【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及衛星通信，特別涉及低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端。
技術介紹
1、低軌衛星通信系統具有覆蓋范圍廣、傳輸延遲低等優勢，然而，衛星載荷在運行過程中可能出現故障或無法正常工作的情況，對整個通信系統的可靠性和穩定性造成嚴重影響。比如公開號為：cn107872272a的中國專利公開了一種星地雙光路對地面雙站同時指向方法及系統、控制終端，將所述密鑰通信機指向第一地面站；計算所述糾纏發射機指向第二地面站時，所述糾纏發射機上的二維轉臺在載荷設備坐標系下的方位角與俯仰角；根據所述二維轉臺在載荷設備坐標系下的方位角與俯仰角設置所述二維轉臺，以使所述糾纏發射機在所述二維轉臺的驅動下指向第二地面站。該專利通過雙光路指向兩個地面站來實現星地高精度對準，以滿足量子衛星開展有效量子通信的需求，同時確保量子衛星在軌實驗的有效性。
2、上述專利雖然可以有效提高通信的精度和效率，但仍存在以下問題：
3、現有技術中，若雙光路系統中的任一路光路發生故障，無法迅速轉換至備用方案或者采取緊急修復措施，故障偵測與應對機制不全面，且在量子通信中，糾纏態的維持對環境非常敏感，雙光路系統需要額外的措施來保護量子糾纏狀態，維護成本較高。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，通過處理器單元與衛星通信單元的協同工作，實現對低軌衛星的實時故障監測，能夠智能識別故障原因，并執行相應的修復措施，提升了低軌衛星通信的穩定性、可靠性與安全性，以解決上述
技術介紹
中提出
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案，
3、低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，包括處理器單元、存儲器單元和衛星通信單元：
4、處理器單元，用于接收并處理低軌衛星的下行數據，包括衛星載荷的工作狀態、數據傳輸請求和實時遙測數據，同時，執行存儲在存儲器單元中的控制指令，對衛星載荷進行遠程控制和監測；
5、存儲器單元，用于存儲低軌衛星的上行數據，并供處理器單元進行調取；
6、衛星通信單元，用于建立地面控制終端與低軌衛星的數據通信通道，通過數據通信通道進行上行數據傳輸和下行數據傳輸。
7、進一步的，處理器單元，包括：
8、數據接收模塊，用于基于衛星通信單元獲取低軌衛星的下行數據，并對接收到的下行數據進行解析，基于解析結果確認所述下行數據的完整性和正確性；
9、數據處理模塊，用于對接收到的下行數據進行預處理，識別下行數據的數據類型并基于數據類型進行分類，根據任務優先級對各類下行數據進行排序，基于排序序列對各類下行數據進行分析處理；
10、指令執行模塊，用于從存儲器單元中檢索并加載預存的控制指令，根據衛星載荷的工作狀態和實時遙測數據分析結果，判斷控制指令的有效性，并基于判斷結果執行對應的控制指令;
11、監控診斷模塊，用于對衛星載荷的響應進行實時監測得到實時監測數據，獲取操作結果和反饋信息，將實時監測數據與預期目標進行比較，根據比較結果調整控制指令并發送至指令執行模塊重新執行；
12、所述監控診斷模塊，還用于獲取衛星載荷的故障信息，提取異常工作狀態及操作過程中的錯誤數據，基于故障診斷流程分析異常原因，并根據故障診斷結果執行相應的故障處理方案。
13、進一步的，所述數據接收模塊，還用于：
14、根據所述下行數據的完整性和正確性，評估出地面控制終端的威脅風險指數和漏洞風險指數，識別潛在的安全威脅和運行隱患；
15、根據地面控制終端的目標網絡層的工作強度和該地面控制終端的威脅風險指數和漏洞風險指數，基于預設的風險評估模型計算出該地面控制終端的安全性指數；
16、根據地面控制終端的安全性指數對地面控制終端進行安全等級劃分。
17、進一步的，所述監控診斷模塊基于故障診斷流程分析異常原因，具體包括：
18、監測并確定衛星載荷的運行狀態特征，識別與正常工作狀態相比的異常模式，生成故障診斷的第一控制界面，確定故障發生的具體時間、位置及影響范圍；
19、基于故障位置提取故障發生前后的運行數據，獲取故障時的外部環境參數，將故障時的外部環境參數、運行狀態特征及故障發生前后的運行數據加載到第一控制界面中，生成第二診斷界面；
20、基于衛星載荷的歷史運行數據構建故障診斷規則，根據收集到的實時遙測數據和歷史運行數據結合預設故障庫，形成基于當前故障特征的第三診斷界面，并與預設故障庫中已知故障模式進行特征匹配分析；
21、將第二診斷界面與第三診斷界面進行數據疊加和綜合分析，構建第四故障診斷界面，對故障數據進行深入解析，識別故障類型并定位故障源；
22、將第四故障診斷界面進行三維故障場景建模，基于模型結果生成完整的故障診斷場景，根據診斷分析結果確定故障的具體原因，并區分故障類型；
23、評估故障對衛星載荷功能的影響程度，判斷故障是否會影響衛星的整體性能和安全性；
24、根據故障原因和影響評估，制定相應的故障處理方案，并在故障診斷場景中執行故障處理方案，驗證故障處理的效果，確保衛星載荷恢復正常工作狀態。
25、進一步的，存儲器單元，包括：
26、數據緩存模塊，用于臨時存儲實時接收到的上行數據，并基于上行數據類型對處理器調用的控制指令進行標記；
27、長期存儲模塊，用于長期存儲低軌衛星的歷史操作記錄及故障日志，并定期將歷史數據備份到外部存儲設備中；
28、配置信息存儲模塊，用于存儲衛星載荷的配置信息。
29、進一步的，存儲器單元，還包括：
30、實時監測數據緩存模塊的第一運行參數；其中，所述數據緩存模塊的第一運行參數包括數據接收速率、數據緩存時長、緩存錯誤率和數據并發處理數量；
31、利用所述數據緩存模塊的第一運行參數所包含的數據接收速率獲取數據接收運行系數，其中，所述數據接收運行系數通過如下公式獲取：
32、；
33、其中，y表示數據接收運行系數；n表示數據緩存模塊運行的單位時間的個數，并且，所述單位時間為1s；bi表示第i個單位時間對應的數據接收速率；bi+1表示第i+1個單位時間對應的數據接收速率；be表示預設的數據緩存模塊的理論最大數據接收速率；bbi表示第i個單位時間對應的數據緩存模塊的數據接收速率的標準差；bfmax表示n個單位時間對應的數據接收速率的波動最大幅度數值；bmax表示n個單位時間對應的數據緩存模塊的實際最大數據接收速率；bb表示n個單位時間對應的數據緩存模塊的數據接收速率的整體標準差；
34、將所述數據接收運行系數與預設的接收運行系數閾值進行比較；
35、當所述數據接收運行系數低于預設的接收運行系數閾值時，則調取數據緩存時長、緩存錯誤率和數據并發處理數量對數據緩存模塊的運行狀態進行異常判定。
36、進一步的，當所述數據接收運行系數低于預本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，包括處理器單元、存儲器單元和衛星通信單元：
2.如權利要求1所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，處理器單元，包括：
3.如權利要求2所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，所述數據接收模塊，還用于：
4.如權利要求3所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，所述監控診斷模塊基于故障診斷流程分析異常原因，具體包括：
5.如權利要求4所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，存儲器單元，包括：
6.如權利要求5所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，存儲器單元，還包括：
7.如權利要求6所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，當所述數據接收運行系數低于預設的接收運行系數閾值時，則調取數據緩存時長、緩存錯誤率和數據并發處理數量對數據緩存模塊的運行狀態進行異常判定包括：
8.如權利要求7所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，當所述第一異常判定系數未超過預設
9.如權利要求8所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，衛星通信單元，包括：
10.如權利要求9所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，所述冗余通信模塊，包括：
...【技術特征摘要】
1.低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，包括處理器單元、存儲器單元和衛星通信單元：
2.如權利要求1所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，處理器單元，包括：
3.如權利要求2所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，所述數據接收模塊，還用于：
4.如權利要求3所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，所述監控診斷模塊基于故障診斷流程分析異常原因，具體包括：
5.如權利要求4所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，存儲器單元，包括：
6.如權利要求5所述的低軌衛星通信的衛星載荷地面控制終端，其特征在于，存儲器單元，還包括：
7.如權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：齊東元，顏成寶，任傳俊，
申請(專利權)人：凱睿星通信息科技南京股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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