[发明专利]一种用于卫星在轨软件重构的数据上注方法

说明书

本方案公开了一种用于卫星在轨软件重构的数据上注方法。该方法在不增加新的地面站硬件和卫星硬件的前提下，基于现有的星地测控系统、卫星平台，通过星地数据传输协议的设计，同时支持遥控指令和软件重构数据的上注，实现若干分钟内百兆比特级的软件重构数据的星地上注，并将数据存储在星务固态存储器；通过卫星软件更新接口协议设计，通过指令控制，实现软件代码数据从卫星星务分系统到卫星中的软件重构目标设备的缓存的上注。该方法可以解决传统上注方法上注效率低和星地上注时独占测控信道的问题。

技术领域

本发明涉及一种用于卫星在轨软件重构的数据上注方法，属于航天技术领域。

背景技术

随着高性能的大规模逻辑器件在卫星上的广泛应用，卫星开始朝着软件定义和智能化的方向发展。卫星在轨的需求不再仅仅停留在简单的参数修订和指令上注，需要在不改变硬件平台的条件下，完成功能的增加、改变或者更新，使得卫星在轨使用更加智能和灵活。这就需要对卫星软件进行在轨重构。

软件重构的硬件平台通常是基于FPGA来完成的，要对FPGA软件进行重构通常涉及到上百兆比特的代码数据量。这些用于卫星在轨软件重构的代码数据首先需要通过地面站上注到卫星并存储下来，然后通过指令控制卫星软件加载存储的上注代码数据完成重构。

发明内容

本发明目的在于，克服现有技术的不足，提供一种用于卫星在轨软件重构的数据上注方法。该方法在不增加新的地面站硬件和卫星硬件的前提下，基于现有的星地测控系统、卫星平台，通过星地数据传输协议的设计，同时支持遥控指令和软件重构数据的上注，实现若干分钟内百兆比特级的软件重构数据的星地上注，并将数据存储在星务固态存储器；通过卫星软件更新接口协议设计，通过指令控制，实现软件代码数据从卫星星务固态存储器到卫星软件重构目标设备的缓存的上注。

为达到上述目的，本发明的技术方案步骤如下：

(1)进行星地上注协议设计，完成软件重构数据的星地上注；

(2)进行卫星软件重构接口协议设计，完成软件重构数据的星内上注；

所述步骤1)进行星地上注协议设计，完成软件重构数据的星地上注，分为六子步骤：

S1、对划分有至少两个区域的数据传输帧进行区域填充，获得具有软件重构数据和遥控指令数据的数据传输帧序列；

S2、对具有软件重构数据和遥控指令数据的数据传输帧序列进行信道编码，获得数据传输码；

S3、基于星地通道将所述数据传输码发送给卫星应答机；

S4、卫星应答机接收数据传输码，并对其进行信道解码；然后对解码后的数据传输帧序列进行解帧，提取遥控指令数据和/或软件重构数据，送给星务计算机进行校验；

S5、在遥控指令数据校验通过的情况下，执行遥控指令；

S6、在软件重构数据校验通过的情况下，存储在星务固态存储器中，等待指令，将所述软件重构数据发送至目标设备缓存。

所述步骤2)进行软件重构接口协议设计，完成星内上注，包括S7-S8两个子步骤。

S7、地面站发送“指令1：软件更新数据准备发送”，目标星载设备做好接收星务固存数据的准备；

S8、地面站发送“指令2：软件更新数据发送”，星务固态存储器发送数据给目标星载设备缓存。

在步骤S1中，基于CCSDS标准设计数据传输帧并进行域划分、在轨软件重构数据和遥控指令数据的填充；

将数据传输帧划分为帧主导头、插入域、数据域和第一差错控制域，并基于划分的四个部分对数据传输帧进行处理，将遥控指令帧顺序填充到插入域相应字节；将软件重构数据块顺序填充到数据域。