[發(fā)明專利]基于循環(huán)隊列的衛(wèi)星程控指令維護方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710583022.9
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107562443B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭艷麗;吳侃侃;李美光;田華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發(fā)明公開了一種基于循環(huán)隊列的衛(wèi)星程控指令維護方法，其包括下列步驟：步驟一，星載軟件通過基于時間排序的循環(huán)隊列來存儲和維護程控指令；步驟二，各程控任務(wù)產(chǎn)生的指令按照發(fā)送通道的類別及執(zhí)行時間順序插入到相應(yīng)指令隊列中等待執(zhí)行；步驟三，星載軟件周期性地查詢隊列并完成指令的發(fā)送或者延遲處理。本發(fā)明基于循環(huán)隊列的衛(wèi)星程控指令維護方法針對程控指令類型建立循環(huán)隊列用于指令的存儲，隊列中所有指令基于時間排序。星載軟件通過周期性地查詢獲得滿足發(fā)送條件的指令并完成發(fā)送，或者在指令并發(fā)量未超過額定閾值時對指令作延遲處理，確保所有指令能夠在合理時間范圍內(nèi)有序發(fā)送。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星程控指令維護方法，特別是涉及一種基于循環(huán)隊列的衛(wèi)星程控指令維護方法。

背景技術(shù)

人造衛(wèi)星在太空中需要按照預(yù)定計劃執(zhí)行特定的任務(wù)，比如在星箭分離之后執(zhí)行太陽帆板展開、對日定向等一系列動作，或者當衛(wèi)星經(jīng)過地面接收站時提前開啟測控應(yīng)答機、數(shù)傳終端機等單機進行星地通信。這些任務(wù)通常對動作的執(zhí)行時間、執(zhí)行順序要求高，必須通過星載軟件自主完成。星載軟件一般通過判定時間、地理位置或者遙測狀態(tài)等滿足相應(yīng)條件時，發(fā)送程控指令給單機，或者電源、姿控以及加熱器等相關(guān)衛(wèi)星部件，控制整星工作狀態(tài)來完成給定任務(wù)。

隨著衛(wèi)星應(yīng)用的日益復(fù)雜，程控任務(wù)的規(guī)模也越來越龐大。另一方面，程控指令對執(zhí)行時間、執(zhí)行順序要求高，指令的錯亂、丟失或者執(zhí)行時間超出預(yù)期范圍都可能會導(dǎo)致任務(wù)的失敗，因此迫切需要一種可靠的程控指令維護方法，確保所有指令都能按照預(yù)定的時間范圍、順序準確發(fā)送。

從程序設(shè)計的角度看，可采用FIFO(First In First Out)隊列、鏈表或者數(shù)組等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來對程控指令進行維護，但是這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存在如下問題：一、安全性問題，動態(tài)開辟內(nèi)存空間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比如鏈表極易導(dǎo)致內(nèi)存泄露問題，會嚴重損害星載軟件的安全性和可靠性；二、星載軟件在某個時間段內(nèi)可能會產(chǎn)生多個程控指令序列，而后產(chǎn)生的指令序列可能因為緊急程度高需要被先執(zhí)行，采用普通FIFO類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不能滿足應(yīng)用要求；三、效率問題，采用普通數(shù)組等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)維護程控指令時，需要輪詢才能夠獲得所有滿足發(fā)送條件的程控指令，影響指令發(fā)送效率；四、星載軟件作為嵌入式軟件，代碼量受到嚴格的限制，采用鏈表等復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)勢必會導(dǎo)致代碼量大幅增加，在工程運用中出現(xiàn)困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于循環(huán)隊列的衛(wèi)星程控指令維護方法，其針對程控指令類型建立循環(huán)隊列用于指令的存儲，隊列中所有指令基于時間排序，星載軟件通過周期性地查詢獲得滿足發(fā)送條件的指令并完成發(fā)送，或者在指令并發(fā)量未超過額定閾值時對指令作延遲處理，確保所有指令能夠在合理時間范圍內(nèi)有序發(fā)送，由于指令隊列采用靜態(tài)地方式分配內(nèi)存空間，并且隊列操作簡單，有利于其在工程實踐中實施運用。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種基于循環(huán)隊列的衛(wèi)星程控指令維護方法，其包括下列步驟：

步驟一，星載軟件通過基于時間排序的循環(huán)隊列來存儲和維護程控指令；

步驟二，各程控任務(wù)產(chǎn)生的指令按照發(fā)送通道的類別及執(zhí)行時間順序插入到相應(yīng)指令隊列中等待執(zhí)行；

步驟三，星載軟件周期性地查詢隊列；

步驟四，星載軟件在指令滿足發(fā)送條件時完成指令的發(fā)送，或者在指令并發(fā)量未超過額定閾值時對指令作延遲處理，確保所有指令在合理時間范圍內(nèi)按照其所在指令隊列中的順序完成發(fā)送。

優(yōu)選地，所述指令隊列針對各指令發(fā)送通道分別建立的程控指令緩存隊列，采用靜態(tài)內(nèi)存空間分配，并且隊列中指令是基于指令的時間碼進行排序。

優(yōu)選地，所述指令隊列通過隊頭指針和隊尾指針來對隊列元素進行插入、查詢、獲取操作，并在邏輯上首尾相連，循環(huán)利用隊列空間。

優(yōu)選地，所述指令發(fā)送通道為程控指令路由到指令接收方的物理傳輸通道。