航天器综合集成化智能信息系统技术方案

本发明专利技术提供了一种航天器综合集成化智能信息系统，由勤务中心、任务中心、数据中心组成。勤务中心由若干台平台服务单元组成，任务中心由若干台群智任务单元组成，数据中心由若干台数据服务单元组成。平台服务单元、群智任务单元、数据服务单元采用基于共享资源机制的集成模块化体系结构，由一系列标准化、通用化硬件模块构建，模块类型包括处理类模块、存储类模块、信道类模块、通信类模块、测量类模块、驱动类模块、交换类模块、电源类模块。本发明专利技术以统一的电子架构和标准化硬件模块为基础，采用交换网络满足高可靠、高带宽数据传输，打造天基智能计算、星载处理、高效传输、组网协同的通用化、开放式硬件平台。开放式硬件平台。开放式硬件平台。

【技术实现步骤摘要】
航天器综合集成化智能信息系统


[0001]本专利技术涉及星载电子设备的
，具体地，涉及航天器综合集成化智能信息系统。

技术介绍

[0002]随着航天器高性能仪器的工程应用以及计算机技术、高性能器件的发展，天基信息获取和处理综合化、多样化，组网编队飞行、复杂业务操控、任务规划等需求不断增强，对航天器电子系统信息处理能力、信息传输能力提出了更高的要求。
[0003]在公开号为CN103064392A的专利文献中公开了一种星载综合电子系统，包括星上计算机，分别与卫星的遥控数传设备、姿控设备和载荷相连，并与地面站建立通讯链路，以接收来自地面站的指令，将数据传输给地面站；遥测下位机，用于采集各星载设备的温度、电压和电流的信息，并在星上计算机的控制下与星上计算机交换数据；上电控制电路和二次电源，二次电源用于控制星上计算机及遥测下位机的电源，且星上计算机通过上电控制电路分别控制遥控数传设备、姿控设备和载荷的电源；且星上计算机、遥测下位机、上电控制电路和二次电源均集成于母板上，能减少卫星中的连接线缆、减轻卫星重量、提高可靠性。
[0004]在公开号为CN107943459A的专利文献中公开了一种通用化航天器综合电子系统，包括应用层、中间件层、操作系统层、资源服务层。应用层为综合电子系统顶层管理和任务功能的具体实现，包含多个时间、空间隔离的分区，应用层的管理、任务处理功能在各分区中实现；中间件层为应用层的提供分区管理、分区通信服务、操作系统通用服务及扩展公共服务等；操作系统层为中间件层提供运行环境，向上提供分区管理、分区通信及系统通用服务；资源服务层为操作系统及CPU提供驱动，为操作系统提供硬件访问接口。
[0005]在公开号为CN108199939A的专利文献中公开了一种可重构的卫星综合电子系统，能够实现系统的快速重构，提高系统的容错能力，降低整星功耗与重量，减少计算资源的浪费。该系统包括2个以上综合业务单元以及1553B总线。2个以上综合业务单元通过1553B总线连接。以其中一个综合业务单元作为1553B总线的总线控制器BC，其他综合业务单元作为1553B总线的远程终端RT。BC配置用于执行星上在轨数据的综合管控任务；一个RT配置用于执行一项星上独立电子功能任务。当前BC故障时，其中一个RT切换为1553B总线的新BC，新BC执行星上在轨数据的综合管控任务。
[0006]在公开号为CN103944629A的专利文献中公开了一种卫星综合电子系统，包括星载集成管理芯片LSMEU01、星务调度管理单元SIP、CAN总线通信网络以及卫星分系统。星载集成管理芯片LSMEU01嵌入到卫星各分系统中，通过CAN总线通信网络与星务调度管理单元SIP进行信息交互。
[0007]在公开号为CN108667507A的专利文献中公开了一种卫星智能化开放式综合电子系统，包括中心控制模块、多级总线数据转换模块、低速遥测采集和遥控分发模块，定义了通用的综合电子系统架构，通过中心控制模块、多级总线数据转换模块、低速遥测采集和遥
控分发模块实现了开放式的基础服务平台。
[0008]在公开号为CN109542063A的专利文献中公开了一种综合接口控制设备，作为星载综合电子系统的综合电子管理单元和星载综合电子系统中的各单机数据交互的中转接口，包括：母板；综合处理模块，综合处理模块被配置为接收综合电子管理单元发送的遥控指令包以及遥测采集指令包，遥控指令包包括程控指令包，综合处理模块被配置为根据程控指令包以路由选通的方式向单机发送程控指令；综合处理模块还被配置为接收单机的遥测信息，综合处理模块将各单机的遥测信息打包成遥测信息包发送至综合电子管理单元；配电模块，被配置为对各单机进行配电控制和大电流的指令驱动控制，综合处理模块根据程控指令包解析后向配电模块发送OC指令；电源模块，电源模块对母板提供工作电源。
[0009]在公开号为CN112363410A的专利文献中公开了一种航天器智能自主控制研究与验证系统，系统由航天器动力学仿真器、智能自主控制器、器件模拟器以及航天器运动状态三维动态显示终端四部分组成。在研究与验证系统中，直接引入嵌入式航天器控制处理单元作为控制计算机，实现了对航天器智能自主控制的半实物仿真。
[0010]上述相关技术虽然均提出了航天器电子系统集成化设计方法，但是存在以下问题：
[0011]1、功能主要面向平台管控和接口服务，是针对传统数管、测控、总体电路、姿轨控等分系统部分功能的集成化设计优化，未涉及高性能数据处理、复杂任务协同规划等需求；
[0012]2、与通用化、标准化要求尚有差距，通常针对某一卫星或者某一系列卫星进行设计，型号特征性强，跨型号应用适配性弱。
[0013]目前，星上数据预处理、协同任务规划等功能尚处于联邦式发展状态，通常基于分布在各类硬件载体上的专用计算模块或处理单元，添加新功能需要增加额外的硬件，需要卫星提供更多的功率、质量和体积。随着电子系统数量和复杂度的增长，新增功能需求与资源消耗之间的直接关联性打破了可接受的平衡点，必须在不同功能之间共享物理资源，因此亟需向综合集成模块化结构演变。
[0014]因此，需要提出一种技术方案以改善上述技术问题。

技术实现思路

[0015]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种航天器综合集成化智能信息系统。
[0016]根据本专利技术提供的一种航天器综合集成化智能信息系统，包括勤务中心、任务中心和数据中心，所述勤务中心、任务中心和数据中心组成综合集成化智能信息系统；
[0017]所述勤务中心面向网联星座执行终端，进行单星节点的平台管控、综合接口服务和功率驱动控制；所述任务中心面向网联星座态势生成，进行星座网络维持、星座资源管理、集群规划和融合控制；所述数据中心面向网联星座数据处理，进行星内数据预处理、星间数据交互和数据存储。
[0018]优选地，所述勤务中心由若干台平台服务单元组成，所述任务中心由若干台群智任务单元组成，所述数据中心由若干台数据服务单元组成。
[0019]优选地，所述系统采用基于共享资源机制的集成模块化体系结构，包括一系列标准化、通用化硬件模块构建平台服务单元、群智任务单元和数据服务单元，模块类型包括处
理类模块、存储类模块、信道类模块、通信类模块、测量类模块、驱动类模块、交换类模块和电源类模块；
[0020]所述处理类模块是以计算处理为核心的通用硬件平台，根据不同的核心处理器类型，包括DSP+FPGA处理模块、CPU+FPGA处理模块和GPU处理模块；
[0021]所述存储类模块是以格式化存储为核心的通用硬件平台，根据不同的存储方式，包括mSATA存储模块和FLASH存储模块；
[0022]所述信道类模块是以空间链路处理为核心的通用硬件平台，根据不同的通信链路，包括星地测控信道模块、星间链路模块和加解密模块；
[0023]所述通信类模块是以星内低速串行通信为核心的通用硬件平台，根据不同的通信接口方式，包括RS422通信模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航天器综合集成化智能信息系统，其特征在于，包括勤务中心、任务中心和数据中心，所述勤务中心、任务中心和数据中心组成综合集成化智能信息系统；所述勤务中心面向网联星座执行终端，进行单星节点的平台管控、综合接口服务和功率驱动控制；所述任务中心面向网联星座态势生成，进行星座网络维持、星座资源管理、集群规划和融合控制；所述数据中心面向网联星座数据处理，进行星内数据预处理、星间数据交互和数据存储。2.根据权利要求1所述的航天器综合集成化智能信息系统，其特征在于，所述勤务中心由若干台平台服务单元组成，所述任务中心由若干台群智任务单元组成，所述数据中心由若干台数据服务单元组成。3.根据权利要求1所述的航天器综合集成化智能信息系统，其特征在于，所述系统采用基于共享资源机制的集成模块化体系结构，包括一系列标准化、通用化硬件模块构建平台服务单元、群智任务单元和数据服务单元，模块类型包括处理类模块、存储类模块、信道类模块、通信类模块、测量类模块、驱动类模块、交换类模块和电源类模块；所述处理类模块是以计算处理为核心的通用硬件平台，根据不同的核心处理器类型，包括DSP+FPGA处理模块、CPU+FPGA处理模块和GPU处理模块；所述存储类模块是以格式化存储为核心的通用硬件平台，根据不同的存储方式，包括mSATA存储模块和FLASH存储模块；所述信道类模块是以空间链路处理为核心的通用硬件平台，根据不同的通信链路，包括星地测控信道模块、星间链路模块和加解密模块；所述通信类模块是以星内低速串行通信为核心的通用硬件平台，根据不同的通信接口方式，包括RS422通信模块和LVDS通信模块；所述测量类模块是以星内信号测量采集为核心的通用硬件平台，根据不同的测量需求，包括低精度模拟量采集模块和高精度模拟量采集模块；所述驱动类模块是以星内驱动控制为核心的通用硬件平台，根据不同的驱动需求，包括大电流正电压驱动模块、大电流负电压驱动模块和小电流负电压驱动模块；所述交换类模块是以星载主干网络数据交换为核心的通用硬件平台，根据不同传输速率和确定性需求...

【专利技术属性】
技术研发人员：党建成，周军，吴侃侃，陈议，汪少林，魏晓阳，孙杰，侯蕾，蒯文林，李林伟，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：