[發明專利]基于地面軟件實時控制的中低軌衛星在軌軟件重構方法

有效

• 申請號: 201911044710.3
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110795146B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 崔永康;張冬;王立民;孫艷紅;王維;宋伯堯
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G06F8/72
• 分類號: G06F8/72;G06F15/78
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種基于地面軟件實時控制的中低軌衛星在軌軟件重構方法，涉及軟件定義衛星載荷處理領域。本發明由地面端重構控制單元和衛星端重構處理單元兩部分組成，地面端重構控制單元以扇區為基本單位實現對衛星端重構處理單元實際存儲區的動態模擬及實時監控，滿足中低軌衛星斷點、斷電的重構需求，實現大文件的分段多軌傳輸；衛星端重構處理單元實現目標文件對實際存儲區的讀寫操作。本發明特別適用于中低軌衛星系統在軌軟件重構，實現中低軌衛星功能軟件定義。

技術領域

本發明涉及一種基于地面軟件實時控制的中低軌衛星在軌軟件重構方法，屬于衛星通信系統的星上處理領域。

背景技術

近年來，隨著衛星通信的快速發展，中低軌衛星以其低成本、快速靈活，越來越受到人們的重視，但是中低軌衛星由于過境時間短，星上資源受限，無法滿足對較大目標文件的斷點、斷電的重構需求。本專利借鑒軟件定義衛星網絡的設計思想，由地面重構控制軟件實現較復雜的重構校驗算法，并以星上實際存儲器扇區為基本單位，實時模擬并監控星上的重構狀態，滿足中低軌衛星斷點、斷電的傳輸需求。

發明內容

本發明的目的在于避免上述背景技術中的不足之處而提出的一種基于地面軟件實時控制的中低軌衛星在軌軟件重構方法，本發明使用FPGA作為衛星端重構處理單元，支持斷點、斷電等多種傳輸方式，可實現大文件的分段多軌傳輸。同時地面重構控制軟件以扇區為基本單位，實現對星上重構結果及重構狀態進行實時監控。

本發明采用的技術方案為：

一種基于地面軟件實時控制的中低軌衛星在軌軟件重構方法，包括以下步驟：

(1)地面端重構控制軟件選擇與衛星端重構處理單元一致的型號；

(2)地面端重構控制軟件將衛星端重構處理單元實際存儲區模擬顯示在地面端重構控制軟件星上存儲器模擬顯示區內。此時，地面端重構控制軟件星上存儲器模擬顯示區顯示的衛星端重構處理單元實際存儲區的所有扇區均為扇區未重構狀態；

(3)地面端重構控制軟件加載目標文件，并以扇區為基本單位按照目標文件在衛星端重構處理單元實際存儲區的存儲狀態模擬緩存；地面端重構控制軟件星上存儲器模擬顯示區將衛星端重構處理單元存儲器實際要重構的扇區標注為扇區待重構狀態；

(4)地面端重構控制軟件采用乒乓操作，依次將緩存的處于扇區待重構狀態的扇區或者處于扇區重構錯誤狀態的扇區的目標文件分多個數據幀上傳到衛星端重構處理單元，其中每個扇區目標文件的第一個數據幀帶有扇區擦除標志；

(5)衛星端重構處理單元接收到目標文件的數據幀后分別將數據幀緩存，并根據目標文件第一個數據幀的標識，將對應的扇區擦除；

(6)待扇區擦除完成后，衛星端重構處理單元將地面端重構控制軟件上傳的單個扇區目標文件寫入對應扇區后，立即將同一扇區的目標文件讀出，并下發給地面端重構控制軟件；

(7)地面端重構控制軟件對衛星端重構處理單元下發的單個扇區目標文件進行比對校驗；如果比對校驗結果完全相同，則地面端重構控制軟件星上存儲器模擬顯示區相應扇區位置顯示為扇區重構正確狀態；如果比對結果不完全相同，或者地面端重構控制軟件在規定的時間內未接收到衛星端重構處理單元下發的目標文件，或者地面端重構控制軟件在規定的時間內只接收到衛星端重構處理單元下發的部分目標文件，則地面端重構控制軟件星上存儲器模擬顯示區相應扇區位置顯示為扇區重構錯誤狀態，返回步驟(4)；

(8)當地面端重構控制軟件星上存儲器模擬顯示區中所有處于扇區待重構狀態的扇區全部變為扇區重構正確狀態后，地面重構控制軟件請求星上重構處理單元下發所有扇區目標文件，并與地面重構控制軟件緩存的所有扇區目標文件依次比對，若比對結果完全相同證明整個文件重構成功；

完成整個重構流程。

其中，所述的步驟(7)具體包括以下步驟：