一种智能卫星操作系统的制作方法

：本发明涉及一种卫星操作系统，具体为智能卫星操作系统，属于卫星操作系统。

背景技术

0、背景技术：

1、人造卫星是由人类制造并发射到太空中的装置，它们像天然卫星一样环绕地球或其他行星运行。由人类制造并发射，用于各种目的，如通信、导航、遥感等。卫星遥感技术可以获取地球表面的各种信息，包括地形、地貌、植被、气象、海洋等。这些信息对于环境监测、城市规划、灾害预警、农业生产和科学研究等领域具有重要意义。

2、卫星操作系统是一种专为卫星设计的操作系统，它负责管理和控制卫星的各种功能和任务。卫星操作系统是卫星上的核心软件，它负责管理和控制卫星的各种硬件设备和任务执行。它提供了一套完整的软件框架，用于支持卫星的通信、导航、遥感等功能的实现。

3、已知中国公开授权发明（公开号：cn108121355a）公开了基于ros系统的卫星操作系统及卫星，其采用ros开源系统作为微小卫星有效载荷的计算与控制平台，与卫星主体通过网络链接实现数据沟通，使软件化有效载荷具有系统开发的方便性和功能实现的灵活性。使得卫星能够更好地适应各种复杂环境和任务需求，提高了其整体性能和可靠性；

4、其虽然通过网络链接实现了数据沟通，但更注重于姿态控制或数据传输等单一功能的优化，因此存在以下技术问题：

5、无法满足不同的优先级需求：卫星系统通常受到严格的资源限制，包括计算资源、存储空间等，因此在多任务环境下，往往难以合理地分配资源以满足不同任务的优先级需求。

6、为此，提出一种智能卫星操作系统。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明的目的在于提供一种智能卫星操作系统，以解决上述背景技术中提出的问题之一。

2、本发明由如下技术方案实施：一种智能卫星操作系统，包括系统内核层、系统库、编译工具链、系统服务层、系统应用和国密算法；

3、所述系统内核层是操作系统的基础部分，它实现了系统硬件资源的管理与配置，并提供内存管理、进程管理、文件系统、设备驱动基础功能；

4、所述系统库是操作系统提供的应用编程接口的函数集合，用于被其他应用或服务加载调用，包括图像渲染库、音视频编解码库；

5、所述编译工具链用于支持应用程序的编译；

6、所述系统服务层是操作系统的核心能力集，为应用程序提供图形服务、系统配置、系统管理、资源管理、存储管理、文件系统、虚拟化、系统服务、网络组件、网络服务器服务；

7、所述系统应用是操作系统自带的应用程序，提供用户日常使用所需的功能，包括图库、播放器、浏览器；

8、所述国密算法为操作系统提供基于国密算法的加解密、签名验证功能，支持sm2、sm3、sm4国密算法。

9、作为本技术方案的进一步优选的：一种智能卫星操作系统还包括地面操作平台、任务管理模块、卫星执行模块、资源管理模块、数据处理模块和并行传输模块；

10、所述任务管理模块用于，接收、解析和调度地面操作平台发送的任务，对解析后的任务设置优先级，根据任务的重要性和紧急程度排序，然后采用智能调度算法对任务进行分配；

11、所述资源管理模块用于，管理卫星的资源，包括计算资源和存储资源，还用于根据任务需求和系统状态，动态分配和调整资源；

12、所述任务管理模块包括任务解析模块、优先级设置模块和智能调度模块；

13、所述资源管理模块包括资源监控模块和动态分配模块；

14、所述卫星执行模块用于，根据控制指令并使用遥感技术获取地球表面的信息。

15、作为本技术方案的进一步优选的：所述任务解析模块用于，接收并验证控制指令，解析控制指令所指定的任务，包括数据传输、姿态调整和轨道修正；

16、所述优先级设置模块用于，根据任务的重要性和紧急程度判断任务优先级，所述判断任务优先级的方法，包括以下步骤：

17、步骤一：定义优先级级别，包括高、中、低或数字级别的1到10，将级别将作为判断任务优先级的基准；

18、步骤二：评估任务的重要性，包括任务的战略意义、任务的后果、后果是否严重、任务的依赖性、依赖关系的紧急程度；

19、步骤三：评估任务的紧急程度，包括任务的截止时间、该截止时间是否紧迫、资源的即时需求、是否有突发情况要求任务立即执行；

20、步骤四：量化评估结果，为每个评估因素分配一个分数范围，根据实际情况为每个因素打分，并将所有因素的分数相加或加权平均，得到一个总分数，总分数作为判断任务优先级的依据。

21、作为本技术方案的进一步优选的：所述智能调度模块用于，根据当前系统的任务优先级，使用智能调度算法实现任务最优分配和执行，所述智能调度算法包括以下步骤：

22、s1：基于任务的性质、重要性或资源需求为任务分配动态优先级；

23、s2：使用优先级队列来存储等待执行的任务，优先级队列依据任务的优先级进行排序；

24、s3：当高优先级的任务到达，并且当前正在执行一个低优先级的任务时，抢占式调度器会立即暂停低优先级任务，并运行高优先级任务；

25、s4：当任务等待资源的时间达到预设阀值时，其优先级增加，动态调整该任务的优先级；

26、s5：收集任务执行过程中的反馈数据，包括执行时间、资源利用率和任务完成率，对智能调度算法进行优化和改进。

27、作为本技术方案的进一步优选的：所述资源监控模块用于，实时监控卫星上的资源使用情况，包括计算资源和存储资源，明确资源的负载情况和剩余能力。

28、作为本技术方案的进一步优选的：所述动态分配模块用于，根据任务的资源需求和系统的资源状态，为每个任务信号分配合适的资源，当资源不足时，通过资源调度策略来优化资源的使用。

29、作为本技术方案的进一步优选的：所述数据处理模块用于，压缩卫星执行模块反馈的数据，减小数据的体积，所述卫星执行模块反馈的数据包括遥感画面数据和姿态调整数据。

30、作为本技术方案的进一步优选的：所述并行传输模块用于，利用设备的多核处理能力和网络资源，同时处理并列的数据传输任务。

31、作为本技术方案的进一步优选的：所述卫星执行模块的信号发送端连接有数据库，所述数据库用于存储遥感画面数据和姿态调整数据。

32、作为本技术方案的进一步优选的：所述智能卫星操作系统还包括安全监控模块，所述安全监控模块用于，负责卫星系统的安全监控和故障检测，实时监测卫星的状态和性能，发现潜在的安全隐患和故障问题；

33、所述地面操作平台用于，向卫星执行模块发送控制信号，并接收卫星执行模块反馈的资源，所述地面操作平台为linux操作系统或者windows操作系统。

34、本发明的优点：本发明通过设置任务的优先级和排序，系统可以确保最重要的任务首先得到处理，从而最大化提高任务执行的效率，通过智能调度算法能够根据不同的因素自动优化任务分配，减少等待时间和资源浪费，进而提高了任务的执行效率，通过设置任务管理模块，能够确保任务按照预定的优先级和顺序执行，减少因任务冲突或优先级不明确而导致的系统错误或故障，而且通过智能调度，系统可以预测并避免潜在的资源瓶颈或冲突，保持系统的稳定运行。