[发明专利]基于通用型星上应用子系统的卫星综合电子系统架构

说明书

本发明公开了一种基于通用型星上应用子系统的卫星综合电子系统架构，包括：平台子系统、数传子系统、载荷子系统和星上应用子系统。星上应用子系统包括：存储单元、计算单元、网络单元、通用操作系统、系统管理应用和其他应用；平台子系统、数传子系统、载荷子系统和星上应用子系统通过管理总线和数据总线实现相互连接；平台子系统、数传子系统和载荷子系统中的任务分为实时任务和非实时任务，实时任务在相应子系统内完成，非实时任务通过数据总线发送至星上应用子系统完成。本发明的基于通用型星上应用子系统的卫星综合电子系统架构，能有效降低星上数据处理系统的成本和应用程序开发难度，提高响应速度和资源利用率。

技术领域

本发明涉及卫星数据处理技术领域，尤其涉及一种基于通用型星上应用子系统的卫星综合电子系统架构。

背景技术

星上数据在轨处理能极大地降低星地间传输的数据量，有利于提高星地间带宽资源利用率。此外，由于在星上直接对数据进行处理，能有效提高卫星服务的实时性。随着星上数据处理能力的不断提高，围绕星上数据处理方式来设计卫星系统架构对提高整星的运行效率和数据处理能力具有重要意义。

根据星上数据处理方式，卫星系统架构可分为两种：(1)分布式；(2)集中式。分布式系统架构指卫星各组件间相对独立，每个组件能完成与该组件相关的所有任务。集中式系统架构指卫星包含一个集中的数据处理系统，各组件将数据处理任务交由数据处理系统完成。

然而，分布式系统架构存在卫星各组件设计难度大、不同组件间无法实现资源和数据共享等问题。集中式系统架构实现了卫星各组件和数据处理系统的解耦合，能有效降低各组件的设计难度，提升数据处理系统硬件资源利用率。但是，目前的集中式系统架构主要采用定制的软硬件实现，导致通用性较差。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于通用型星上应用子系统的卫星综合电子系统架构。具体技术方案如下：

一种基于通用型星上应用子系统的卫星综合电子系统架构，包括：平台子系统、数传子系统、载荷子系统和星上应用子系统；所述平台子系统包括：卫星平台组件、第一实时操作系统和星务管理应用；所述数传子系统包括：数传组件、第二实时操作系统和数据传输应用；所述载荷子系统包括：有效载荷、第三实时操作系统和数据预处理应用；所述星上应用子系统包括：存储单元、计算单元、网络单元、通用操作系统、系统管理应用和其他应用；所述平台子系统、所述数传子系统、所述载荷子系统和所述星上应用子系统通过管理总线和数据总线实现相互连接；所述平台子系统、所述数传子系统和所述载荷子系统中的任务分为实时任务和非实时任务，实时任务在相应子系统内完成，非实时任务通过所述数据总线发送至所述星上应用子系统完成。

在一种可能的设计中，所述卫星综合电子系统架构划分为硬件层、操作系统层和应用层；所述硬件层包括：所述平台子系统的卫星平台组件、所述数传子系统的数传组件、所述载荷子系统的有效载荷、所述星上应用子系统的存储单元、计算单元和网络单元、所述管理总线、所述数据总线；所述操作系统层包括：所述平台子系统的第一实时操作系统、所述数传子系统的第二实时操作系统、所述载荷子系统的第三实时操作系统、所述星上应用子系统的通用操作系统；所述应用层包括：所述平台子系统的星务管理应用、所述数传子系统的数据传输应用、所述载荷子系统的数据预处理应用、所述星上应用子系统的系统管理应用和其他应用。

在一种可能的设计中，所述管理总线速率低于所述数据总线，所述管理总线用于实现各子系统间的管理指令交互，所述数据总线用于实现各子系统间的数据传输

在一种可能的设计中，所述星上应用子系统的存储单元、计算单元和网络单元分别用于为星上各子系统提供存储资源、计算资源和网络资源，存储单元、计算单元和网络单元均采用通用货架产品。

在一种可能的设计中，所述平台子系统、所述数传子系统和所述载荷子系统均采用实时操作系统，所述星上应用子系统采用基于X86体系架构的通用操作系统。