[发明专利]一种星载软件多任务实现的管道导航计算方法

说明书

本发明公开了一种星载软件多任务实现的管道导航计算方法，具体包括：1)采用“定时触发+条件触发”方式，姿轨控任务作为定时任务进行调度，管道导航任务由姿轨控任务判断并唤醒；2)优先保证姿轨控任务正确执行，任务优先级顺序：姿轨控任务管道导航任务背景任务；3)对任务间共享数据的读写操作进行保护，“上锁+解锁”，当前任务进行共享数据读写时占最高优先级，读写操作结束后恢复用户设置优先级。

技术领域

本发明涉及卫星绝对导航和星载软件设计领域，具体涉及一种星载软件多任务实现的管道导航计算方法。

背景技术

21世纪以来，SAR卫星全天候、全天时的工作能力，使其在国土资源、地质、农林、水文测绘、地震防灾减灾与军事等领域有着独特的应用价值，加之采用分布式星座缩短卫星的重访周期，建造卫星混编星座提高对地观测效率，也使其成为空间对地观测发展的热点。相继有多颗SAR卫星成功发射投入使用并提出了管道控制的概念。管道导航以预先设计的严格回归轨道作为参考轨道，要求卫星在轨运行时其地固系下的空间轨迹保持在参考轨道空间轨迹限定的管径范围内。所以，星载软件需要在完成星上姿态和轨道的确定和控制外，完成管道导航算法，确定以参考点为虚拟主星的虚拟编队构型，作为控制输入进行管道控制。

目前星载软件中的姿轨控任务普遍采用定时触发方式周期为T₀，执行完毕后使用延迟语句挂起并由内核调度，切换至背景任务继续执行。

然而管道导航和管道控制算法耗时已远大于T₀，无法在1个节拍内完成，所以针对这一工程应用问题，本发明提出一种星载软件多任务实现的管道导航计算方法，保证姿轨控系统实时性和可靠性的同时，完成复杂的管道导航计算。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种星载软件多任务实现的管道导航计算方法，即提供一种星载软件架构，保证姿轨控系统实时性和可靠性的同时，完成复杂的管道导航计算。

本发明通过以下技术方案实现：一种星载软件多任务实现的管道导航计算方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1声明任务优先级，姿轨控任务管道导航任务背景任务，任务优先级均小于外部中断优先级；

步骤2姿轨控任务采用定时触发方式，触发周期为T₀，使用板上定时器实现；

步骤3管道导航任务能自主挂起，并由姿轨控任务唤醒，唤醒周期为T₁；

步骤4对于姿轨控任务和管道导航任务间的共享数据，设计“原子锁”进行保护，保证读写操作的“原子性”。

所述步骤1的具体过程为：星载软件在姿轨控任务和管道导航任务的任务声明中使用任务优先级预编译命令分别定义优先级，实时内核默认将背景任务优先级定义为63，任务使用优先级为0～127，中断优先级为128～255；则定义127姿轨控任务优先级管道导航任务优先级63。

所述步骤2的具体过程为：声明变量T₀为时间间隔类型、NextCtrT为时间类型，并在姿轨控任务任务体中使用延迟语句并将每次任务执行时刻点NextCtrT自加T₀，实现任务的周期性定时触发。

所述步骤3的具体过程为：在姿轨控任务任务声明中定义入口变量Response，并在其任务体中实现针对此入口的相关操作，使用选择等待和条件备选语句实现条件会和，其中相应接受备选开放前提为条件Condition；当Condition满足且入口Response被其它任务调用时，执行对应语句块1：将姿轨控任务输入变量通过此种方式写入共享内存；当Condition不满足时执行语句块2：空语句null。