[发明专利]一种智能微纳卫星

说明书

本发明公开了一种智能微纳卫星，本发明通过设计智能微纳卫星软硬件架构，主要包含探测感知单元、规划决策单元、行动控制单元、应用服务单元、网络通信单元和环境保障单元，各单元进行综合化模块化，并通过能源和数据总线进行网络联接，分布式部署，结合机器学习等结合人工智能技术，解决卫星自主感知决策行动等智能化问题。

技术领域

本发明涉及卫星技术领域，特别是涉及一种智能微纳卫星。

背景技术

随着集成电路与微系统、新材料、计算机、软件、即插即用、综合化电子系统等技术的发展，及其在微纳卫星平台上的大量应用，给微纳卫星的设计带来了新的机遇和挑战。得益于微纳卫星中的立方体卫星规范和标准的普及，以及一箭多星、空间站释放等多种发射模式，使得微纳卫星技术及应用服务得以很快发展，已经从技术试验发展到业务应用，其提供的服务在全球商业航天市场占据重要地位。

传统微纳卫星设计方法，平台和载荷严格划分，计算单元大多是CPU架构，卫星完成的功能和服务在设计阶段已经固化，卫星核心软件固化在部组件存储单元，不适合快速更改相应软件和功能，此外，卫星本身的智能化水平还有很大发展空间。

发明内容

本发明提供了一种智能微纳卫星，以解决现有技术卫星的智能化水平有待提高的问题。

本发明提供了一种智能微纳卫星，包括：

环境保障单元，用于使智能微纳卫星在空间辐照和极端温度环境下正常工作；

行动控制单元，用于使智能微纳卫星在空间轨道保持预设姿态和预设变轨机动操作；

规划决策单元，用于使智能微纳卫星根据探测感知信息进行在轨计算处理，任务规划、任务管控和飞行规划；

网络通信单元，用于使智能微纳卫星与其他卫星、卫星地面站进行数据交换；

探测感知单元，用于智能微纳卫星进行射频频段感知、空间、临近空间、空中、地面、水面等各类目标感知；

应用服务单元，用于给空间、临近空间、空中、地面、水面用户提供通信、导航、遥感和技术试验服务。

进一步地，所述探测感知单元进一步包括射频感知模块和目标感知模块；

所述射频感知模块包括多个软件定义无线电平台，分别进行射频频段感知，进行各频段检测和存储；

所述目标感知模块包括多个可编程成像仪，分别进行空间、临近空间、空中、地面和水面目标感知和存储。

进一步地，所述规划决策单元包括飞控软件平台、硬件计算平台和支撑单元。

进一步地，所述硬件计算平台进一步包括CPU模块、GPU模块、NPU模块和XPU模块；

所述CPU模块包括多个计算处理单元，用于进行智能微纳卫星各部组件信息处理、智能微纳卫星计算、存储、能源、网络资源综合处理和诊断监控、各类任务所需资源的处理和规划、各类任务的管理和控制、姿态和变轨的计算和处理计算处理任务；

所述GPU由多个图像处理单元集成，用于进行智能微纳卫星各级各分辨率图像类数据的处理；

所述NPU模块由多个神经网络处理单元集成，用于进行射频识别模型计算、目标识别模型计算和矩阵计算处理；

所述XPU模块由多个未知处理单元集成，以供模块拓展。

进一步地，所述飞控软件平台进一步包括平台抽象层、系统服务层和应用层；

其中，所述平台抽象层由裁剪过的轻量级Linux操作系统及驱动程序构成；

所述系统服务层由软件总线、时间服务、事件服务、控制服务和上传服务中间服务模块组成；