一种卫星软件在轨重构方法、设备及介质与流程

1.本说明书涉及航天的技术领域，尤其涉及一种卫星软件在轨重构方法、设备及介质。


背景技术：

2.随着卫星应用的广泛开展，卫星软件已经成为卫星系统中不可缺少的组成部分。然而，受制于技术和经验等方面的限制，在软件开发过程中，经常会出现设计不合理、结构混乱、代码冗余等问题，导致软件难以维护、扩展、升级和优化。


技术实现要素：

3.本说明书一个或多个实施例提供了一种卫星软件在轨重构方法、设备及介质，用于解决如下技术问题：当前的星载软件架构已经不满足复杂多变的应用需求，新型高性能星载硬件性能利用不充分，星上处理算法研制周期长、成本高、软件无法更新与维护。
4.本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：本说明书一个或多个实施例提供一种卫星软件在轨重构方法，所述方法包括：当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机；采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据；对当前软件数据进行备份，并将所述当前软件数据存储至备份区；将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件；对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态。
5.进一步地，在将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件之后，还包括：当接收到回滚指令时，将所述重构软件数据存储至恢复区；获取所述备份区内的当前软件数据，并将所述当前软件数据替换至所述主工作区；对所述当前软件数据进行在轨编译，恢复至当前软件。
6.进一步地，采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据，包括：采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对得到的帧头进行校验；帧头校验完成后，将解析得到的主导头、信息头和信息数据传输至处理器；基于所述处理器对读取所述有效数据。
7.进一步地，基于所述处理器对读取所述有效数据，包括：基于所述处理器对所述主导头进行信息读取，并判定数据包类型；
读取带有信息头的有效数据，并按照格式设置信息类型。
8.进一步地，对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态，包括：当接收到编译完成信号时，对所述重构软件进行重启；通过遥测量和状态信息确认所述重构软件为重构完成状态。
9.进一步地，对所述当前软件数据进行在轨编译，恢复至当前软件，包括：将更新的依赖动态库替换至动态库存储区，对所述当前软件数据进行在轨编译。
10.进一步地，当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机，包括：通过指令遥控对系统预设软件发出重构指令；通过数据传输上行链路将待重构的软件数据传递至数据传输计算机；经由所述数据传输计算机传递至星载计算机。
11.进一步地，在将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件之前，还包括：将所述待重构的软件数据接收至内存区；当所述软件数据通过校验后，将所述软件数据存储至硬盘指定区域，所述待重构的软件数据包括自动化脚本命令；基于所述自动化脚本命令，对所述软件数据进行解压，并将得到的有效数据替换至主工作区。
12.本说明书一个或多个实施例提供的一种卫星软件在轨重构设备，其特征在于，所述设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机；采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据；对当前软件数据进行备份，并将所述当前软件数据存储至备份区；将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件；对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态。
13.本说明书一个或多个实施例提供的一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机；采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据；对当前软件数据进行备份，并将所述当前软件数据存储至备份区；将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件；
对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态。
14.本发明在不改变硬件系统的情况下，对卫星软件进行重构，可以有效提升软件运行效率和运行规模，有效提高应用生态与服务体验。
附图说明
15.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本说明书实施例提供的一种卫星软件在轨重构方法的流程示意图；图2为本说明书实施例提供的一种待重构的软件数据包组成示意图；图3为本说明书实施例提供的一种重构软件架构以及信息流设计示意图。
具体实施方式
16.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
17.本说明书实施例提供一种卫星软件在轨重构方法，需要说明的是，本说明书实施例中的执行主体可以是服务器，也可以是任意一种具备数据处理能力的设备。图1为本说明书实施例提供的一种卫星软件在轨重构方法的流程示意图。
18.如图1所示，方法主要包括如下步骤：步骤s101，当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机。
19.通过指令遥控对系统预设软件发出软件重构指令，通过数传上行链路将待重构信息传递至数传计算机，并传递至星载ai计算机。
20.步骤s102，采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据。
21.通过arm架构的处理设备对其进行帧头解译，校验其正确性，将带有主导头和信息数据部分透传至高性能处理板。在高性能处理板内对信息主导头进行信息读取并判定其数据包类型，将带有信息头的有效数据进行读取，按照格式设置信息类型，并对后续重构数据存储到硬盘相应位置等待重构指令。重构软件包组成如图2。
22.步骤s103，对当前软件数据进行备份，并将所述当前软件数据存储至备份区。
23.重构区具有三个程序存储区域，分别为主工作区、备份区与恢复区。恢复区为原始程序文件，保证程序具有最初始稳定基础的功能；主工作区为程序运行区域，主要由最新程序组成；备份区为上一版程序，具有程序回滚功能。重构指令发出后将当前程序备份至备份区，将重构程序覆盖至主工作区，进行在轨编译。
24.对于软件回滚与恢复，通过程序指令发送重构指令，对软件进行版本回滚与恢复。
本方法有效保证软件在轨性能与在轨应用库的信息更新。
25.步骤s104，将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件。
26.通过预设程序指令、备份模式、执行顺序等一系列自动化操作逻辑，完成星上在轨自主重构、编译。如图3所示。
27.通过控制处理器将数据包发送至高性能处理器进行更新运算，通过自动化命令将软件包进行接收、存储、解压、更新与替换等操作。
28.首先通过软件算法将相关软件压缩包接受至内存区，通过信息校验后将其存储至硬盘指定区域，通过自动化脚本命令对其进行解压，并将有效源文件替换至主工作区，将更新的依赖动态库替换至动态库存储区，继而将重构软件进行在轨编译。
29.步骤s105，对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态。
30.编译通过后通过信号通知，对软件进行重启，通过遥测量和状态信息确认其重构完成状态。
31.综上所述，本发明在不改变硬件系统的情况下，对卫星软件进行重构，可以有效提升软件运行效率和运行规模，有效提高应用生态与服务体验。
32.通过开放式架构设计的软件应用服务系统，其程序编写语言与程序编写规则是开放且通用的，可以在一定范围内扩展应用程序的静态动态依赖库，维持软件性能。
33.针对载荷应用环境与使用需求，选择实时精密定轨程序与载荷处理程序进行程序在轨更新与上注，精密定轨程序需要更新星历参数、算法参数等信息，通过在轨重构的方法可以有效提高实时精密定轨程序的精度，高精度实时精密定轨可以有效提高sar载荷成像精度，减少畸变与误差。星载自主载荷处理程序以载荷数据信息处理为基础，同时具有分类识别等功能，可以对分类识别算法训练的相关模型参数进行重构更新，提高识别率和准确度。
34.本说明书实施例还提供一种卫星软件在轨重构设备，设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机；采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据；对当前软件数据进行备份，并将所述当前软件数据存储至备份区；将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件；对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态。
35.本说明书一个或多个实施例提供的一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机；采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据；
对当前软件数据进行备份，并将所述当前软件数据存储至备份区；将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件；对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态。
36.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、非易失性计算机存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
37.上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
38.本说明书实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。
39.本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
40.本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
41.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
42.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
43.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
44.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (ram) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器 (rom) 或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介
质的示例。
45.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (pram)、静态随机存取存储器 (sram)、动态随机存取存储器 (dram)、其他类型的随机存取存储器 (ram)、只读存储器 (rom)、电可擦除可编程只读存储器 (eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (cd-rom)、数字多功能光盘 (dvd) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
46.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
47.以上所述仅为本说明书的一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书的一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种卫星软件在轨重构方法，其特征在于，所述方法包括：当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机；采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据；对当前软件数据进行备份，并将所述当前软件数据存储至备份区；将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件；对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态。2.根据权利要求1所述的一种卫星软件在轨重构方法，其特征在于，在将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件之后，还包括：当接收到回滚指令时，将所述重构软件数据存储至恢复区；获取所述备份区内的当前软件数据，并将所述当前软件数据替换至所述主工作区；对所述当前软件数据进行在轨编译，恢复至当前软件。3.根据权利要求1所述的一种卫星软件在轨重构方法，其特征在于，采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据，包括：采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对得到的帧头进行校验；帧头校验完成后，将解析得到的主导头、信息头和信息数据传输至处理器；基于所述处理器对读取所述有效数据。4.根据权利要求3所述的一种卫星软件在轨重构方法，其特征在于，基于所述处理器对读取所述有效数据，包括：基于所述处理器对所述主导头进行信息读取，并判定数据包类型；读取带有信息头的有效数据，并按照格式设置信息类型。5.根据权利要求4所述的一种卫星软件在轨重构方法，其特征在于，对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态，包括：当接收到编译完成信号时，对所述重构软件进行重启；通过遥测量和状态信息确认所述重构软件为重构完成状态。6.根据权利要求2所述的一种卫星软件在轨重构方法，其特征在于，对所述当前软件数据进行在轨编译，恢复至当前软件，包括：将更新的依赖动态库替换至动态库存储区，对所述当前软件数据进行在轨编译。7.根据权利要求1所述的一种卫星软件在轨重构方法，其特征在于，当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机，包括：通过指令遥控对系统预设软件发出重构指令；通过数据传输上行链路将待重构的软件数据传递至数据传输计算机；经由所述数据传输计算机传递至星载计算机。8.根据权利要求1所述的一种卫星软件在轨重构方法，其特征在于，在将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件之前，还包括：将所述待重构的软件数据接收至内存区；当所述软件数据通过校验后，将所述软件数据存储至硬盘指定区域，所述待重构的软
件数据包括自动化脚本命令；基于所述自动化脚本命令，对所述软件数据进行解压，并将得到的有效数据替换至主工作区。9.一种卫星软件在轨重构设备，其特征在于，所述设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机；采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据；对当前软件数据进行备份，并将所述当前软件数据存储至备份区；将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件；对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态。10.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机；采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据；对当前软件数据进行备份，并将所述当前软件数据存储至备份区；将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件；对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态。

技术总结
本说明书实施例公开了一种卫星软件在轨重构方法、设备及介质，方法包括：当接收到重构指令时，基于星地数据传输设备将待重构的软件数据自地面系统发送至星载计算机；采用所述星载计算机对所述待重构的软件数据进行解析，并对解析得到的重构数据进行校验，得到有效数据；对当前软件数据进行备份，并将所述当前软件数据存储至备份区；将所述有效数据替换至主工作区，对所述有效数据进行在轨编译，得到重构软件；对所述重构软件进行重启，并确认重构完成状态。本发明在不改变硬件系统的情况下，对卫星软件进行重构，可以有效提升软件运行效率和运行规模，有效提高应用生态与服务体验。有效提高应用生态与服务体验。有效提高应用生态与服务体验。


技术研发人员：郗晓菲 汪忠辉 韩鹏 常蓝天
受保护的技术使用者：航天东方红卫星有限公司
技术研发日：2023.09.07
技术公布日：2023/10/20