8.1.1 星载计算机软件分类

8.1.1 星载计算机软件分类

星载计算机软件即人造卫星或航天飞行器上的计算机控制软件,它是整个卫星的控制核心,主要负责卫星和航天飞行器的姿态和轨道控制、遥控遥测数据处理,对大量业务数据(如各类载荷数据等)进行传输控制;监视卫星和航天飞行器的运行状态,进行故障诊断等。

星载计算机软件主要由加载监控软件和对应的业务应用软件组成,其中加载监控软件负责系统启动后将应用软件目标码镜像加载到内存中运行和监控软件运行状态等功能;应用软件负责实现计算机相应的功能。根据星载计算机功能的不同,星载计算机软件分为数管计算机软件和姿轨控计算机软件等类型。

数管计算机是卫星数据管理的核心设备,姿轨控计算机是卫星姿态与轨道控制的核心设备,两者一起构成整星的控制核心。数管计算机软件的主要功能是整星测控通信数据管理、时间管理、能源管理和热控管理等。姿轨控计算机软件的主要功能是:采集卫星的各种姿态与轨道信息,通过外部接口将数据传输给数管计算机;接收数管计算机发来的航天器轨道要素、指令和系统配置、参数修正等信息,进行实时的数据处理和计算,控制执行机构完成卫星的姿态、轨道、制导和导航等。

星载计算机软件属于嵌入式软件,无人机交互界面,只能通过外部接口与各下位机进行数据传输和控制。由于计算机处理器性能的限制,以及数据处理高实时性、可靠性的要求,早期的星载计算机软件主要以单机软件为主,通过周期性的任务调度和外部数据中断交互,完成数据请求的响应和处理。随着嵌入式实时操作系统的发展,目前该操作系统也被广泛应用于星载计算机软件的设计中,实现了上层应用与底层硬件的解耦。