[發明專利]一種適用于火星探測飛行控制任務的自主規劃與執行方法

有效

• 申請號: 202010144104.5
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111301719B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 朱慶華;譚曉宇;許賢峰;唐文國;陸丹萍;周誌元
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 茹阿昌

一種適用于火星探測飛行控制任務的自主規劃與執行方法，首先設置任務作業表，對地面上注的作業表中的任務按時間和優先級自主排序，星載計算機按排序完成后的作業表順序執行。然后設置三種緊急任務，按優先級從高到低分別為：1、能源保衛任務，2、姿態保衛任務，3、通訊保衛任務。星載計算機系統自主出判讀緊急任務條件滿足后，自主生成緊急任務的任務時間、任務類型、任務具體內容，寫入緊急任務隊列。當緊急任務需要執行時，只可打斷任務作業表中二級、三級任務，并按預設邏輯清除任務作業表。

技術領域

本發明涉及一種適用于火星探測飛行控制任務的自主規劃與執行方法，屬于火星探測的星載計算機系統應用技術。

背景技術

我國將于2020年發射火星探測器，隨著探測器飛往火星，器地距離增加，測控鏈路不能保證全過程不間斷，而且在某些特定階段(類如臨日、日臨等)，測通鏈路中斷時間將長達30于日，因此要求火星探測器具備很強的自主執行任務的能力。同時，火星探測過程中任務類型復雜多樣，有些任務(例如制動捕獲等)只有一次機會，不容有失，因此要求火星探測器還要具備很強的自主管理任務的能力，在故障情況下要按照優先級自主調整任務的執行順序，必要時還需自主產生、規劃、執行任務。

目前衛星領域的任務一般由地面規劃完畢后上注至在軌衛星，星上只需按照地面上注的任務時間、任務類型、任務具體內容執行即可。在衛星軌發生故障時，將清除所有任務，保證衛星安全進入安全模式。此方法主要依靠地面干預，自主性低，抗風險能力差。因此有必要發明一種適用于火星探測飛行控制任務的自主規劃與執行方法。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提出了一種適用于火星探測飛行控制任務的自主規劃與執行方法解決了火星探測任務通訊鏈路風險高，地面無法及時處理器上故障，需要具備很強的自主管理任務能力的問題。

本發明的技術方案是：

一種適用于火星探測飛行控制任務的自主規劃與執行方法，包括步驟如下：

1)將星載計算機每個控制周期需要執行的任務劃分為五類子任務，所述五類子任務按執行順序，依次為：數據采集子任務、數據計算子任務、控制輸出子任務、表決信息輸出子任務、啟動表決子任務；所述數據采集子任務需要三臺星載計算機在同一時刻開始運行；

2)將屬于控制輸出子任務的所有任務進行自主排序，獲得完成排序的任務作業表；

按任務優先級由高至低依次為：關鍵軌道機動任務、非關鍵軌道機動任務和姿態機動任務；其中關鍵軌道機動任務作為一級任務，非關鍵軌道機動任務作為二級任務，姿態機動任務作為三級任務；

所述關鍵軌道機動包括：制動捕獲軌道機動和升軌軌道機動；其余軌道機動作為非關鍵軌道機動；

3)設置三種緊急任務

所述三種緊急任務按優先級從高到低依次為：能源保衛任務、姿態保衛任務和通訊保衛任務；

4)在執行控制輸出子任務時，控制火星探測器上的星載計算機按步驟2)所述完成排序的任務作業表順序執行各項任務；并在執行控制輸出子任務時，判斷是否需要執行緊急任務，若需要緊急任務需要執行，則進入步驟5)；否則按任務作業表中的排序依次執行各項任務；

5)判斷當前是否有正在執行的任務并根據當前正在執行任務的優先級，執行緊急任務，執行完緊急任務后根據剩余任務的任務優先級清除任務作業表中部分任務，然后在控制火星探測器上的星載計算機按步驟2)所述完成排序的任務作業表，順序執行各項剩余任務。

步驟5)所述執行緊急任務的方法，具體如下：

51)判定當前是否有正在執行的任務，若沒有正在執行的任務，則進入步驟52)，反之則進入步驟53)；

52)直接執行緊急任務，緊急任務執行完畢后，進步步驟54)；