[发明专利]一种星敏感器在轨维护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种星敏感器在轨维护方法，可以在星上实现星敏感器软件的修改以提高软件可靠性，解决星敏感器在轨故障，完善改进整机设计。

背景技术

星敏感器以恒星作为测量目标，为卫星提供高精度的姿态测量数据，是卫星控制中最重要、最基础的单机产品之一。近几年,在星敏感器产品研制过程和在轨飞行试验中，发生、发现了一些与软件相关的问题，其中部分属于软件本身存在一定不足导致星敏感器的功能和性能有时不满足任务要求，部分属于硬件存在的问题需要由软件来弥补。

软件作为星敏感器产品的重要组成部分，其功能、性能、成熟度对于产品的可靠性具有重要意义。为了加强产品在轨应用的可靠性，需要设计软件在轨维护方法，完善产品的在轨适用性，进一步提升产品性能指标。

星敏感器在轨维护方法与产品的硬件配置关联性很大，典型星敏感器的主要硬件配置包括CPU单元、程序存储单元、数据存储单元以及中间变量存储单元。为保证整机掉电后程序和关键数据不丢失，程序和数据存储单元均为ROM类型存储器，根据星敏感器产品类型特点的不同，一般在PROM或E²PROM中选择，中间变量存储单元为SRAM存储器。

PROM存储器内容无法固化后无法修改，其硬件可靠度很高但容量较小，因此里面存放了最基本、最底层、最核心的系统程序内容。E²PROM存储器可通过电擦除完成数据内容的修改，容量大但容易受单粒子辐照影响，因此里面存放了与算法相关的应用软件内容和关键数据。SRAM存储器读取速度快，容量大，但是受单粒子辐照影响更大，而且掉电后数据内容丢失，因此仅适用于程序运行过程中间变量的存放。

目前主要在轨维护方法有两种，一种是直接覆盖方式，将维护程序直接注入至程序存储器功能函数起始地址，覆盖原有的程序函数；另一种是通过“钩子函数”，在数据存储器或中间变量存储器中重新建立功能函数，然后在需要修改的原函数入口处，直接跳转至维护程序，维护程序结束后，跳转回原函数出口。

以上两种在轨维护方式的实现，均需要对原有的程序代码进行修改，风险较高，如果注入过程中数据通道发生错误或者注入程序本身实现错误，将对原始程序有较大影响甚至无法正常工作。星敏感器的算法设计也会根据在轨数据分析进行完善，在轨试验项目较多，由于每次程序注入过程都是全新的操作，一旦开始即无法恢复至原始状态，不利于软件设计改进的对比验证。同时，由于涉及到程序存储器的修改，因此以上方法仅适用于E²PROM类型程序存储器的星敏感器，星敏感器产品设计时如果为了较高的硬件可靠性将全部软件都在固化在PROM中，则无法直接通过修改E²PROM或者SRAM达到在轨维护的目的，极大的限制了其使用条件。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种星敏感器在轨维护方法，实现了星敏感器在轨维护不受硬件条件限制，方法易用、高效、高可靠，满足星敏感器在轨使用需求。

本发明的技术解决方案是：

一种星敏感器在轨维护方法，包括基于E²PROM对星敏感器上程序存储器中应用程序的维护和基于SRAM对星敏感器上程序存储器中应用程序的维护，所述应用程序按照功能分解，划分成若干功能模块，对所有功能模块编排序号，每个功能模块在闲置的E²PROM或SRAM空间对应独立的在轨维护模块，应用程序进行功能模块运行时根据在轨维护模块状态完成维护功能的使能和运行；

其中，基于SRAM对星敏感器上程序存储器的的维护步骤如下：

（1）星敏感器上电或者复位后，初始化星敏感器上程序存储器中的应用程序，初始化结束后，从功能模块序号0处顺序执行应用程序；

（2）根据当前正在运行的功能模块的序号，在功能模块运行的开始处读取SRAM中在轨维护功能使能标志i_Func_Ram_En；

（3）若该标志使能，则进入步骤（4），否则进入步骤（5）；

（4）根据当前功能模块的序号，在SRAM中读取该功能模块对应的在轨维护模块中的在轨维护功能程序运行地址i_Func_Ram_Addr，之后跳转至在轨维护功能程序地址i_Func_Ram_Addr处运行；

（5）继续进行正常应用程序功能模块的运行；

（6）若应用程序未运行至最后一个功能模块，则继续执行步骤（2）进行下一个功能模块的运行；

基于E²PROM对星敏感器上程序存储器的维护步骤如下：