【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，属于跨航天器的系统功能重构设计。
技术介绍
1、单航天器是单一飞行器在轨飞行，不涉及到组合式多航天器数据管理，航天器一般是通过两个飞行器在轨组装形成的组合体航天器，该种组合式多航天器由固定且明确的主动飞行器和被动飞行器组成，通过特定的对接口交会对接形成两航天器的组合体。该类型多航天器组合体具有航天器种类明确、组合体构型单一且不可扩展的特点，同时，在轨飞行期间无法实现组合体功能在主动飞行器和被动飞行器间的切换及重构。
2、当前航天器的功能、规模、类型等方面呈现出多样化特点，单航天器可通过在轨交会对接、组装建造等手段形成规模更庞大、功能更复杂、构型更多变的组合体航天器，该种组合式多航天器往往具有航天器种类多、组合体构型多变且不明确的特点，组合体构型会随着航天器的数量、类型、停靠位置不同而有较大变化。为了适应航天器种类多且构型多变的特点，该类型组合式多航天器的组合体数据管理需要解决多航天器间的自主组网难题。同时，为了避免该类型航天器组合体功能由各航天器功能的简单集合形成，以实现组网后组合体的功能融合，需要解决该类型组合体跨航天器的系统重构问题。
3、目前的组合式多航天器组合体数据管理系统及方法仅能够解决航天器种类明确、组合体构型单一且不可扩展的航天器数据管理问题，但是无法解决多类型航天器、多在轨变化构型、频繁对接分离、可灵活扩展的多航天器自主组网及重构等组合体数据融合管理问题。同时，民用领域组网重构主要针对特定网络类型而采取的相应组网方式，无法解决航
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：针对目前现有技术中，航天器在轨组装建造中在不同组合体构型下的多航天器间的自主组网及组网后功能重构难以实现的问题，提出了一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统。
2、本专利技术解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
3、一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，包括组合体层总线子系统、舱段层总线子系统、航天器分系统总线子系统；
4、组合体层总线子系统，对各航天器发送的或发送至各航天器的不同数据，根据各航天器数据体制进行数据转换及综合管控，对各航天器组成的组合体间的数据交互提供总线支持以实现数据体制不同的航天器间数据通信；
5、舱段层总线子系统，根据航天器组合体中航天器分系统的数量规模设置各航天器内部舱段总线，接收组合体层总线子系统数据转换后的通信数据，于舱段总线内实现各航天器内部中断的数据通信及管控；
6、航天器分系统总线子系统，根据各航天器内部分系统对应的终端数量各航天器分系统内部的分系统总线，接收舱段层总线子系统下传的通信数据，于分系统总线内实现各航天器分系统的所有终端的数据通信及管控。
7、所述组合体层总线子系统包括各停靠航天器、主控航天器，各航天器内均设置有航天器数据管理装置，用于与其他异构航天器间的数据体制转换及数据信息交互，并对所有数据信息进行管控；
8、主控航天器，采用预设层数1553b总线拓扑设计形成组合体层总线，各层总线支持两个航天器在轨停靠及数据管控，主控航天器的航天器数据管理装置对所有组合体层总线的并网处理并对各组合体层总线进行总控，主控航天器同时支持两个异构航天器并网控制；主控航天器包括两种控制状态，分别为无停靠航天器的总线终端电阻控制状态、有停靠航天器的对应接口控制状态；
9、停靠航天器，包括数据体制与主控航天器相同的航天器、数据体制与主控航天器不同的航天器，均由主控航天器管控，数据体制与主控航天器相同的航天器停靠后与主控航天器形成组合体，停靠航天器的数据管理装置直接并网至组合体层总线内并作为总线终端；
10、数据体制与主控航天器不同的航天器停靠后与主控航天器形成组合体，停靠航天器的数据管理装置间接并网至组合体层总线内并作为总线终端。
11、所述航天器组合体的数据管理装置均有且只有一个总线地址，通过主控航天器组合体的主控航天器组合体唯一总线地址巡检及识别，由主控航天器实现对组合体不同航天器构型下的各类型航天器的自主识别及自主数据管控。
12、所述主控航天器、停靠航天器间进行直接并网或间接并网时，主控航天器数据管理装置实时监测主控航天器上各对接口的对接标志，对接标志根据停靠后组合体构型的增减情况，于无对接航天器状态、有对接航天器状态之间进行变换。
13、所述主控航天器数据管理装置实时监测到任意对接口的对接标准发生变化后，将主控航天器的控制状态切换为有停靠航天器的对应接口控制状态，并巡检当前对接口的直接并网总线和间接并网总线，通过新增的总线终端地址实现对新停靠航天器的自主识别，获取新停靠航天器的组合体构型要素，包括对接口位置、对接总线类型及级别、航天器类型。
14、当存在新停靠航天器时，在直接并网、间接并网条件下均新增新停靠航天器的数据管理装置地址作为新增总线终端地址；
15、通过新增的总线终端地址实现对新停靠航天器的自主识别后，若自主识别结果为新停靠航天器通过任一条组合体总线与主控航天器实现直接并网，则以主控航天器的数据管理装置通过当前组合体总线与新停靠航天器的数据管理装置进行自主通信，以实现航天器组合体对新停靠航天器的自适应组网。
16、通过新增的总线终端地址实现对新停靠航天器的自主识别后，若自主识别结果为新停靠航天器通过任一条组合体总线与主控航天器实现间接并网，则以主控航天器的数据管理装置通过当前组合体总线、主控航天器的数据转换装置与新停靠航天器的数据管理装置进行自主通信，以实现航天器组合体对新停靠航天器的自适应组网。
17、航天器组合体对新停靠航天器的自适应组网完成后，通过主控航天器的数据管理装置实现航天器组合体的组合体构型及控制状态的确定，于调整后组合体构型及控制状态下实现航天器组合体的整体数据管控。
18、所述航天器组合体通过动态管理策略进行控制实现组合体功能重构，任一航天器停靠后，航天器组合体由主控航天器的单器模式转换为主控航天器与新停靠航天器的两器组合体模式，完成航天器组合体动态重构；当前航天器撤离后，航天器组合体由两器组合体模式重新切换为单器模式；
19、当双航天器同时完成停靠后，航天器组合体由主控航天器的单器模式转换为主控航天器与新停靠航天器的三器组合体模式，完成航天器组合体动态重构；当任一新停靠航天器撤离后，航天器组合体由三器组合体模式转换为主控航天器与未撤离的停靠航天器的两器组合体模式。
20、当主控航天器的数据管理装置失效时，组合体工作模式由三器组合体模式转换为切换为主控航天器安全模式，通过总线动态管理策略，实现主控航天器到任一停靠航天器的动态重构；当主控航天器的数据管理装置恢复时，组合体工作模式从主控航天器安全模式切换为三器组合体模式，通过总线动态管理策略，实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
8.根据权利要求5所述的一种基于层级组合式变构型航天器总线控制系统，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的一种基于层级组合式变构型航天器信息总线控制系统，其特征在于：
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【专利技术属性】
技术研发人员：高延超，郭中伟，梁晓锋，赵振昊，刘铭，梁克，刘欣，张旭，孙犇，丁锐，蒋冀，李光日，南洪涛，程伟，王昊，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：
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