[发明专利]敏捷卫星星务中心计算机在轨复位或切机自主恢复方法

说明书

技术领域

本发明涉及敏捷卫星星务中心计算机在轨复位或切机自主恢复方法，属于敏捷卫星机动成像技术领域。

背景技术

目前卫星在实施成像任务时，因为没有机动的动作，地面用户可以将星上相机分系统开机、拍照、关机，然后再通过数传分系统将数据下传至地面接收站这一过程分解为依时间次序执行的程序控制指令，并按照星地通信格式进行编码和格式化，在卫星过境的时候上注到星上，星上计算机收到后按照时间顺序依次发出指令给星上各分系统来完成成像任务。

敏捷卫星的高敏捷和高精度特性需要星上星务分系统、姿控分系统、相机分系统、数传分系统、测控分系统等多个分系统的协同配合，需要编排的指令在数量和复杂度方面以及上注数据量方面较之以往型号大幅增加，原有的指令级操作根本无法匹配敏捷卫星的多种成像功能，更不能满足用户随时增加、删除任务的需求。因此敏捷卫星采用了以任务为单位的指令集合化管理方法，即地面不再上注多条指令给星上的星务中心计算机，而改为上注包含某种成像功能必需的指令参数及任务执行时间的任务数据块。星务中心计算机收到后存储在其内存中，按照任务数据块内部包含的任务执行时间解译和执行数据块。

受空间单粒子效应的影响，星务中心计算机内部的程序存储器或数据存储器有可能出现多个存储位翻转的情况，导致整机程序跑飞或停止不动，引发外部看门狗动作对CPU发出复位信号，使得CPU复位后重新装载和运行整机程序。当看门狗电路连续两次对CPU发出复位信号后，该电路直接给备份星务中心计算机加电，即切机启动备份星务中心计算机工作。

以往型号在星上计算机复位或切机后不能保存地面已经上注的指令，必须依赖地面重新上注，无法实现卫星在轨成像任务的自主可靠连续工作。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供敏捷卫星星务中心计算机在轨复位或切机自主恢复方法，完成以往卫星无法完成的在轨自主可靠连续工作。

本发明的技术解决方案是：敏捷卫星星务中心计算机在轨复位或切机自主恢复方法，步骤如下：

(1)在星务中心计算机内部设计有第三方模块，所述第三方模块具备数据存储功能和数据恢复功能，独立于星务中心计算机的A机和B机，A机和B机均可向其存取数据；其中B机为A机的备份机；

(2)当发生星务中心计算机在轨复位或切机后，当班机在完成基本的初始化工作后查询当前是否有星箭分离信号，如果没有星箭分离信号，则此时星箭仍然在主动段，当班机在内存中设置星箭未分离标志后进入步骤(7)；若有星箭分离信号，则进入步骤(3)；所述当班机为A机或B机；

(3)当班机判断是否允许自主恢复数据，若不允许，则当班机发送载荷关机指令序列，将整星载荷设备关闭，进入步骤(7)；如果允许，则进入步骤(4)；

(4)当班机与第三方模块建立通信，以采集第三方模块内部存储的整星状态数据、任务数据和星上时间，若通信正常并正确采集以上数据则进入步骤(5)，否则进入步骤(6)；

(5)当班机判断星务中心计算机复位或切机前整星处于空闲状态还是执行任务状态，如果整星处于空闲状态，则当班机根据从第三方模块采集的整星状态数据、任务数据和星上时间，进入步骤(7)；如果整星处于执行任务状态，则当班机首先发送载荷关机指令序列，将整星载荷设备关闭，并进入步骤(7)，然后每1秒都去判断当前整星是否运行到了出地影点，如果到达该点，则根据从第三方模块采集的任务数据和星上时间运行到达该点时刻之后的任务数据，如果没有到达该点则不执行任务数据，根据从第三方模块采集的整星状态数据和星上时间运行其他功能；

(6)当班机判断是否允许自主切机，若不允许，则发送载荷关机指令序列，将整星载荷设备关闭，并进入步骤(7)；若允许，则当班机判断当前工作的是A机还是B机，若是A机，则当班机自主切机至B机，进入步骤(2)；若是B机，则当班机发送载荷关机指令序列，将整星载荷设备关闭，并进入步骤(7)；

(7)当班机执行主程序。

所述第三方模块采用FPGA加SRAM的设计方式实现，FPGA通过RS-422接口与星务中心计算机A、B机的CPU进行数据交换；所述数据交换的内容包括地面注入的任务数据、星上时间和整星状态数据。

所述步骤(5)中判断整星处于空闲状态还是执行任务状态的方式为：

(3.1)星务中心计算机复位或切机后，当班机根据从第三方模块中采集的星上时间以及地面上注的复位时间窗口计算星务中心计算机复位或切机时刻的星时；