[發明專利]一種面向衛星的電子控制系統及方法

有效

• 申請號: 201110281026.4
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102393746A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 李軼;張善從;王主鳳;吳長青
• 申請（專利權）人: 北京國科環宇空間技術有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術領域

本發明涉及飛行器設計領域，特別涉及一種面向衛星的電子控制系統及方法。

背景技術

圖1為現有的面向衛星的電子控制系統的結構示意圖。現結合圖1，對現有的面向衛星的電子控制系統進行說明，具體如下：

現有的面向衛星的電子控制系統裝設于衛星上，包含：姿軌控子系統、數據存儲子系統、有效載荷子系統、主控計算機、測控通信子系統、熱控子系統、推進子系統、電源與配電子系統及衛星平臺總線，各個子系統通過衛星平臺總線連接主控計算機。

其中，每一個子系統都包含有一個用以通過衛星平臺總線與主控計算機交互的總線遠置終端(RTU)；姿軌控子系統的姿軌控模塊用以對衛星進行定軌和定姿；數據存儲子系統用以保存各載荷通過主控計算機輸出的數據；有效載荷子系統包含n個與主控計算機點對點連接的載荷，比如CCD、固放、微波雷達、發射機等，每一個載荷將檢測獲得的數據通過主控計算機保存至數據存儲子系統；主控計算機是衛星平臺總線的控制器，將平臺總線上傳輸的低速指令輸出至與該指令對應的設備地址，比如，輸出至姿軌控子系統、推進子系統、有效載荷子系統或熱控子系統；測控通信子系統通過天線接收或發送數據和指令，將接收到的天地鏈路傳輸中的低速指令，通過RTU輸出至衛星平臺總線上，將來自主控計算機或有效載荷子系統的高速有效載荷的下行數據，通過高速接口傳輸至無線射頻模塊，并通過天線形成的射頻通道，傳輸至地面；推進子系統的推進模塊用以根據RTU接收到的數據和指令，調整衛星的軌道或姿態；熱控子系統的熱控模塊用以根據RTU接收到的數據和指令，對衛星的溫度進行控制；電源與配電子系統根據各子系統的供電需求，經過電壓轉換為相應功率和伏值的電壓，輸出至各子系統。

現有的面向衛星的電子控制系統中，由于衛星平臺總線的帶寬限制，只能傳輸低速指令，無法用以傳輸高速載荷數據或超高速載荷數據，只能采用n個載荷與主控計算機點對點的直連方式，以完成高速載荷數據或超高速有效載荷數據通過主控計算機和測控通信子系統，以無線射頻的方式接收或發送，不僅增加了主控計算機的負擔，而且降低了整個系統的工作效率；由于現有的測控通信子系統的傳輸波段是一定的，在以無線射頻的方式接收或發送數據時，只能選取特定的波段，可擴展性較差。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種面向衛星的電子控制系統，該系統能夠提高工作效率和可擴展性。

本發明的目的在于提供一種面向衛星的電子控制方法，該方法能夠提高工作效率和可擴展性。

為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的：

一種面向衛星的電子控制系統，包含姿軌控模塊、推進模塊和熱控模塊，該系統還包含：

有效載荷數據傳輸子系統，將地面或中繼衛星發送的控制指令輸出至控制總線，將地面或中繼衛星發送的數據輸出至數據總線；根據主控計算機通過控制總線輸出的模式切換指令、及載荷數據攜帶的CCSDS地址，將數據總線上傳輸的第二載荷數據、和/或有效載荷數據處理子系統輸出的第一載荷數據，通過選擇的無線射頻的波段發送至地面；所述第一載荷數據為數據傳輸率為1Gbps以上的載荷數據；所述第二載荷數據為數據傳輸率為100Mbps～500Mbps的載荷數據；

有效載荷數據處理子系統，根據從控制總線上接收到的數據處理指令，按照CCSDS協議，對從數據總線上接收到的第二載荷數據、和/或第一有效載荷模塊輸出的第一載荷數據進行壓縮和打包處理，將數據處理指令中攜帶的地址映射成CCSDS地址，將CCSDS地址加入包頭生成CCSDS數據包，發送包含第二載荷數據的CCSDS數據包至數據總線，和/或發送包含第一載荷數據的CCSDS數據包至有效載荷數據傳輸子系統；

第一有效載荷模塊，根據從控制總線上接收到的工作指令，采集獲得第一載荷數據，并將第一載荷數據輸出至有效載荷數據處理子系統；

多個第二有效載荷模塊，任一第二有效載荷模塊根據從數據總線上接收到的來自高性能運算模塊的工作指令，采集獲得第二載荷數據，并將第二載荷數據輸出至數據總線；

高性能運算模塊，從控制總線上獲取與多個第二有效載荷模塊對應的工作指令，通過數據總線輸出工作指令至多個第二有效載荷模塊；