基于以太网接口和固态盘的星内业务数据智能服务系统的制作方法

本发明属于卫星载荷业务数据管理，具体地，涉及基于以太网接口和固态盘的星内业务数据智能服务系统。

背景技术：

1、随着空间应用技术的发展，星载数字信号处理和传输速率要求越来越高，任务载荷与系统平台间交互数据种类和总量增长，对数据传输的速率和方式要求越来越高。以往的星载系统一般采用lvds、tlk2711等高速数传接口形式，需要定制，且仅能实现单向传输，无法满足与载荷和存储系统快速对接、即插即用的要求。而传统的网络拓扑的星载总线速率低，不适用于数据量较大的载荷数据业务。传统的星内数据存储系统多采用按存储地址顺序读写的方法，其缺乏灵活性，且在数据检索时不能做到多条件逻辑组合，以对存储的数据进行更细致的分类。

2、目前，涉及智能航天器系统应用的方案主要包含如下内容：

3、公开号cn116527109a，名称为：“一种面向智能航天器的天基随遇接入方法和装置”的专利文献，该方法将航天器的业务数据回传由地面计划驱动升级为星上自主驱动，简化了航天器业务数据回传的申请流程，实现了智能航天器的天基随遇接入，提升了数据信息回传的及时性。本发明的要点在于航天器回传数据的智能接入等，未提及具体的星上业务数据的接口技术和数据存储、文件管理的实现等内容。

4、公开号cn116346210a，名称为：“巨型星座系统的智能健康管理方法、系统、设备及介质”的专利文献，其智能健康管理方法包括构建健康体系管理数据库、获取测控站发来的历史卫星遥测数据以及各测控站/信关站设备历史运行状态数据等；利用大数据分析技术，实现预测故障隐患和部件工作寿命，提高设备安全性。本发明主要是采用在地面对积累的大数据进行分析，并将分析结果用于指导地面设备的维修策略、提高效率，未能用于指导卫星的智能系统设计。

5、公开号cn116346207a，名称为：“基于多智能体深度强化学习的卫星传输拥塞控制方法”的专利文献，该方法提出了当卫星某一条链路断开(并非全部断开)影响获取缓存内容时，根据卫星周期可预测性的特点，通过计算重新获取其他路径中相同缓存的内容，从而避免因链路中断导致的用户获取内容失败。本发明主要用于完善现在卫星数据传输中，地面处理部分信息中心网络拥塞控制的不足，且主要侧重于协议技术的改进，不涉及卫星星上系统的设计。

6、公开号cn102004827a，名称为：“基于多智能体强化学习的卫星空间目标协同观测分布式规划方法”的专利文献，该方法具体为构建星上actor网络以及地面集中式critic网络形成集中式训练分布式执行架构，通过大量地面仿真并使用改进算法与课程学习技术对网络进行集中训练，部署于各卫星上实现分布式执行；通过星地通信将待观测空间目标列表上传到各个卫星后，分别执行星上actor网络决策每个时间片的观测目标，并控制实施观测任务。此发明使得在轨执行过程中各卫星之间无需通信即可完成协同观测。该发明主要涉及对卫星系统进行协同管控的任务规划算法，未提及星上系统，尤其是业务数据处理的设计和实现。

7、公开号cn115514410a，名称为：“一种基于以太网的遥感卫星数据传输系统”的专利文献，在该系统中，星上每个功能分系统通过星载路由功能单元与卫星总体控制系统相连，构成星上网络；星上网络、星座网络以及卫星地面站配置ip地址、通过卫星测传系统实现数据的识别和传输。本发明提出了数据传输系统的以太网接口和协议控制，未提及星上业务数据的存储和文件管理和检索策略。

8、然而，上述这些卫星智能管理系统，或为地面系统对卫星的管控、监测或处理策略，或为星地协同、卫星接入地面系统管理方法，或为采用相同类型接口的卫星数据传输系统，均不满足星内业务数据便于存储和管理的需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于以太网接口和固态盘的星内业务数据智能服务系统。

2、第一方面，本发明提供的一种基于以太网接口和固态盘的星内业务数据智能服务系统，包括：以太网接口交换模块、固态存储模块、aos组帧模块、二次电源模块，其中：

3、所述以太网接口交换模块，用于完成所述星内业务数据智能服务系统中各个模块之间的数据交互；

4、所述固态存储模块包括：固态硬盘ssd和高速存储系统，用于向所述以太网接口交换模块提供以太网接口进行数据交换，并根据地面上注的指令要求进行载荷数据的记录、选择性回放和擦除操作；

5、所述aos组帧模块，用于向所述以太网接口交换模块提供以太网接口进行数据交换，并接收来自固态存储模块或各载荷单机的数据，按照ccsds要求进行格式编排、数据组帧；

6、所述二次电源模块，用于接收整星一次供电，并产生二次电源分别为所述星内业务数据智能服务系统的各个模块供电。

7、可选地，所述以太网接口交换模块通过千兆、百兆、十兆以太网接口中的任一形式与各个网络终端节点连接，且连接介质采用符合航天标准的屏蔽双绞线电缆，其中，所述网络终端节点包括：各载荷单机、固态存储模块、aos组帧模块、星上处理单机。

8、可选地，所述以太网接口交换模块与所述各个网络终端节点单路传输速率需与对应的以太网接口相匹配，且所述网络终端节点的总数和总吞吐量满足所述以太网接口交换模块中交换芯片的要求；

9、所述以太网接口交换模块与各个网络终端节点之间的数据传输帧协议满足定义的以太网通信协议的要求。

10、可选地，所述以太网通信协议采用标准的tcp/ip协议栈，包括：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层，其中：

11、所述数据链路层采用标准ieee802.3协议中定义的mac帧格式，包括：mac帧头、ip包头、udp包头、应用层数据区、fcs。

12、可选地，所述应用层数据区包括：有效数据区；

13、所述有效数据区中需包含载荷数据标识区、载荷有效数据区，其中，所述载荷数据标识区包含各个网络终端节点端标识；

14、所述网络终端节点端标识包括：任务号、数据类型、帧计数、数据通道去向。

15、可选地，所述高速存储系统采用低功耗微处理器，并通过嵌入式操作系统实现，用于提供sataii标准协议接口、对外提供以太网接口，以及采用ddr进行数据缓存。

16、可选地，所述高速存储系统，还用于保存并输出所记录的各个文件属性特征参数，支持用户根据文件属性特征参数进行文件系统数据管理，其中：

17、基于文件系统及文件信息列表进行文件检索，或者

18、根据文件属性特征参数对文件进行检索；所述文件属性特征参数包括：文件的id号、任务号、数据类型、文件建立时间、文件结束时间、文件大小。

19、可选地，所述文件系统数据管理包括：载荷数据储存、文件目录管理、数据检索读取，其中：

20、所述载荷数据存储包括：将接收到的数据以文件的形式存储在ssd盘上，并依据不同数据类型建立相应文件夹；

21、所述文件目录管理包括：按照注数要求，对于每一类载荷数据选择根据文件记录的时长或文件记录的大小形成一个数据文件，建立文件系统，并形成文件属性特征参数；

22、所述数据检索读取包括：依据地面上注要求的检索方式进行文件检索操作，以形成检索结果列表，并按照所述检索结果列表从ssd读出文件。

23、可选地，所述文件检索方式为针对所述文件属性特征参数进行逻辑操作，包含以下任一，或者任多方式：

24、检索一种，或不同种数据类型的文件；

25、检索某一次，或者某几次任务号的文件；

26、检索某一次，或者某几次任务号下，不同数据类型的文件；

27、检索预设时间范围内，不同数据类型的文件。

28、第二方面，本发明还提供一种基于以太网接口和固态盘的星内业务数据智能服务方法，其特征在于，应用于如上述第一方面中任一项所述的基于以太网接口和固态盘的星内业务数据智能服务系统中，所述方法包括：

29、以以太网接口交换模块作为星内业务数据的枢纽，将各载荷、星上处理单机、固态存储模块均作为数据系统的网络终端节点，通过配置以太网通信协议，执行星载高速载荷数据的交换、存储和传输；

30、基于文件系统的数据管理技术，将不同任务模式下、不同载荷数据，按照设定要求进行分类存储、管理。

31、第三方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于以太网接口和固态盘的星内业务数据智能服务方法的步骤。

32、第四方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于以太网接口和固态盘的星内业务数据智能服务方法的步骤。

33、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

34、1)采用基于以太网接口的网络交换模块作为星内业务数据枢纽，不仅可以满足与载荷节点、存储系统快速对接、即插即用的要求，同时打破了传统的星内业务数据单向、串行的数据流形式，且其网络的拓扑结构更利于星内各业务数据单机进行双向交换，为星上数据处理提供了必要条件。

35、2)采用固态硬盘ssd作为存储模块的高速存储设备，具有存取速度快、体积小、重量轻、耗电量低、稳定性好、成本低等优势。

36、3)采用基于星载嵌入式操作系统的文件系统进行业务数据管理，可将不同任务模式下、不同载荷数据按照设定要求进行分类存储、管理，以不同条件检索输出，提高了数据处理的速度、实时性和灵活性，为星上数据处理、载荷数据的管理控制，提供了有力保障。