[发明专利]一种智能化微纳卫星系统架构及系统重构方法

权利要求书

1.一种智能化微纳卫星系统，其特征在于，包括：智能管控单元、星载交换机、综合接口与驱动单元以及各星上电子设备；

所述智能管控单元，包括多个控制和管理所述各星上电子设备实现所述卫星系统所有功能的星载计算机；

所述星载交换机，用于连接所述智能管控单元中的星载计算机、综合接口与驱动单元以及各星上电子设备，并为各星上电子设备提供标准化接口；

所述综合接口与驱动单元，包括多个与所述卫星系统单一功能对应的且仅实现对应的单一功能所需要使用的专用接口与驱动单元；

所述各星上电子设备与所述智能管控单元通过所述星载交换机联通，用于实现所述卫星系统所有功能。

其中，所述星载计算机，配置为：

每个星载计算机通过软件上注注入不同的功能应用程序，以使每个星载计算机控制与自身所注入的功能应用程序所对应的星上电子设备；

当所述智能管控单元中的一个星载计算机发生故障时，关闭发生故障的星载计算机，并从除发生故障的星载计算机之外的其他星载计算机中确定目标星载计算机；

通过软件上注的方式修改目标星载计算机控制和管理的星上电子设备；其中，修改后的目标星载计算机对应的星上电子设备为发生故障的星载计算机在故障前对应的星上电子设备。

2.根据权利要求1所述的智能化微纳卫星系统，其特征在于，所述星载计算机包括中心处理器以及中心处理器控制电路；

所述中心处理器，配置用于获取遥测数据并进行组帧，并对来自地面的遥控指令进行解析、执行和转发；

以及，完成卫星的星务管理、姿态与飞行轨道计算、卫星导航、载荷管理以及热控管理；

以及，完成整星健康管理、任务规划与调度、星间协同以及功能重构；

以及供配电状态的采集与检测、电源充放电管理和配电控制；

所述中心处理器控制电路，配置用于通过所述星载交换机接收所述各星上电子设备发送的数据及信号；

以及通过所述星载交换机向所述各星上电子设备发送对应的控制指令。

3.根据权利要求3所述的智能化微纳卫星系统，其特征在于，每个所述中心处理器均能够通过星载交换机访问连接在星载交换机上的所有星上电子设备；每个所述中心处理器通过软件在轨上注不同功能的应用程序，以使每个所述中心处理器能够控制与自身所注入的功能应用程序所对应的星上电子设备；每个所述中心处理器均能够被断电关闭。

4.根据权利要求1所述的智能化微纳卫星系统，其特征在于，所述星上电子设备的种类，包括软件无线电模块、供配电模块、姿态控制模块、载荷功能模块以及载荷数据处理单元；

其中，所述软件无线电模块，配置用于将所述智能管控单元完成组帧的遥测数据传输至地面；

以及，将地面上注的遥控指令通过所述星载交换机传输给所述智能管控单元；

以及，通过所述星载交换机接收由所述智能管控单元传输的遥控指令，并执行所述遥控指令；

所述供配电模块，配置用于完成蓄电池的充放电管理、整星供配电并将电源组件的工作状态通过所述星载交换机传输至所述智能管控单元；

以及，通过所述星载交换机接收由所述智能管控单元传输的供配电控制指令，并执行所述供配电控制指令；

所述姿态控制模块，配置为采集所述智能化微纳卫星的姿态参数，并将所述姿态参数通过所述星载交换机传输至所述智能管控单元；

以及，通过所述星载交换机接收由所述智能管控单元传输的姿态控制命令，驱动姿态控制执行部件；

所述载荷功能模块，配置为根据所述智能管控单元传输的控制指令实现对应的卫星载荷功能；

所述载荷数据处理模块，包括DSP+FPGA、GPU以及NPU；

所述载荷数据处理模块，配置用于通过所述星载交换机接收所述载荷功能模块发送的数据。

以及，对所述载荷数据进行存储与处理。

5.根据权利要求1所述的智能化微纳卫星系统，其特征在于，所述系统还包括：接口扩展单元；

所述接口扩展单元，配置为在所述智能化微纳卫星系统新增功能时，为所述卫星系统的新增功能提供标准化接口。