响卫星仿真系统的性能和实现效率。
上述传统技术分析卫星的接口，基于分析的数据用软件实现该接口，并用软件执行对要连接到的卫星子系统和要相互连接的飞行软件的建模，并且通过软件接口互相交换卫星仿真数据。
然而，传统技术分析卫星的实际接口结构和功能，从而基于分析的接口标准实现卫星子系统模型和卫星软件。因此，卫星子系统的实际接口、构造和飞行软件并不匹配，并且不能精确地执行仿真。
同样，在传统技术中还存在如下问题。如果卫星仿真数据或传输方案被改变，例如，卫星子系统被改变为另外一种设备，或飞行软件被升级以提高性能，则必须对卫星仿真系统的所有程序进行修改，以便反映卫星子系统、接口和飞行软件的变化。
发明内容
因此，本发明的目的是解决所述问题，并提供一种卫星仿真建模系统，用于使用模型管理单元将每个卫星子系统和接口建模成独立的对象，根据接口标准模型转换从飞行软件模块和卫星子系统标准模型发送的指令数据，并将转换后的数据发送到相应的单元。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于接口标准模型的卫星仿真建模系统，所述系统包括：卫星子系统标准模型，用于仿真物理卫星子系统的操作；飞行软件模块，用于生成改变卫星子系统标准模型的操作状态的控制信号；接口标准模型，用于将从卫星子系统标准模型发送的数据转换成适于作为飞行软件模块的接收部件的数据，并且/或者将从飞行软件模块发送的数据转换成适于作为卫星子系统标准模型的接收部件的数据，并将转换后的数据发送到对应的接收部件；以及模型管理装置，用于生成卫星子系统标准模型和接口标准模型，来作为独立的部件对象，并对每个部件对象进行控制以执行卫星仿真。
附图说明
从下面结合附图给出的对本发明优选实施例的说明，本发明的上述和其它目的和特征将变得更加明显，其中：
图1是示出根据本发明优选实施例的卫星仿真建模系统的方框图；和
图2是示出根据本发明优选实施例的卫星仿真建模系统的详细方框图。
具体实施方式
下文中将参照附图详细说明用于发送/接收目的地唤醒(destinationwakeup)信息的装置和方法。
图1是示出根据本发明优选实施例的卫星仿真建模系统的方框图。
如图所示，根据本发明优选实施例的卫星仿真建模系统包括模型管理单元100、飞行软件模块200、卫星子系统标准模型300和接口标准模型400。
模型管理单元100生成卫星子系统标准模型300和接口标准模型400，初始化每个部件并控制每个部件以便执行卫星仿真。同样，模型管理单元100管理在生成接口标准模型400时所包含的数据处理信息和数据链路信息，以便将从飞行软件模块200和卫星子系统标准模型300发送的数据转换成到接口标准模型400中的接收部件的数据。
同样，当物理卫星子系统被改变时，模型管理单元100生成对应于改变后的卫星子系统的卫星子系统标准模型300，并在卫星仿真建模系统中分配卫星子系统标准模型300。
当卫星子系统标准模型300被改变时，例如，卫星飞行软件模块200和改变后的卫星子系统标准模型300之间的数据传输方案、数据种类和数据添加/删除格式被改变，则模型管理单元100修改数据链路信息和模型数据。
如上所述，当卫星子系统标准模型300被改变时，通过修改数据链路信息和模型数据，可以将飞行软件模块200嵌入到卫星仿真建模系统中，而无需进行程序代码修改。
飞行软件模块200根据模型管理单元100的控制生成控制信号，以改变卫星子系统标准模型300的操作状态和卫星状态。飞行软件模块200通过对子系统模型进行控制，如同在真实卫星系统中对例如卫星动力装置(dynamics)、致动器和传感器进行控制的那样，由此来改变卫星状态和卫星操作。
卫星子系统标准模型300仿真真实物理卫星子系统的操作，并且是作为软件的部件对象。
接口标准模型400将从飞行软件模块200和卫星子系统标准模型300发送的数据转换成适合于接收部件的数据，并将该数据发送到连接的接收部件。
接口标准模型400发送卫星仿真数据，并且是与飞行软件模块200和卫星子系统标准模型300独立的部件对象。
同样，接口标准模型400独立地处理例如飞行软件模块200与卫星子系统标准模型300之间的传输端口号的数据链路信息以及例如数据格式、数据结构和数据属性的数据处理信息，并且用于交换卫星仿真数据。
这里，数据链路信息描述在硬件设备和软件程序之间交换的数据的链路信息。例如，接口标准模型400确定是否在接收到特定数据时，使用哪个端口(例如串行端口#100或并行端口#200)来向图2中的数据端口42发送特定数据。
数据处理信息说明在硬件设备和软件程序之间交换的数据的处理信息。例如，当从卫星子系统标准模型300接收到电信号时，接口标准模型400根据数据处理信息通过分析接收信号的数据格式和数据属性等来执行诸如放大所述电信号或数字化所述电信号的操作，然后将它们发送到飞行软件模块200。
因此，当每个部件被改变和要发送的数据被改变时，本发明仅仅修改存储在接口标准模型400中的数据链路信息和数据处理信息，而无需改变用于实际交换数据的交换部件，即飞行模块200和卫星子系统标准模型300。
如上所述，本发明使用模型管理单元100独立地实现飞行软件模块200、卫星子系统标准模型300和接口标准模型400，在卫星仿真建模系统中分配这些部件，从而像在实际的卫星子系统和飞行软件之间发送数据那样发送数据。因此，本发明能够精确地仿真实际的卫星。
图2是示出根据本发明优选实施例的卫星仿真建模系统的详细方框图。
如图所示，接口标准模型400包括数据处理器40、数据信息供应器41、数据端口42和数据存储器43。
数据处理器40、数据信息供应器41和数据端口42是由模型管理单元100生成的独立的部件对象。
数据处理器40根据从飞行软件模块200和卫星子系统标准模型300发送的数据(下文中称为传输数据)的特性和结构，对该传输数据进行转换，以便成为适合于接收部件的数据。
具体来说，当数据端口42接收传输数据时，数据处理器40接收飞行软件模块200与卫星子系统标准模型300之间的数据链路信息和数据处理信息。然后，数据处理器40根据从数据信息供应器41提供的遥测数据处理信息、按照遥测数据的特性和结构处理遥测数据，例如，卫星姿态、加速度、轨道、通信设备和电源的状态信息，以便使其成为适合于飞行软件模块200的数据。
同时，数据处理器40根据从数据信息供应器41提供的遥控数据处理信息、按照遥控指令数据的特性和结构，对从飞行软件模块200发送的遥控指令数据进行处理。这里，数据处理器40转换传输数据的单位，或重构并处理传输数据，由此将处理后的传输数据发送到相应的部件。
当从飞行软件模块200和卫星子系统标准模型300发送数据时，数据信息供应器41提取存储在数据存储器43中的数据链路信息和数据处理信息，并将它们发送到数据处理器40。
数据端口42接收传输数据并将传输数据发送到数据信息处理器40，并且将在数据处理器40中处理的传输数据发送到飞行软件模块200和卫星子系统标准模块300。
数据存储器43存储在数据处理器40中处理传输数据所需的例如遥测数据链路信息和遥控指令数据链路信息的数据链路信息和例如遥测数据链路处理信息和遥控命令数据处理信息的数据处理信息。
如上面所提到的，本发明的方法可以被实施为程序，并可以被存储在计算机可读取的记录介质(CD-ROM、RAM、软盘、硬盘、磁光盘等)中。
本发明通过使用接口标准模型来转换从飞行软件模块和卫星子系统标准模型发送的指令数据，并且将转换后的数据发送到相应的接收部件。因此，可以有效地仿真卫星。同样，在飞行软件模块或卫星子系统标准模型被改变时，本发明修改接口标准模型的数据链路信息和数据处理信息，而无需替换诸如程序代码的整个卫星仿真模型系统。因此，对于卫星仿真功能改变的反应是有效的，并且本发明能够提高系统扩展能力。
本发明包含的主题涉及于2003年12月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2003-90766号，其全部内容通过引用于此作为参考。
尽管已经针对特定优选实施例对本发明进行了说明，但是对于本领域技术人员来说，不脱离所附权利要求书所定义的本发明的范围的各种改变和修改将会是显而易见的。

Claims (4)

1.一种基于接口标准模型的卫星仿真建模系统，所述系统包括：
卫星子系统标准模型，用于仿真物理卫星子系统的操作；
飞行软件模块，用于生成改变卫星子系统标准模型的操作状态的控制信号；
接口标准模型，用于将从卫星子系统标准模型发送的数据转换成适于作为飞行软件模块的接收部件的数据，并且/或者将从飞行软件模块发送的数据转换成适于作为卫星子系统标准模型的接收部件的数据，并将转换后的数据发送到对应的接收部件；以及
模型管理装置，用于生成卫星子系统标准模型和接口标准模型，来作为独立的部件对象，并对每个部件对象进行控制以执行卫星仿真。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述接口标准模型包括数据处理信息和数据链路信息，并且其中，当卫星子系统标准模型被改变时，修改所述数据处理信息和所述数据链路信息。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述接口标准模型包括：
数据处理器，用于根据从卫星子系统标准模型和飞行软件模块发送的数据的特性和结构，将从卫星子系统标准模型和飞行软件模块发送的数据转换成适合于所述对应的接收部件的数据；
数据信息供应器，用于提取存储在数据存储器中的数据链路信息和数据处理信息，并将所述数据链路信息和所述数据处理信息提供给所述数据处理器；
数据存储器，用于存储所述数据链路信息和所述数据处理信息；以及
数据端口，用于从卫星子系统标准模型和飞行软件模块接收数据，并将在所述数据处理器中处理过的数据发送到对应的接收部件，
其中，该数据处理器通过该数据端口而从卫星子系统标准模型和飞行软件模块接收数据，并通过该数据端口而将所述转换后的数据发送到对应的接收部件。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述数据处理器按照遥测数据的特性和结构将从卫星子系统标准模型发送的遥测数据转换成适合于飞行软件的数据，并按照遥控指令数据的特性和结构、根据遥控指令数据处理信息将从飞行软件模块发送的遥控指令数据转换成适合于卫星子系统标准模块的数据。
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