适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法及系统与流程

专利2026-01-31  6


本发明涉及卫星自主运行管理,具体地,涉及一种适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法及系统。


背景技术:

1、低轨卫星轨道高度通常在500至2000公里之间,低轨卫星通常用于对地观测、通信等任务。一方面受限于无法在全球布局地面站,另一方面低轨卫星数量众多,因此无法通过测控通道实现低轨卫星遥测数据的长期连续实时下传。因受限于测控弧段资源,目前绝大多数低轨卫星在长期运行期间每日的可用的弧段约为4个,低轨卫星在可用测控弧段之外的遥测通常需要按一定的比例(例如60:1)进行挑帧存储于综合电子计算机的延时遥测区,在这种挑帧比例下可用测控弧段之外的遥测由于过于稀疏,无法满足卫星故障定位及问题分析等特殊应用需求。因此,有必要在综合电子计算机里配置平台固存模块,用于实现在全时段工程遥测数据的记录,并在合适的时机将存储在平台固存模块的工程遥测数据中转到数传固存,通过数传通道下传地面站。

2、在公开号为cn102521953a的中国专利文献中,公开了一种卫星测控不可见弧段遥测参数记录与下传方法,该方法无法实现卫星按原始采样频率记录全时段工程遥测数据,下传过程中采用分段下传或者抽取比例下传的方式导致遥测数据不连续,不利于卫星故障定位及问题分析,与本方法存在本质区别,不涉及平台固存数据自主回读。

3、在公开号为cn103163782a的中国专利文献中,公开了一种航天器延时遥测下传策略计算方法,该方法需要对遥测进行比例抽取,无法保证全时段工程遥测的连续记录,不利于不可观测弧段卫星故障定位及分析,与本方法存在本质区别,不涉及平台固存数据自主回读。

4、在杨聪伟、潘宇倩、刘崇华、白东炜、张弓发表的《一种卫星延时遥测分类处理和下传方法》一文中,提到一种延时遥测处理方法,该方法以大的比例进行抽取,导致抽取间隔间重要遥测参数的丢失,并且为了减少延时遥测数据量,丢弃了大量不可观测弧段的遥测数据,从而地面无法准确掌握卫星在不可观测弧段的工作状态,与本方法存在本质区别,不涉及平台固存数据自主回读。

5、在公开号为cn108880658a的中国专利文献中,公开了一种卫星全球遥测记录与传输的设计方法,该方法将生成的aos(advanced orbit system)数据包传输给数传固态存储器,因此这就要求数传固态存储器在轨不能进行开关机操作。数传固态存储器容易受到单粒子翻转的影响,长期开机易使存储在其中的载荷数据及工程遥测数据出现误码,同时增加卫星的在轨常态功耗。另外,数传固态存储器颗粒度一般较大,需要很长时间才能写满一个地址,导致其出现异常时存在大块数据丢失的风险。该方法未采用颗粒度更小的平台固存模块,不涉及平台固存数据自主回读,与本方法存在本质区别。

6、在刘波、张恒、刘辉、郭强、郑莲玉发表的《fy-3卫星dpt(delay picturetransmit)延时链路高可靠全球数据获取技术研究》一文中,提到一种采用数传综合处理器记录探测数据及工程遥测数据的方法。该方法同样存在数传综合处理器在轨长期开机易受空间环境影响导致数据部分丢失的问题。文中还提到采用全自主程控设计,即数管计算机实时计算卫星与地面站间仰角,当仰角满足一定条件时执行回读与下传指令序列。该方法同样未采用颗粒度更小的平台固存模块,且提到的自主程控设计与本方法中按固定区域或按固定时间自主回读的方式存在本质区别。


技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法及系统。

2、根据本发明提供的一种适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法及系统,所述方案如下:

3、第一方面,提供了一种适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法,所述方法包括:

4、步骤s1:地面通过遥控指令的方式选择自主回读的方式,星上自主回读方式默认为按固定区域,或由地面通过遥控指令设置为按固定时间;

5、步骤s2:综合电子计算机判断自主回读方式是否为按固定区域,若为是则执行步骤s3,若为否则继续执行步骤s4;

6、步骤s3:导航接收机在串行数据总线上广播卫星轨道六根数,姿轨控计算机根据卫星轨道六根数实时计算纬度幅角,并通过串行数据总线发送给综合电子计算机,综合电子计算机连续五拍判断纬度幅角是否在预设的固定区域内,若为是则执行步骤s5,若为否则继续执行步骤s2;

7、步骤s4:综合电子计算机判断星时是否到预设的固定时间,若为是则执行步骤s5,若为否则继续执行步骤s2;

8、步骤s5:综合电子计算机判断卫星工作模式是否为任务模式,若为否则执行步骤s6,若为是则继续执行步骤s5;

9、步骤s6:综合电子计算机判断保护时段内是否有新任务等待执行,若为是则执行步骤s7,若为否则执行步骤s8;

10、步骤s7:综合电子计算机通过遥测下传本次星上自主回读未执行的状态至地面,以便地面进行处理,本次自主回读流程结束;

11、步骤s8:综合电子计算机程控自主发送平台固存回读指令,系统的平台固存模块通过lvds接口将工程遥测数据中转到数传固存,本次自主回读流程结束。

12、优选地,所述步骤s3纬度幅角计算过程如下:

13、姿轨控计算机通过串行数据总线获取导航接收机广播的轨道六根数,具体为半长轴agps_obt、偏心率egps_obt、轨道倾角igps_obt、升交点赤经ωgps_obt、近地点幅角ωgps_obt、平近点角mgps_obt;

14、姿轨控计算机根据导航接收机广播的轨道六根数计算出中间变量ξgps_obt、ηgps_obt、λgps_obt:

15、ξgps_obt=egps_obtcos(ωgps_obt)

16、ηgps_obt=-egps_obtsin(ωgps_obt)

17、λgps_obt=ωgps_obt+mgps_obt

18、计算中间变量ui:

19、

20、式中,使用迭代法求解,其中

21、计算中间变量ar、e′、a、b:

22、

23、

24、

25、

26、计算出纬度幅角uobt:

27、

28、优选地,所述步骤s4包括:

29、设定时间,定时开始自主回读,星时处理过程如下:

30、设置参考起点,记为t0;

31、获取当前星时,设置为t1,计算

32、

33、其中t1对应为天内0.1ms计数值;

34、若δt≥0且δt≤10000,则表明星时达到预设的固定时间。

35、优选地,所述串行数据总线包括1553b或can标准协议的数据通信总线,所述串行数据总线配置单、双或者多冗余总线。

36、优选地,所述综合电子计算机为具备数据管理功能的计算机。

37、优选地,所述数传固存为由大容量非易失存储器组成的存储设备,包括数传固态存储器、数传终端机或数传压缩存储一体机在内的多种形式。

38、优选地,所述保护时段为根据不同回读数据量大小设置的保护时长。

39、第二方面,提供了一种适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读系统,所述系统包括:卫星导航接收机、姿轨控计算机、卫星综合电子计算机以及数传固存;

40、所述卫星导航接收机在串行数据总线上广播卫星轨道六根数;

41、所述姿轨控计算机根据广播的轨道六根数计算纬度幅角;

42、所述卫星综合电子计算机按固定区域或按固定时间的条件进行判断,且在条件满足时实现平台固存数据的自主回读控制;

43、所述数传固存通过lvds接口接收卫星综合电子计算机内平台固存模块发送的工程遥测数据并进行存储。

44、第三方面,提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法的步骤。

45、第四方面,提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法的步骤。

46、与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

47、1、本发明可应用于低轨卫星,可实现低轨卫星在全时段按原始采样频率记录工程遥测数据,实现按固定区域或按固定时间不同方式的自主回读;

48、2、本发明采用综合电子计算机自主管理,依靠星上自主回读,无需地面干预,简化了地面的操作;

49、3、本发明系统方案简单可靠,可有效保证全时段工程遥测数据回读过程的自主性、连续性与可靠性,以便于对不可见弧段的卫星状态监视和故障分析,具有一定的应用价值。

50、本发明的其他有益效果,将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述,本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍,应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。


技术特征:

1.一种适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法,其特征在于,所述步骤s3纬度幅角计算过程如下:

3.根据权利要求1所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法,其特征在于,所述步骤s4包括:

4.根据权利要求1所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法,其特征在于,所述串行数据总线包括1553b或can标准协议的数据通信总线,所述串行数据总线配置单、双或者多冗余总线。

5.根据权利要求1所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法,其特征在于,所述综合电子计算机为具备数据管理功能的计算机。

6.根据权利要求1所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法,其特征在于,所述数传固存为由大容量非易失存储器组成的存储设备,包括数传固态存储器、数传终端机或数传压缩存储一体机在内的多种形式。

7.根据权利要求1所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法,其特征在于,所述保护时段为根据不同回读数据量大小设置的保护时长。

8.一种适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读系统,基于权利要求1-7任意一项所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法,其特征在于,包括:卫星导航接收机、姿轨控计算机、卫星综合电子计算机以及数传固存;

9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法的步骤。

10.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法的步骤。


技术总结
本发明提供一种适用于低轨卫星的平台固存数据自主回读方法及系统,包括卫星导航接收机、姿轨控计算机、综合电子计算机、数传固存,导航接收机在串行数据总线上广播卫星轨道六根数,姿轨控计算机根据广播的轨道六根数计算纬度幅角,综合电子计算机按固定区域或按固定时间的条件进行判断,且在条件满足时实现平台固存数据的自主回读控制,数传固存通过LVDS接口接收平台固存模块发送的工程遥测数据并进行存储。本发明可实现卫星在全时段按原始采样频率记录工程遥测数据,实现按固定区域或固定时间不同方式的自主回读,保证全时段工程遥测数据回读过程的自主性、连续性与可靠性,以便于对不可见弧段的卫星状态监视和故障分析。

技术研发人员:夏俊,张嘉伟,柳明星,秦莉,马姗姗,朱昶文,江亚州,马红梅
受保护的技术使用者:上海卫星工程研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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