智能衛星平臺系統和在軌應用擴展方法技術方案

智能衛星平臺系統和在軌衛星應用擴展方法。智能衛星平臺系統包括：嵌入式處理器，運行實時嵌入式操作系統；應用處理器，運行多任務的智能操作系統和用戶自定義的應用程序，該智能操作系統具有進程管理、內存管理、文件管理功能，智能操作系統提供進程調度、內存管理、文件系統、網絡接口的支持，應用程序之間通過進程間通信來相互調用，應用程序通過系統調用來調用操作系統提供的接口；以及CAN總線，其中嵌入式處理器和應用處理器都連接到CAN總線。用戶根據自己的需求在地面上開發應用程序，并通過衛星通信網絡安裝到衛星上去，從而實現了衛星功能的無限擴展和靈活配置，實現對在軌衛星功能的重新定義和在軌衛星的軟件升級。

Intelligent satellite platform system and method for extending in orbit application

Intelligent satellite platform system and method for extending in orbit satellite application. The system includes the intelligent satellite platform: embedded processor, real-time embedded operating system; the application processor, the application of intelligent multi task operating system and user custom, the intelligent operating system with process management, memory management, file management functions, providing intelligent operating system process scheduling, memory management, file system and network interface support the application, through inter process communication to call each other, the application through the system to call the operating system interface; and the CAN bus, the embedded processor and application processor are connected to the CAN bus. The user according to their own needs on the ground application development, and through the satellite communication network to install satellite up, so as to realize the unlimited expansion and flexible satellite function, re definition of the function of the satellite in orbit and orbit satellite software upgrade.

【技術實現步驟摘要】
智能衛星平臺系統和在軌應用擴展方法
本專利技術總體涉及衛星平臺
，更具體地，涉及在軌衛星應用擴展技術。
技術介紹
傳統的衛星平臺設計思想是采用信息總線和能源總線組成網絡，各設備節點形式與星上網絡構成功能密集，配置靈活的集散系統結構。星務管理軟件是整個衛星運行的控制和指揮中心，而星載操作系統又是整個星務管理軟件開發和運行的平臺。傳統的星載操作系統一般采用嵌入式實時操作系統，其具有微小化，強實時性，高穩定性，可裁剪，固化代碼等特點。然而，這樣的操作系統和體系架構卻存在以下的幾個缺點。1)缺乏靈活性，衛星功能在設計階段已經固化，操作系統和應用軟件在發射前都被預裝好，后期無法對衛星的功能進行擴展；2)不是通用的平臺，不同型號的衛星其硬件和軟件都不能相互通用，開發維護成本高。隨著航天任務要求和研制復雜性的增大，航天器需要實現在軌智能化，實現自主運行、自主健康管理和自主任務管理要求，實現有效載荷對目標的自動識別和跟蹤要求，智能衛星已經成為當前的迫切需求。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，提出了本專利技術。本專利技術至少包括以下內容。實施方式1.一種在軌衛星上的智能衛星平臺系統,包括：嵌入式處理器，運行實時嵌入式操作系統；應用處理器，運行多任務的智能操作系統和用戶自定義的應用程序，該智能操作系統具有進程管理、內存管理、文件管理功能，智能操作系統提供進程調度、內存管理、文件系統、網絡接口的支持，應用程序之間通過進程間通信來相互調用，應用程序通過系統調用來調用操作系統提供的接口；以及CAN總線，其中嵌入式處理器和應用處理器都連接到CAN總線。實施方式2、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，其中用戶應用程序在地面開發完成，經星地鏈路，傳送到衛星上的智能衛星平臺，并在應用處理器上安裝并維護。實施方式3、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，應用處理器上具有處理遙感相機載荷的應用程序，遙感相機載荷通過高速的視頻接口直接掛接到應用處理器。實施方式4、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，應用處理器的操作系統架構有對衛星載荷的管理控制的中間層，以庫的形式提供給用戶，供用戶調用衛星資源使用。實施方式5、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，應用處理器上具有對遙感圖像進行實時處理的應用程序，可操作來對獲取的衛星遙感圖像進行獲取、處理和目標識別，對感興趣的識別結果進行存儲和下傳到地面控制中心。實施方式6、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，應用處理器上具有基于動態環境進行衛星自主任務規劃的應用程序。實施方式7、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，所述自主任務規劃使用確定性算法求解或非確定性算法，確定性算法包括回退算法和分支算法，非確定性算法包括啟發式搜索和基于神經元網絡的人工智能算法。實施方式8、根據實施方式7的智能衛星平臺系統，應用處理器上具有衛星任務規劃應用，可操作來進行衛星自主任務規劃算法的更新，替換，升級，啟動，停止。實施方式9、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，通過下述操作來實現地面平臺對智能衛星平臺上的應用的控制管理：地面上的應用平臺通過星地鏈路上傳用戶應用；衛星平臺接收到用戶應用后存儲在衛星的存儲器flash中；地面上的應用平臺通過星地鏈路發送專用指令到衛星；衛星平臺接收到指令后，根據指令內容實現對衛星上應用的控制管理。實施方式10、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，通過下述操作實現地面平臺將應用程序上注到在軌衛星的智能衛星平臺系統：地面平臺經由星地鏈路發送用于請求上傳應用程序的上傳請求指令；衛星平臺經由星地鏈路對該上傳請求指令做出響應，允許或拒絕所述上傳；地面平臺經由星地鏈路向衛星平臺發送應用程序數據傳輸開始標志；地面平臺經由星地鏈路向衛星平臺連續發送應用程序數據塊直至發送完全部應用程序數據塊；地面平臺經由星地鏈路向衛星平臺發送應用程序結束標志；地面平臺經由星地鏈路向衛星平臺發送請求安裝應用程序指令；衛星平臺在自身上安裝應用程序；衛星平臺經由星地鏈路向地面平臺發送指示應用程序安裝狀態的信息。實施方式11、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，通過下述操作實現地面平臺對在軌衛星的智能衛星平臺系統上的應用程序的更新：地面平臺經由星地鏈路發送用于請求升級應用程序的升級請求指令；衛星平臺經由星地鏈路對該升級請求指令做出響應，允許或拒絕所述升級；地面平臺經由星地鏈路向衛星平臺發送新版本應用程序數據傳輸開始標志；地面平臺經由星地鏈路向衛星平臺連續發送新版本應用程序數據塊直至發送完全部新版本應用程序數據塊；地面平臺經由星地鏈路向衛星平臺發送應用程序結束標志；衛星平臺在自身上安裝應用程序；衛星平臺經由星地鏈路向地面平臺發送指示應用程序更新狀態的信息。實施方式12、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，通過下述操作實現地面平臺對在軌衛星的智能衛星平臺系統上的應用程序的卸載：地面平臺經由星地鏈路向衛星平臺發送請求卸載應用程序的指令；衛星平臺經由星地鏈路對該卸載請求指令做出響應，允許或拒絕所述卸載；在允許的情況下，衛星平臺從自身上卸載應用程序；衛星平臺經由星地鏈路向地面平臺發送指示應用程序卸載狀態的信息。實施方式13、根據實施方式1的智能衛星平臺系統，通過下述操作實現地面平臺對在軌衛星的智能衛星平臺系統上的應用程序的管理：地面平臺經由星地鏈路發送請求上傳應用程序運行編排腳本的指令；衛星平臺經由星地鏈路對該運行編排腳本上傳請求指令做出響應，允許或拒絕所述上傳；在允許的情況下，地面平臺向衛星平臺上傳應用程序運行編排腳本；衛星平臺上的操作系統按照應用程序運行編排腳本規定的內容來控制應用程序的啟動、停止或運行方式。實施方式14、一種對在軌衛星的平臺上的應用進行配置和擴展的在軌衛星應用擴展方法,包括：在衛星平臺的CAN總線上連接嵌入式處理器和應用處理器，其中在嵌入式處理器上運行實時嵌入式操作系統；在應用處理器上運行多任務的智能操作系統和用戶自定義的應用程序，該智能操作系統具有進程管理、內存管理、文件管理功能，智能操作系統提供進程調度、內存管理、文件系統、網絡接口的支持，應用程序之間通過進程間通信來相互調用，應用程序通過系統調用來調用操作系統提供的接口。實施方式15、根據實施方式14的在軌衛星應用擴展方法，其中用戶應用程序在地面開發完成，經星地鏈路，傳送到衛星上的智能衛星平臺，并在應用處理器上安裝并維護。實施方式16、根據實施方式14的在軌衛星應用擴展方法，包括：在應用處理器上安裝和維護處理遙感相機載荷的應用程序，遙感相機載荷通過高速的視頻接口直接掛接到應用處理器。實施方式17、根據實施方式14的在軌衛星應用擴展方法，包括：在應用處理器的操作系統中架構有對衛星載荷的管理控制的中間層，以庫的形式提供給用戶，供用戶調用衛星資源使用。實施方式18、根據實施方式14的在軌衛星應用擴展方法，包括：在應用處理器上安裝和維護對遙感圖像進行實時處理的應用程序，該應用程序可操作來對獲取的衛星遙感圖像進行獲取、處理和目標識別，對感興趣的識別結果進行存儲和下傳到地面控制中心。實施方式19、根據實施方式14的在軌衛星應用擴展方法，包括：在應用處理器上安裝和維護基于動態環境進行衛星自主任務規劃的應用程序。實施方式20、根據實施方式14的在軌衛星應用擴展方法，其中所述自主任務規劃使用確定性算法求解本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在軌衛星上的智能衛星平臺系統,包括：嵌入式處理器，運行實時嵌入式操作系統；應用處理器，運行多任務的智能操作系統和用戶自定義的應用程序，該智能操作系統具有進程管理、內存管理、文件管理功能，智能操作系統提供進程調度、內存管理、文件系統、網絡接口的支持，應用程序之間通過進程間通信來相互調用，應用程序通過系統調用來調用操作系統提供的接口；以及CAN總線，其中嵌入式處理器和應用處理器都連接到CAN總線。

【技術特征摘要】
2016.10.14 CN 201610896262X1.一種在軌衛星上的智能衛星平臺系統,包括：嵌入式處理器，運行實時嵌入式操作系統；應用處理器，運行多任務的智能操作系統和用戶自定義的應用程序，該智能操作系統具有進程管理、內存管理、文件管理功能，智能操作系統提供進程調度、內存管理、文件系統、網絡接口的支持，應用程序之間通過進程間通信來相互調用，應用程序通過系統調用來調用操作系統提供的接口；以及CAN總線，其中嵌入式處理器和應用處理器都連接到CAN總線。2.根據權利要求1的智能衛星平臺系統，其中用戶應用程序在地面開發完成，經星地鏈路，傳送到衛星上的智能衛星平臺，并在應用處理器上安裝并維護。3.根據權利要求1的智能衛星平臺系統，應用處理器上具有處理遙感相機載荷的應用程序，遙感相機載荷通過高速的視頻接口直接掛接到應用處理器。4.根據權利要求1的智能衛星平臺系統，應用處理器的操作系統架構有對衛星載荷的管理控制的中間層，以庫的形式提供給用戶，供用戶調用衛星資源使用。5.根據權利要求1的智能衛星平臺系統，應用處理器上具有對遙感圖像進行實時處理的應用程序，可操作來對獲取的衛星遙感圖像進行獲取、處理和目標識別，對感興趣的識別結果進行存儲和下傳到地面控制中心。6.根據權利要求1的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱建龍，
申請(專利權)人：中國空間技術研究院，
類型：發明
國別省市：北京,11