[发明专利]一种基于状态驱动的航天器地外天体采样操控系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于状态驱动的航天器地外天体采样操控系统，包括：信息调度规划子系统、数据综合子系统和接口控制子系统；所述接口控制子系统通过数据链路与目标航天器采样系统连接，完成对目标航天器采样系统的状态信息获取以及向目标航天器采样系统转发控制指令；信息调度规划子系统负责收集数据综合子系统及接口控制子系统传递的任务执行要求，并按照任务要求分解为目标航天器采样系统可执行的指令控制序列，从而目标航天器采样系统根据该指令控制序列完成相应的动作，同时判断当前动作执行是否满足状态要求，并根据执行结果和状态确定和实施下一步的动作操控。

技术领域

本发明涉及航天器或航天器地面试验操作与控制技术领域，具体涉及一种基于状态驱动的航天器地外天体采样操控系统及方法。

背景技术

地外天体无人采样航天器的采样系统设计和采样操控需要面临的困难主要有以下两个方面，一方面是其所处任务执行的环境预先未知，样品采集系统的设计和采样操控方式也存在较大差异；另一方面是航天器上的采样系统与其采样任务环境之间的结构耦合关系多样复杂，且受到较多的条件约束，对操控的可靠性和效率有较高的要求。

现有的航天器操控系统大多以人工判断和决策为基础，地面操作人员根据航天器的当前状态以判断和决策下一步的任务执行目标和操控步骤，针对复杂的操控任务时需要耗费较大的人工成本。也有部分航天器操控系统设计基于时间或事件驱动的方式控制操作目标航天器完成相应的动作或任务，但以时间或事件为驱动的操控系统，多应用于状态确知的操控场合，并不适应于非结构化环境的地外天体的采样操控。

为了确保航天器地外天体采样系统设计的正确，任务操控可靠高效，地面需要针对特定的采样系统设计开展大量的验证试验，在任务执行前对其样品采集控制策略、特殊状况处理策略以及故障应对策略的操作控制方法进行充分验证。采样任务执行中，采样系统要能够快速给出有效的采集控制策略以及特殊状态的处理策略和应对控制方法，从而支持无人采样任务的顺利实施。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于状态驱动的航天器地外天体采样操控系统及方法，为支持并满足地外天体土壤样品采集任务的操控可靠性和效率需求，该操控系统需具备基于状态驱动，任务级指令分解及先验知识的操控序列规划生成的特点，该操控方法能够支持完成采样系统的采样验证试验和在轨采样任务实施。

本发明的技术方案为：一种基于状态驱动的航天器地外天体采样操控系统，包括：信息调度规划子系统、数据综合子系统和接口控制子系统；

所述接口控制子系统通过数据链路与目标航天器采样系统连接，完成对目标航天器采样系统的状态信息获取以及向目标航天器采样系统转发控制指令；信息调度规划子系统负责收集数据综合子系统及接口控制子系统传递的任务执行要求，并按照任务要求分解为目标航天器采样系统可执行的指令控制序列，从而目标航天器采样系统根据该指令控制序列完成相应的动作，同时判断当前动作执行是否满足状态要求，并根据执行结果和状态确定和实施下一步的动作操控。

优选地，所述接口控制子系统包括：延时模拟模块、协议映射服务器、链路切换开关、控制指令上行模块、状态数据采集模块和数据接收及转发服务器；