[发明专利]航天器地面测控站资源池架构的集中监控平台

说明书

本发明公开的一种航天器地面测控站资源池架构的集中监控平台，能够有效提高卫星地面测控站资源利用率。本发明通过下述技术方案实现：监控软件将数字化、信号处理及基带处理和存储功能分别构造资源池，建立流程化服务的绑定关系，将资源调度和资源分配的结果作为输入，基于任务驱动的动态资源调度客户服务；业务服务模块将服务进行粗粒度划分后，通过服务管理部署工具将各个服务组织在不同的服务器中，各个服务颗粒之间通过定义的接口进行通信，集中监控平台基于站内预先设置的资源重组策略，统一化定义资源调度策略，进行测控任务和设备资源的分配，完成全业务从任务准备‑任务执行‑任务结束的流程运行闭环和异常处置闭环。

技术领域

本发明属于无线电测控技术领域，尤其涉及一种航天地面测控站资源池架构的集中监控平台。

背景技术

资源池作为一种能够高效整合各类资源的架构模式,已在地面无线接入中得到了较为广泛的应用。航天器地面测控站的主要任务是完成航天器的距离、速度和角度等外测数据的测量、以及遥控数据发送和遥测数据接收，并按约定的接口要求与中心完成相关业务数据交互。站内单套测控设备一般由天伺馈、发射、接收、基带、监控、时频、测试标校、数据交互等分系统组成，按照此架构，测控站往往按照“烟囱式”的建设模式组织实施。不同功能不同系列的卫星，地面站的运行管控自成体系，与所支持的卫星系统具有较强的耦合性，从而形成了如图3所示的“烟囱”林立的局面。即各套设备分别研制相应的分系统，备份天线、发射、接收等前端信道设备和基带等终端处理设备，并配置监控、时频、测试标校、数据交互等公用设备，以独立完成各自分配的测控任务。然而现有的监控平台设计，不能满足系统功能的在线升级和新设备的不停机接入。资源池架构是将不同功能的处理设备模块化、标准化、通用化，组成可以共用的“资源池”系统，通过统一的资源监控系统进行管理。当不同工作任务来时，资源监控系统经过资源评估后，对于空闲资源进行灵活调度快速重构以满足任务需求。当任务结束后，所有资源又被释放回“资源池”供下次使用。资源池架构地面站可简单分为射频前端子系统、数字化资源池、信号处理资源池、存储资源池等组成。射频前端子系统包括天伺馈、场放、功放、开关矩阵、信道设备等。数字化资源池采用统一硬件平台实现，用于完成数字模拟信号的转化。在目前的卫星通信领域中包括宽带数字化单元、窄带数字化单元。信号处理资源池采用统一硬件平台，通过万兆网与数字化子系统进行基带IQ数据交换，可根据任务需求加载不同基带波形或者波束形成软件，调制解调数据信息则通过IP交换网与数据中心进行交换。存储资源池用于协议解析、数据分发、数据存储等。总体上看，资源池式体系结构采用了设备集中共用的架构方式。资源池架构的卫星地面测控站系统除了具有原始烟囱式架构地面测控站的业务能力外，还具有很多新的突出优势：

(1)可开放性：系统软硬件架构具有良好的开放性，软硬件接口遵循标准化和规范化，能够基于标准模块构建硬件系统，能够借鉴现有成熟的商用组网技术，为构建开放性的地面站系统提供基础保障；

(2)可扩展性：增强了地面段的弹性(可缩放)和可扩展性，实现了软硬件接口标准化和规范化，能够借鉴现有成熟的商用组网技术，为构建开放性的地面站系统提供基础保障，能够根据应用需求逐步扩容建设，具备良好的向后兼容能力；

(3)可通用性：系统基本物理资源有较好的通用性，能够支撑多频段、多极化、多功能等不同应用领域的航天任务需求；

(4)可重构性：增强了系统的可重构性，系统的软硬件架构可根据常规任务规划和应急任务响应，通过动态重构部分计算和传输资源，临时进行资源组合完成任务执行。