[发明专利]一种卫星有效载荷管理系统及管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型小卫星用有效载荷管理系统，特别是对于集成多种不 同类型有效载荷设备的小卫星有效载荷管理；该项发明可作为空间电磁探测、 空间环境监测小卫星有效载荷管理使用，也适用与其他通用遥感、侦察卫星有 效载荷管理。

背景技术

目前小卫星有效载荷设备的管理和数据传输，是通过电源分系统、星务分 系统和数传分系统分别完成的，其中电源分系统提供有效载荷设备供电，特别 是特殊供电的需求；星务分系统负责有效载荷设备的控制、管理和通信；数传 分系统负责各种有效载荷设备科学探测数据的采集、存储和下传等；通常一颗 卫星的有效载荷设备较少(1至2台)，各种接口形式、数据通信形式和其他设 计统一，便于管理；随着地震电磁星、夸父计划的实施，卫星平台必须同时管 理多种有效载荷设备，这些有效载荷设备的特点是功能、接口各异，且有效载 荷设备大多采用国外产品，对平台提出的各种需求也不同，很难再使用以前的 方式对有效载荷设备提出统一的接口设计要求以便进行管理，同时目前的有效 载荷管理由星上三个分系统分别管理，技术复杂度、设备配置复杂度以及信息 交换复杂度较大，不利用整星统一管理和资源的合理分配，以上都是目前有效 载荷管理方式的缺点。

为此在地震电磁星设计中，从有效载荷设备的科学管理方法出发，设计一 种新型的有效载荷管理系统。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种有效载荷信息、 数据、供配电的统一集中管理和控制的有效载荷管理系统及管理方法。

本发明系统的技术解决方案是：一种卫星有效载荷管理系统，包括载荷配 电器、存储模块、信号变换处理模块、数据复接模块和中心处理器模块，其中，

信号变换处理模块，提供不同的有效载荷设备接口，通过所述有效载荷设 备接口采集各个有效载荷设备科学数据，并根据有效载荷设备的特性，将采集 的科学数据，按照统一的格式处理后发送给数据复接模块；

数据复接模块，将接收信号变换处理模块发送的科学数据和中心处理器模 块发送的整星遥测数据进行缓存，根据接收数据的流量和优先级，对各种数据 进行读取调度，并对读取的数据进行标准封装，根据当前工作模式将封装后的 数据进行后续处理；

存储模块，根据当前工作模式实时接收和存储数据复接模块发送的科学数 据，或将已存储的科学数据发送给数据复接模块；

中心处理器模块，根据星务中心计算机发送的间接指令，控制数据复接模 块、存储模块、温度控制与采集模块、载荷配电器以及有效载荷设备的工作状 态和工作模式；采集各有效载荷设备以及本系统自身的各种遥测数据并通过总 线发送给星务中心计算机；实时采集有效载荷设备上测温点的温度参数，根据 当前各有效载荷设备温度情况进行温度控制；根据有效载荷设备工作状态，按 照预先设计的安全模式，对有效载荷设备进行自主的安全管理；接收星务中心 计算机发送的整星遥测数据并发送给数据复接模块；

载荷配电器，根据中心处理器模块发送的指令进行有效载荷设备供配电管 理；并将采集的有效载荷设备供配电遥测数据返回给中心处理器模块。

所述的存储模块还根据中心处理器模块发送的指令将已存储的科学数据进 行擦除、刷新。

所述的存储模块将实时接收的科学数据按照文件格式进行存储并生成FAT 表，将生成的FAT表下传给地面，通过查找FAT表，将FAT表中对应的任一 文件下传。

所述的信号变换处理模块工作过程为：

第一步，采集各个有效载荷设备科学数据，根据有效载荷设备的特性，将 具备控制能力的有效载荷设备的科学数据按照同步三线制串行数据格式处理后 发送给数据复接模块；将不具备控制能力的有效载荷设备的科学数据按照第二 步的方式进行处理；对于数据量较大的科学数据，按照第三步进行处理；

第二步，对于采集的科学数据为高频模拟量信号，首先进行模数转换，然 后对转换后的数字信号进行FFT变化，得到频域信息，再按照同步三线制串行 数据格式进行处理后发送给数据复接模块；

对于采集的科学数据为低频模拟量信号，直接进行模数转换后按照同步三 线制串行数据格式进行处理后发送给数据复接模块；

第三步，压缩采集的科学数据，将压缩后的科学数据按照同步三线制串行 数据格式进行处理后发送给数据复接模块。