[发明专利]一种高轨遥感卫星载荷任务展开执行的方法及系统

说明书

一种高轨遥感卫星载荷任务展开执行的方法及系统，通过星上对载荷任务指令的解析，完成设备指令的参数计算、配置和调度展开，实现了单次载荷任务指令注入完成多次卫星机动、载荷成像等功能，提高了载荷任务指令注入效率；通过载荷任务指令注入时展开校验的方案，提高了载荷任务指令展开的可靠性；通过保存重复使用设备指令子序列的方案，提高了载荷任务指令配置展开效率；通过存储未到时载荷任务指令，载荷任务指令到时后再次展开执行的方案，节省了延时载荷任务指令的存储空间。

技术领域

本发明一种高轨遥感卫星载荷任务展开执行的方法及系统，涉及一种载荷任务展开执行的方法，特别是一种在计算机资源受限情况下高轨遥感卫星模板化载荷任务展开执行的方法，属于卫星任务执行领域。

背景技术

遥感卫星的主要任务是对地成像并完成图像数据的下传。一次典型的载荷任务包括数传分系统设备开关机设置，相机分系统设备开关机设置，卫星姿态机动，相机成像，图像下传或记录等步骤。每个步骤需要生成、发送一系列相关设备的控制指令，不同类型的载荷任务需要不同的指令组合，其中大部分指令根据不同的载荷任务要求配置不同的控制参数。数管分系统CTU作为整星的数据中心和指令分发中心，负责地面上注载荷任务指令的接收、解析与生成，并通过星载数据总线向相关分系统设备发送指令，协调各个分系统共同完成载荷任务。

传统的遥感卫星，地面运控人员根据载荷任务所需的设备参数在地面生成一系列配置好参数的遥控指令，按时间顺序组织成指令序列，通过遥控链路上注到卫星。星上数管分系统CTU接收到上注的遥控指令序列，经校验后保存在指令队列中，并依据指令执行时间将遥控指令顺序分发给星上相应的分系统设备，从而完成任务的执行。这种方式下，星载软件不需要在星上对遥控指令进行参数配置和调度组合，只需按时间发送接收到的地面上注遥控指令序列即可。但是这种载荷任务处理的方式会带来两个方面的问题：一是由于地面需要生成的载荷任务遥控指令数量多，特别是高轨卫星在连续成像或者区域机动成像的工况下，单次任务可能成像、机动上百次，涉及的指令至少几百条。如此多的指令数据通过高轨有限的上行通道注入，需要花费大量的时间；二是单次任务遥控指令数据量大，造成星载软件能存储的载荷任务指令序列非常有限。

目前，在部分低轨型号遥感卫星上应用了“一种基于有向图的任务规划方法”，该方法将设备指令作为图中的一个节点，指令间前后时间依赖关系构成图中的权重边，地面上注任务指令指定需要的节点和相应的参数，星载软件根据存储的节点依赖关系，计算出所有节点的最短路径，得到各条指令执行的时间点。

上述方法在低轨遥感卫星上已经使用，但该方法如果在高轨遥感卫星上应用会存在以下问题：

(1)方法主要针对低轨卫星单次成像任务设计，无法应用在高轨重复成像、区域拼接成像等工况模式。高轨地球同步遥感卫星相对地球静止，可对同一地点周期巡查，或对一片区域进行机动成像拼接，这些工况下，需要完成一系列的机动、成像动作，使用有向图的方法不适用。

(2)方法没有考虑展开后的设备指令校验和指令数据空间占用的问题。由于高轨遥感卫星每一次载荷任务需要的指令数量多，因此需要增加展开后设备指令内容校验和节省存储空间。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种高轨遥感卫星载荷任务展开执行的方法及系统，通过星上对载荷任务指令的解析，完成指令的参数计算、配置和调度展开，实现了单次载荷任务指令注入完成多次机动、成像功能。提高了载荷任务指令注入效率；通过载荷任务指令注入时展开校验的方案，提供了载荷任务指令展开的可靠性；通过保存重复使用设备指令子序列的方案，提高了载荷任务指令配置展开效率；通过只存储未到时载荷任务指令，载荷任务指令执行时再次展开的方案，增加了延时载荷任务的在轨存储量。

本发明解决的技术方案为：一种高轨遥感卫星载荷任务展开执行的方法，其特征在于步骤如下：