[发明专利]一种智能化微纳卫星系统架构及系统重构方法

说明书

本发明提供了一种智能化微纳卫星系统架构及系统重构方法，该智能化微纳卫星系统包括：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；星载交换机，用于连接所述智能管控单元中的星载计算机和所述综合接口与驱动单元中的专用接口单元；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单元；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。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种智能化微纳卫星系统架构及系统重构方法。

背景技术

微纳卫星具有成本低、研制周期短、可灵活搭载发射等优点，在通信、导航、遥感和新技术科学试验领域应用越来越广泛。随着卫星功能多样化的发展，卫星所承载的功能越来越复杂。

在传统卫星设计领域，卫星中的某一特定的系统仅承担预先定义的功能，如果某一特定功能所对应的系统损坏，则卫星失去此项功能。尽管可以通过在卫星中增加冗余备份以提高卫星的可靠性，但对于卫星中的每个功能系统，都需要相应增加对应的备份系统，从而增加了卫星系统的设计复杂程度，还增加了整星的体积质量，造成卫星制造成本的增加。

因此，如何快速高效地对微纳卫星系统的特定功能进行重构是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种智能化微纳卫星系统架构及系统重构方法，利用星载交换机设计了一种可重构的智能化微纳卫星系统，可直接对卫星系统进行功能重构，而无需增加备份系统，解决了传统卫星系统难以对卫星特定功能进行重构的问题，减少了微纳卫星系统的复杂度，降低了卫星的质量，提高了微纳卫星系统的重构效率。

第一方面，本发明实施例提供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。

可选实施例中，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；