[发明专利]基于地面软件实时控制的中低轨卫星在轨软件重构方法

说明书

本发明公开了一种基于地面软件实时控制的中低轨卫星在轨软件重构方法，涉及软件定义卫星载荷处理领域。本发明由地面端重构控制单元和卫星端重构处理单元两部分组成，地面端重构控制单元以扇区为基本单位实现对卫星端重构处理单元实际存储区的动态模拟及实时监控，满足中低轨卫星断点、断电的重构需求，实现大文件的分段多轨传输；卫星端重构处理单元实现目标文件对实际存储区的读写操作。本发明特别适用于中低轨卫星系统在轨软件重构，实现中低轨卫星功能软件定义。

技术领域

本发明涉及一种基于地面软件实时控制的中低轨卫星在轨软件重构方法，属于卫星通信系统的星上处理领域。

背景技术

近年来，随着卫星通信的快速发展，中低轨卫星以其低成本、快速灵活，越来越受到人们的重视，但是中低轨卫星由于过境时间短，星上资源受限，无法满足对较大目标文件的断点、断电的重构需求。本专利借鉴软件定义卫星网络的设计思想，由地面重构控制软件实现较复杂的重构校验算法，并以星上实际存储器扇区为基本单位，实时模拟并监控星上的重构状态，满足中低轨卫星断点、断电的传输需求。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提出的一种基于地面软件实时控制的中低轨卫星在轨软件重构方法，本发明使用FPGA作为卫星端重构处理单元，支持断点、断电等多种传输方式，可实现大文件的分段多轨传输。同时地面重构控制软件以扇区为基本单位，实现对星上重构结果及重构状态进行实时监控。

本发明采用的技术方案为：

一种基于地面软件实时控制的中低轨卫星在轨软件重构方法，包括以下步骤：

(1)地面端重构控制软件选择与卫星端重构处理单元一致的型号；

(2)地面端重构控制软件将卫星端重构处理单元实际存储区模拟显示在地面端重构控制软件星上存储器模拟显示区内。此时，地面端重构控制软件星上存储器模拟显示区显示的卫星端重构处理单元实际存储区的所有扇区均为扇区未重构状态；

(3)地面端重构控制软件加载目标文件，并以扇区为基本单位按照目标文件在卫星端重构处理单元实际存储区的存储状态模拟缓存；地面端重构控制软件星上存储器模拟显示区将卫星端重构处理单元存储器实际要重构的扇区标注为扇区待重构状态；

(4)地面端重构控制软件采用乒乓操作，依次将缓存的处于扇区待重构状态的扇区或者处于扇区重构错误状态的扇区的目标文件分多个数据帧上传到卫星端重构处理单元，其中每个扇区目标文件的第一个数据帧带有扇区擦除标志；

(5)卫星端重构处理单元接收到目标文件的数据帧后分别将数据帧缓存，并根据目标文件第一个数据帧的标识，将对应的扇区擦除；

(6)待扇区擦除完成后，卫星端重构处理单元将地面端重构控制软件上传的单个扇区目标文件写入对应扇区后，立即将同一扇区的目标文件读出，并下发给地面端重构控制软件；

(7)地面端重构控制软件对卫星端重构处理单元下发的单个扇区目标文件进行比对校验；如果比对校验结果完全相同，则地面端重构控制软件星上存储器模拟显示区相应扇区位置显示为扇区重构正确状态；如果比对结果不完全相同，或者地面端重构控制软件在规定的时间内未接收到卫星端重构处理单元下发的目标文件，或者地面端重构控制软件在规定的时间内只接收到卫星端重构处理单元下发的部分目标文件，则地面端重构控制软件星上存储器模拟显示区相应扇区位置显示为扇区重构错误状态，返回步骤(4)；

(8)当地面端重构控制软件星上存储器模拟显示区中所有处于扇区待重构状态的扇区全部变为扇区重构正确状态后，地面重构控制软件请求星上重构处理单元下发所有扇区目标文件，并与地面重构控制软件缓存的所有扇区目标文件依次比对，若比对结果完全相同证明整个文件重构成功；

完成整个重构流程。

其中，所述的步骤(7)具体包括以下步骤：