[发明专利]航天测控数传综合设备一体化综合运行管理架构

说明书

本发明公开的一种航天测控数传综合设备一体化综合运行管理架构，包括：自下至上分为硬件环境层、平台支撑层、业务服务层和人机交互层。硬件环境层包括通用服务器、存储资源和网络资源，为业务软件功能实现提供基础的硬件环境支撑；平台支撑层包括容器平台和微服务平台，为上层业务提供统一的服务治理、服务监控、服务编排、负载均衡、弹性伸缩等功能；业务服务层对各种业务应用进行服务化封装，根据功能将系统中的业务划分成不同类型的多类应用服务，为系统提供多类业务支撑；人机交互层通过各类界面插件为各类操作用户提供相应的人机交互接口；接口标准与规范为航天测控数传综合设备提供统一的接口标准和设计规范，便于系统的快速建设及扩展。

技术领域

本发明是涉及一种主要应用于航天测控数传综合设备一体化综合运行管理架构。

背景技术

航天测控数传系统是航天器与地面联系的生命线和天地信息的传输线，也是航天工程和空间基础设施的重要组成部分。航天测控主要完成火箭和卫星跟踪测量、遥测及遥控等任务，实现火箭飞行状态掌握和安全控制以及在轨卫星的轨道测量与确定、运行状态管理、工作状态控制、载荷数据接收与分发等，为卫星发射回收和在轨应用提供不可或缺的支撑作用。随着航天技术的发展,卫星数量和卫星种类大大增加,卫星任务日益复杂,相互独立的测控系统与数据传输系统已经无法满足卫星对于测控服务与数据传输的需求。

航天测控数传综合设备是各国对卫星、飞船等航天器进行跟踪测量，用以提供测量元素，从而获取航天器轨道位置、速度等信息的主要测量手段。测控与地面数传接收是航天器地面段的两大主要功能，分别实现航天器测控服务和高速效据接收。现阶段，随着站网融合的逐步推进，测控设备与数据接收设备已经整合为航天测控数传综合设备。随着在轨卫星数量的不断增加，航天测控数传综合系统在航天系统工程中的重要性越来越高，有限的地面测控数传资源与航天器数量爆炸式增长的矛盾将会越来越突出。由于满足地面站部署的站点有限，因此航天测控数传综合设备将越来越庞大，单一地面站将包含数十套天线系统，这就给地面站的运行管理提出了很高的要求。而随着航天任务费用降低，也要求尽量简化地面设备，减少管理的复杂性。

航天测控数传综合设备同时具有诸如数传、双向话音通信、电视传输等各种通信功能，成为集测轨、遥控、遥测、通信等功能于一体的航天测控数传综合设备。遥控是对航天器实施内容丰富的各种控制，由航天测控数传综合设备以调制发送遥控指令方式实施控制。遥测是对卫星进行远程参数测量的关键手段。卫星等航天器的温度、压力、发动机推力等内部工程参数，卫星等航天器进行科学探测获得的信息，宇航员的各种生理参数均可以通过传感器转换成电信号，由卫星等航天器遥测发回地面。航天测控数传综合设备接收解调变换还原成对应的信息，完成对航天器工程参数、探测参数、宇航员生理参数的测量。

传统的航天测控数传综合设备由多个分系统组成，包括天伺馈分系统、发射分系统、高频接收分系统、数字化前端分系统、多功能数字基带分系统、监控分系统、数据存储与交互分系统、时频分系统、测试标校分系统和健康管理分系统等。应用软件包括了任务管理软件、系统监控软件、数据交互软件、信息管理软件、测试标校软件、健康管理软件、存储转发软件等7种，各个功能软件运行在独立的计算机系统中，资源无法共享，软件体系架构各异，难以维护。同时由于缺乏统一的接口标准和管理体制，软件运行环境不统一，选用的开发语言也不统一，使系统联试测试时间长、使用困难。航天测控数传综合设备的运行管理系统需要满足地面站长期稳定可靠运行的要求，并且随着地面站的不断演进，软件系统还需要具备可重构能力，能够快速适应设备扩展、业务扩展。地面站需要7*24小时不间断稳定运行，软件系统在软硬件体系架构设计上需要综合考虑，采用硬件热备份、数据定期备份、状态自动监测、故障自动分析处理等措施，满足系统长期稳定运行的要求。航天测控数传综合设备目前支持的任务流程包括标准TTC任务、扩频TTC任务、数传任务等，上述任务流程需要支持多任务并行执行。

发明内容