[发明专利]一种SpaceWire统一星载信息网络

说明书

技术领域

本发明涉及星载综合信息流网络，具体涉及一种SpaceWire统一星载信息网络。

背景技术

目前，我国卫星电子系统总体设计还处于按传统任务功能确立分系统(如测控分系统、数管分系统、总体电路分系统和姿轨控分系统等)，各分系统独立设计，通过功能模块的叠加来实现型号任务的状态。因此，系统的功能密度较低，接口复杂多样，特别是对于星务、测控等控制信息的传输多采用1553B总线或CAN总线来实现，这类总线的特点是主从式、半双工工作方式，且有效传输带宽小于1Mbps，难以满足日益增长的星载信息交互的需求。

随着电子技术以及相应处理方法的不断发展进步，遥感卫星有效载荷的分辨率不断提高，对卫星系统的功能要求也越来越高，许多自主管理的任务，如程控、能源管理、有效载荷管理、安全管理、系统重构、星上时统以及卫星各分系统之间的数据交换与共享等，越来越迫切需求构建高可靠、高速统一星载信息网络，实现多用户、多任务、大数据量星载信息传输、交互与处理。

发明内容

面向整星信息流的网络化交互，包括星务、测控、姿控和载荷等信息，通过整星信息流梳理，可分为两类信息流，一类是传输速率较低而可靠性要求较高的信息，如星务、测控和姿控等信息；另一类为传输速率较高且实时要求较高(以可靠性换实时性，此类信息传输可靠性要求相对较低)，如高速载荷探测信息等。由于整星信息流中姿控信息的独立性，本发明提供了一种SpW统一星载信息网络，通过梳理整星信息流，并对整星信息进行了分类，根据各类信息的特点，提出了相应的协议处理方法，能够实现整星信息流的统一星载信息网络化交互，既可以保证星务、测控、姿控等可靠性要求较高的信息传输，又可以保证载荷等实时性要求较高的信息传输，实现了整星信息流交互的接口统一，目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种SpaceWire统一星载信息网络是基于SpW网络技术，即采用统一的SpW网络接口实现星载信息，如星务、测控、姿控、载荷等信息的网络交互。SpW统一星载信息网络由3个子网构成，分别为星务测控子网、姿控子网和数据融合子网。

本发明构建的星务测控子网和姿控子网，由于其信息交互速率相对较小，而可靠性要求较高，采用高可靠SpW-D协议实现子网数据交互。SpW-D协议统筹星务测控、姿控子网作业，为各作业分配Time-Slot(时间片)，通过时间片划分，可在时域上保证网络数据交互通畅。由于星务测控、姿控信息包括遥测和遥控，其数据交互方向相反，故而在子网中可进行独立的两个时间维度的时间片划分。同时，SpW-D提供检错重传机制，进一步确保网络数据传输的可靠性。

本发明构建的数据融合子网主要面向载荷信息交互，该类信息实时性要求较高，拟采用SpW-RVTP协议实现子网数据交互，其协议处理过程如图3所示。SpW-RVTP对星载多载荷数据进行SpW协议与CCSDS AOS协议的一体化处理，即在网络源端进行SpW协议包装的过程中，完成有效数据的CCSDS AOS协议虚拟信道处理。

本发明具有以下有益效果：

本发明不仅实现了整星信息交互接口的统一，且突破了传统卫星信息系统传输带宽的瓶颈，使得整星信息交互更加灵活、有效，这些优势在型号预研试验中已充分验证。

附图说明

图1为本发明SpW统一星载信息网络系统架构；

图2为本发明星务测控信息和姿控信息协议处理过程框图；

图3为本发明数据融合子网信息协议处理过程框图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例给出了一种基于SpW技术的统一星载信息网络架构，如图1所示，该网络架构整合星在信息流，包括星务、测控、姿控和载荷等信息，实现整星信息流的网络化交互。该统一星载信息网络由三个子网构成，分别为星务测控子网、姿控子网和数据融合子网。各子网信息交互具有相对独立性，通过数据融合子网将星载信息流汇聚起来，按功能要求发送至数据传输系统和测控通信系统，实现星、地数据传输。