[发明专利]中继卫星自主任务规划方法

说明书

本发明涉及一种中继卫星自主任务规划方法，包括：(1)自主指令管理，包括对自主指令和遥控指令等由星载计算机发出的指令进行调度管理分配等工作，(2)自主平台控制，包括对平台的自主导航、自主位保等控制，(3)自主FDIR(Failure Detection Isolation and Recovery)处理，包括根据故障检测条件检测出故障，并对故障进行隔离恢复处理，(4)自主中继任务规划，包括卫星接收到插入中继任务后，根据当前卫星任务执行情况进行插入任务规划，并制定相关的任务执行序列，(5)自主任务调度，对中继任务、FDIR任务以及自主平台控制任务、自主指令管理任务进行综合管理调度，划分好执行时间片及相关任务需求。

技术领域

本发明属于航天器中继卫星领域，涉及一种对中继卫星的自主任务进行规划调度方法，适用于中继卫星任务设计、任务调度等应用。

背景技术

中继卫星是一种通信卫星，通常用于无法直接获取卫星数据的卫星，通过中继卫星对数据进行中继转发，保证数据能正常有效传回地面。目前对于中继卫星设计，均是通过地面遥控形式实现对中继任务进行调度，不支持自主任务规划。当中继卫星定点位置位于国土上空时并且任务数量较少时，可以通过地面人员和遥控指令形式实现中继任务规划和卫星控制，当中继卫星形成中继网络，并且任务数量增多后，仅靠人员数量的增加是无法满足日益增长的任务需求。若通过中继卫星自主任务规划技术，则可以有效实现对中继卫星相关任务进行自主规划，自主生成指令序列，自主调度中继任务，从而减轻地面运控人员的负担，避免在多任务高强度的状态下对中继任务调度的不及时和不准确。

特别是境外中继卫星定点位置不在国土上空，因此在进行测控时会受地理条件和测控站限制，无法实时进行测控。从而对境外中继卫星提出更高的要求，要求其在境外时可以自主生存，在境内时能够下行相关参数，判定卫星状态，同时在境外时也能有效执行中继任务。

目前自主任务规划技术中的细分技术如自主平台控制技术中自主能源控制和自主热控控制已在航天领域实现，相关自主指令管理目前在航天领域未见使用，当前指令均采用遥控或时标形式执行不涉及自主指令管理功能。对于自主FDIR(Failure DetectionIsolation and Recovery)功能，目前卫星上采用较少，大部分具备故障检测与切换功能，不能完全实现自主FDIR。对于自主中继任务规划及任务规划调度功能，目前卫星上尚未使用。对于中继卫星的自主任务规划技术，没有完整的在卫星领域进行实现和功能应用，没有突出自主任务规划技术的优越性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种中继卫星自主任务规划技术，利用自主管理技术，可以有效实现中继卫星自主任务规划及自主生存，保证中继任务的有效性和准确性。

本发明的技术解决方案是：中继卫星自主任务规划方法，步骤如下：

(1)中继卫星进行自主平台控制，生成自主平台控制指令序列：自主平台控制包括自主位置保持指令序列、自主热控管理序列以及自主能源管理序列；自主位置保持指令序列是根据当前星上递推轨道以及轨道控制精度要求，自主生成位保策略及执行指令序列，进行自主位置保持管理；自主热控管理序列是指根据当前各加热器状态以及当前设备工作温度要求，自主生成各加热器开关指令进行自主热控功能执行；自主能源管理序列是指根据当前蓄电池状态以及太阳翼工作状态，自主对蓄电池工作状态进行模式转换和工作情况设计进行自主能源管理；

(2)中继卫星进行自主FDIR(Failure Detection Isolation and Recovery,故障检测隔离和恢复)生成FDIR恢复指令序列：根据当前星上设备工作状态及故障情况，自主执行故障切换策略，根据不同状态执行主动切换或故障切换，保证卫星安全，生成FDIR恢复指令序列；

(3)中继任务调度生成调度指令序列：对当前卫星执行的中继任务以及后续任务进行优先级和时间序列调度，生成调度指令序列，保证中继任务有序执行；