[发明专利]多模驱动的快响卫星开关指令系统及其设计与应用方法

说明书

本发明公开了一种多模驱动的快响卫星开关指令系统及其设计与应用方法，本发明多模驱动的快响卫星开关指令系统包括通信上行终端单元、遥控上行终端单元、星务处理单元、备份测控终端单元、直接OC指令生成电路单元、间接OC指令生成电路单元以及OC指令捏合电路。本发明提出一种多模驱动与有序备份的智能化快响卫星开关指令系统，通过结合硬件电路冗余/软件功能备份的设计方法，实现多种模式的OC开关指令实现途径，兼顾低成本和高可靠性这一矛盾需求；通过对多种备份模式的工作优先级进行定义，可实现有序排故操作，最终为快响卫星的智能化设计提供灵活可靠的开关指令系统。

技术领域

本发明属于航天器测控技术领域，具体涉及一种多模驱动的快响卫星开关指令系统及其设计与应用方法。

背景技术

近年来，随着航天技术的迅猛发展，航天器集成化程度越来越高，体积减小的同时功能与复杂度却越来越高。大量低成本的微小卫星通过组网和智能化设计，达到或超过了传统大卫星的工作能力。快响卫星属于微小卫星，大量采用模块化设备和商业器件，可以有效控制成本，有利于快速研制，快速发射，快速实现大规模部署应用。

基于OC(集电极开路，Open collector)接口的开关指令是快响卫星实现星载设备开关操作或状态切换操作的主要方式。OC直接指令输出接口符合GJB 2500《卫星遥控设备通用规范的规定》，指令接口特性包括：1)导通时集电极电压：≤1.5V；2)吸收电流能力：不小于200mA；3)脉冲宽度：160±10ms。快响卫星OC开关指令的特点包括：(1)快响卫星对OC开关指令需求量大。快响卫星载荷种类多，智能化程度高，大量采用低成本商业器件和货架产品，单份产品的可靠性有限，常需通过备份设计来提高系统可靠性，从而间接增加主/备机切换等开关操作需求。(2)快响卫星对OC开关指令的可靠性要求高。在卫星平台所涉及的电源分系统控制和综合信息管理分系统中，需要部分高可靠性的开关指令，以执行重要的开关切换操，或者用于应急排故操作。其次，快响卫星常常执行应急响应任务，要求卫星保持高可靠性，随时具备快速应用能力。(3)快响卫星智能化设计应用对OC开关指令有新需求。快响卫星在测控区外也常常执行在轨任务，此时需要通过内部调度算法，生成本地OC开关指令，以在境外执行相关设备的开关机与状态切换操作。此外，快响卫星具备自诊断复位重启和主备机切换功能，也对生成本地OC开关指令有现实需求。因此，构建快响卫星OC开关指令系统，在确保经济性条件下，满足快响任务对开关指令的可靠性要求，并满足航天智能化发展对本地OC指令的迫切需求，成为当前亟待解决的现实问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种多模驱动的快响卫星开关指令系统及其设计与应用方法，本发明通过硬件电路冗余备份，能够实现多种模式的OC开关指令实现途径，兼顾低成本和高可靠性这一矛盾需求，能够为快响卫星的智能化设计提供一种灵活可靠的开关指令系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种多模驱动的快响卫星开关指令系统，包括通信上行终端单元、遥控上行终端单元、星务处理单元、备份测控终端单元、直接OC指令生成电路单元、间接OC指令生成电路单元以及OC指令捏合电路，所述通信上行终端单元的间接指令输出端与星务处理单元相连，所述遥控上行终端单元的间接指令输出端分别与星务处理单元相连、直接指令输出端与直接OC指令生成电路单元相连，所述星务处理单元的间接指令输出端与间接OC指令生成电路单元相连，所述备份测控终端单元的间接指令输出端分别与星务处理单元相连、直接指令输出端与OC指令捏合电路的输入端相连，所述直接OC指令生成电路单元、间接OC指令生成电路单元的输出端分别与OC指令捏合电路的输入端相连，所述OC指令捏合电路的输出端作为快响卫星开关指令系统的OC指令输出端。