[发明专利]一种可重构的微纳卫星系统架构及卫星系统重构方法

说明书

本发明实施例公开了一种可重构的微纳卫星系统架构及卫星系统重构方法；该可重构的微纳卫星系统包括：通用模组，包括多个实现所述卫星系统所有功能需求均需要使用的共用模块；专用模组，包括多个与所述卫星系统单一功能需求对应的且仅实现对应的单一功能需求所需要使用的专用模块；标准化总线，用于连接所述通用模组中的共用模块以及所述专用模组中的专用模块。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种可重构的微纳卫星系统架构及卫星系统重构方法。

背景技术

随着卫星功能多样化的发展，卫星所承载的功能越来越多。而在传统卫星设计领域，卫星中的某一特定的系统仅承担预先定义的功能，如果某一特定功能所对应的系统损坏，则卫星整体即失去此项功能。尽管可以通过在卫星中增加冗余备份以提高卫星的可靠性，但对于卫星中的每个功能系统，都需要相应增加对应的备份系统，从而增加了卫星系统的设计复杂程度，还增加了整星的体积质量，造成卫星制造成本的增加。而且通过功能备份方式提高卫星的可靠性，那么还需要地面配套设备的额外支持，由此就需对现有地面站设备进行升级改造，增加了系统复杂度。

为了避免上述情况发生，目前已出现针对特定的功能范围内的部分功能进行重构的卫星系统，也就是说，针对若干个功能相近的系统，通过增加少量功能模块的方法，使得每个系统可以通过注入对应功能的软件，使其实现若干项功能其中的一种。该方案对于星务计算机，可通过上注软件方式在轨修改功能，实现在星务管理、姿轨控计算、载荷数据简单处理等功能之间切换；但由于硬件架构限制，该方案只能实现有限的功能备份，不能对不同载荷实现备份功能，例如无法实现测控系统信号处理器的功能备份，对于提高卫星系统的整体可靠性的帮助不大，仍然需要增加相应的功能备份。

目前出现的一种同构星务系统冷备份切换方法，可以通过外部控制电路控制两套冷备份状态星务计算机切换，并通过外部控制电路保存当前状态。这种方法不仅需要两套计算机及外围配套电路，还需要增加外部控制电路，从而增加系统复杂程度和可能出现的故障点。

对于微纳卫星来说，由于卫星体积小，并且能量、星内空间非常有限，因此通常并没有空间增加额外备份系统，从而致使卫星的可靠性大大降低；基于此，只能通过制造时的测试筛选来保证可靠性，从而导致卫星寿命通常较短，难以满足长寿命及高可靠性需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种可重构的微纳卫星系统架构及卫星系统重构方法，不仅能够提高卫星系统的可靠性，而且还减少了重构所需的备份电路和器件数量，节约了卫星空间，降低了卫星的能量需求。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种可重构的微纳卫星系统，所述卫星系统包括：

通用模组，包括多个实现所述卫星系统所有功能需求均需要使用的共用模块；

专用模组，包括多个与所述卫星系统单一功能需求对应的且仅实现对应的单一功能需求所需要使用的专用模块；

标准化总线，用于连接所述通用模组中的共用模块以及所述专用模组中的专用模块。

第二方面，本发明实施例一种卫星系统重构方法，所述方法应用于第一方面所述的卫星系统，所述方法包括：

通用模组中的每个计算处理模块通过软件在轨上注入不同的功能需求，以使每个计算处理模块控制与自身所注入的功能需求所对应的专用模块；

当第一计算处理模块发生故障时，关闭所述第一计算处理模块，并从除所述第一计算处理模块之外的其他计算处理模块中确定第二计算处理模块；

通过软件上注的方式修改第二计算处理模块对应的专用模块；其中，修改后的第二计算处理模块对应的专用模块包括修改之前所述第二计算处理模块对应的专用模块和所述第一计算处理模块在故障前对应的专用模块。