卫星星座软件在轨升级及维护系统和方法与流程

本发明一般涉及航天信息，具体涉及一种卫星星座软件在轨升级及维护系统和方法。

背景技术：

1、随着航天技术的快速发展，卫星星座作为发射入轨能正常工作的卫星的集合，已经越来越多地应用到各种各样的领域中，例如通信、导航、遥感等。其中，卫星星座中卫星数量较大，其包括大量星上软件，在卫星技术不断发展的过程中，为了保证卫星星座中卫星与地面之间的正常通信，需要对星上软件进行在轨升级或变更显得尤为重要。

2、目前，相关技术中采用地面测控通道进行平台、载荷重构的方式进行软件重构升级。然而，该方案仅为对单一软件的单一重构区域进行重构，其软件重构方式较为单一片面，导致对整个卫星星座的重构效率较低。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种卫星星座软件在轨升级及维护系统和方法，能够更全面地实现对卫星星座中卫星载荷软件在轨上注操作，提高了大规模卫星星座重构的效率。

2、第一方面，本发明提供了一种卫星星座软件在轨升级及维护系统，该系统包括：

3、软件重构分系统、星座软件版本管理分系统和上注文件管理分系统；所述软件重构分系统分别与所述星座软件版本管理分系统、所述上注文件管理分系统建立通信连接；

4、所述上注文件管理分系统用于获取待上注文件和软件适用文件，基于所述待上注文件生成软件版本信息，并基于所述软件使用文件生成重构区域信息，以及对所述软件版本信息进行入库处理，将所述重构区域信息发送至所述软件重构分系统；

5、所述软件重构分系统用于根据所述重构区域信息，确定重构群组并生成重构任务，根据所述重构任务执行卫星星座中各卫星的重构上注操作；

6、所述星座软件版本管理分系统用于当各卫星的重构上注操作完成后，更新所述软件版本信息，并检测所述软件版本信息是否出现异常，当出现异常时生成异常信息，并对所述异常信息进行报警提示；

7、在其中一个实施例中，所述软件重构分系统包括重构组群管理模块；

8、所述重构组群管理模块用于对软件的可重构区域设置多个群组；每个所述群组包括所述卫星星座的所有卫星中可使用相同上注文件的全部可重构区域；

9、所述软件重构分系统用于根据所述重构区域信息，通过所述重构组群管理模块确定重构群组。

10、在其中一个实施例中，所述软件重构分系统还包括智能重构规划模块、并行重构过程管理模块和所述高可靠断点续传重构协议模块；所述智能重构规划模块分别与所述重构组群管理模块、所述并行重构过程管理模块连接；所述高可靠断点续传重构协议模块与所述并行重构过程管理模块连接；

11、所述智能重构规划模块用于生成重构任务并根据所述重构任务的任务信息进行重构规划，得到各颗卫星的规划结果并发送所述规划结果至所述并行重构过程管理模块；所述任务信息包括以下至少一项：所述重构任务的串并行关系、重构时长，可达性约束；

12、所述并行重构过程管理模块用于接收所述规划结果，执行重构计划，将针对每颗卫星每个可重构区域的重构任务独立维护进程，每个所述进程根据软件重构流程从所述高可靠断点续传重构协议模块调用重构协议，并根据所述重构协议和所述规划结果，执行卫星星座中各卫星的重构上注操作，生成并向所述星座软件版本管理分系统发送重构响应结果；

13、所述高可靠断点续传重构协议模块用于为所述并行重构过程管理模块提供重构协议。

14、在其中一个实施例中，所述星座软件版本管理分系统包括：在轨软件状态维护模块和软件状态异常上报模块；所述在轨软件状态维护模块分别和所述软件状态异常上报模块、所述并行重构过程管理模块连接；

15、所述在轨软件状态维护模块用于接收所述并行重构过程管理模块发送的重构响应结果，更新本地维护的星上的软件版本信息，并将所述软件版本信息发送至所述软件状态异常上报模块；所述在轨软件状态维护模块还用于从所述上注历史记录维护与查询模块调取上注历史记录信息；

16、所述软件状态异常上报模块用于获取星上软件版本标识遥测信息，并接收所述在轨软件状态维护模块发送的所述软件版本信息，将所述软件版本标识遥测信息与所述软件版本信息进行比对，检测所述软件版本信息是否出现异常，当出现异常时生成异常信息，并对所述异常信息进行报警提示。

17、在其中一个实施例中，所述星座软件版本管理分系统还包括：软件上注历史记录维护与查询模块；

18、所述软件上注历史记录维护与查询模块与所述并行重构过程管理模块连接；

19、所述软件上注历史记录维护与查询模块用于从所述并行重构过程管理模块获取所述重构上注操作的记录，确定每次所述重构上注操作的日志信息，以及用于当接收到查询指令时，对所述重构上注记录执行查询操作；所述日志信息包括以下至少一项：重构开始时间、重构结束时间、重构参数配置信息、上注文件信息、重构协议消息交互记录、重构结果。

20、在其中一个实施例中，所述上注文件管理分系统，包括：

21、软件版本库模块、软件适用性管理模块和软件出入库管理模块；所述软件版本库模块分别与所述软件适用性管理模块、软件出入库管理模块、所述并行重构过程管理模块连接；

22、所述软件出入库管理模块用于获取待上注文件和软件适用文件，基于所述待上注文件生成软件版本信息，将所述软件版本信息发送至所述软件版本库模块；以及用于并基于所述软件使用文件生成重构区域信息，将所述重构区域信息发送至所述并行重构过程管理模块；所述软件版本信息包括以下至少一项：软件名称、软件版本号、软件生成时间、软件上注文件名、软件特性或修改说明、软件适用范围、上注文件身份校验信息、完好性校验值。

23、所述软件版本库模块用于对所述软件版本信息及软件上注文件本身进行存储与管理，以及用于在需要进行软件重构时，将所述软件版本信息及所述软件上注文件传递至所述并行重构过程管理模块；

24、所述软件适用性管理模块用于根据所述软件重构信息和所述软件版本信息，判断所述软件是否与所述重构区域信息适配。

25、在其中一个实施例中，所述软件出入库管理模块还用于：

26、计算所述待上注文件的校验值，并将所述校验值与所述待上注文件的文件名称所含校验值进行比对，以对所述待上注文件进行校验，所述校验包括完整性校验和身份信息校验；

27、当校验值比对一致时，则对所述待上注文件进行校验通过。

28、在其中一个实施例中，所述并行重构过程管理模块，具体用于：

29、对于每颗卫星，根据所述规划结果，按照所述重构协议将所述待上注文件进行拆分处理，得到多个重构上注帧，并对每个所述重构上注帧填充帧标识；

30、将填充帧标识后的重构上注帧发送至卫星，以使所述卫星接收所述填充帧标识后的重构上注帧并进行校验处理，得到正确响应结果；

31、当接收到所述卫星发送的所述待上注文件的全部正确响应结果后，则对所述待上注文件上注成功。

32、在其中一个实施例中，所述并行重构过程管理模块还用于：

33、实时监测并控制上注流负载信息，以使在执行所述重构上注操作时，所述上注流负载信息小于预设最大重构数据流吞吐量。

34、第二方面，本发明提供了一种卫星星座软件在轨升级及维护方法，应用于上述第一方面提供的系统，该方法包括：

35、获取待上注文件和软件适用文件，基于所述待上注文件生成软件版本信息，并基于所述软件使用文件生成重构区域信息，以及对所述软件版本信息进行入库处理；

36、根据所述重构区域信息，确定重构群组并生成重构任务，根据所述重构任务执行卫星星座中各卫星的重构上注操作；

37、当各卫星的重构上注操作完成后，更新所述软件版本信息，并检测所述软件版本信息是否出现异常，当出现异常时生成异常信息，并对所述异常信息进行报警提示。

38、本技术实施例提供的卫星星座软件在轨升级及维护系统，该系统包括软件重构分系统、星座软件版本管理分系统和上注文件管理分系统；软件重构分系统分别与星座软件版本管理分系统、上注文件管理分系统建立通信连接；上注文件管理分系统用于获取待上注文件和软件适用文件，基于待上注文件生成软件版本信息，并基于软件适用文件生成重构区域信息，以及对软件版本信息进行入库处理，将重构区域信息发送至重构分系统；软件重构分系统用于根据重构区域信息，确定重构群组并生成重构任务，根据重构任务执行卫星星座中各卫星的重构上注操作；星座软件版本管理分系统用于当各卫星的重构上注操作完成后，更新软件版本信息，并检测软件版本信息是否出现异常，当出现异常时生成异常信息，并对异常信息进行报警提示。与现有技术相比，该系统由于设置了上注文件管理分系统和星座软件版本管理分系统，能够自动化、批量化地对待上注文件进行入库处理，并对各颗卫星的载荷软件进行重构上注，利用重构区域组群化管理，更全面地实现对卫星星座中卫星载荷软件的在轨上注操作，提高了上注效率，并且设置了星座软件版本管理分系统，能够灵活地维护和更新软件版本信息，并对星上软件版本进行异常判断，及时对异常信息进行报警提示，避免软件版本信息出现不一致，从而提高了大规模卫星星座重构的效率。