本發(fā)明涉航天技術領域，尤其涉及一種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務的自主設計方法及系統(tǒng)。

背景技術：

衛(wèi)星通常包括：衛(wèi)星平臺及衛(wèi)星載荷；衛(wèi)星載荷搭載在衛(wèi)星平臺上。在現有技術中衛(wèi)星的研制周期長、效率低，且會因為研制周期長及效率低，導致研制成本高等問題。特別是對于具有快速響應需求的衛(wèi)星而言，對衛(wèi)星的研制周期有嚴格的要求，通過合理的任務設計方法，縮短衛(wèi)星的設計周期，從而減少研制周期，降低研制成本，提高衛(wèi)星的快速響應能力。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例期望提供一種面向快速響應需求的衛(wèi)星的自主設計方法及系統(tǒng)，用于解決衛(wèi)星任務設計周期長，衛(wèi)星研制周期長的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現的：

本發(fā)明實施例第一方面提供一種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務的自主設計方法，包括：

通過分析衛(wèi)星任務的任務需求及指標參數，獲得衛(wèi)星平臺的第一設計參數和衛(wèi)星載荷的第二設計參數；

基于第一設計參數，從共用組件子系統(tǒng)中選擇平臺共用組件并由專用子系統(tǒng)提供平臺專用組件；

組裝所述平臺共用組件及所述平臺專用組件，并從平臺軟件庫中選擇平臺構件加載到所述平臺共用組件及所述平臺專用組件中，形成所述衛(wèi)星平臺的平臺模擬模型；

基于第二設計參數，從共用組件子系統(tǒng)中選擇載荷共用組件并由專用子系統(tǒng)提供載荷專用組件；

組裝所述載荷共用組件及所述載荷專用組件，并從載荷軟件庫中選擇載荷構件加載到所述載荷共用組件及所述載荷專用組件中，組成形成所述衛(wèi)星載荷的載荷模擬模型；

組合所述平臺模擬模型及載荷模擬模型，生成衛(wèi)星模擬模型；

對所述衛(wèi)星模擬模型進行虛擬試驗；

對通過所述虛擬試驗的所述衛(wèi)星模擬模型進行數字化測試，并評估所述衛(wèi)星模擬模型的應用效能，以獲得評估結果。

基于上述方案，所述方法還包括：

當所述衛(wèi)星模擬模型未通過所述衛(wèi)星虛擬試驗時，分別所述載荷模型進行載荷虛擬試驗及所述平臺模型進行平臺虛擬試驗，確定導致所述虛擬試驗未通過的異常模型，其中，所述異常模型為所述平臺模型和/或所述載荷模型；

按照預設優(yōu)先級依次調整異常模型的軟件構件、專用組件及共用組件的至少之一。

基于上述方案，所述方法還包括：

將調整后的模型進行對應的虛擬試驗；

將通過所述虛擬試驗的模型組裝成所述衛(wèi)星虛擬平臺；

對所述衛(wèi)星虛擬平臺重新進行所述衛(wèi)星虛擬試驗。

基于上述方案，所述按照預設優(yōu)先級依次調整異常模型的軟件構件、專用組件及共用組件的至少之一，包括：

以第一優(yōu)先級調整所述軟件構件；

以第二優(yōu)先級調整所述專用組件；

以第三優(yōu)先級調整所述共用組件；

其中，所述第一優(yōu)先級高于第二優(yōu)先級；

所述第二優(yōu)先級高于所述第三優(yōu)先級。

基于上述方案，所述方法還包括：

根據所述任務需求及指標參數，選擇所述衛(wèi)星的軌道方案；

判斷所述軌道方案對應的軌道是否滿足所述任務需求；

所述通過分析衛(wèi)星任務的任務需求及指標參數，獲得衛(wèi)星平臺的第一設計參數和衛(wèi)星載荷的第二設計參數，包括：

分析所述任務需求、指標參數及所述軌道方案，獲得所述第一設計參數及所述第二設計參數。

本發(fā)明實施例第二方面提供一種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務的自主設計系統(tǒng)，包括重構子系統(tǒng)、共用組件子系統(tǒng)、專用組件子系統(tǒng)、軟件子系統(tǒng)、試驗子系統(tǒng)及測試及評估子系統(tǒng)：

所述共用組件子系統(tǒng)，用于提供共用組件，其中，所述共用組件包括：用于衛(wèi)星平臺的平臺共用組件及用于衛(wèi)星載荷的載荷共用組件；

所述專用組件子系統(tǒng)，用于提供專用組件，其中，所述專用組件包括：用于所述衛(wèi)星載荷的平臺專用組件及用于所述衛(wèi)星載荷的載荷專用組件；

軟件子系統(tǒng)，用于提供軟件構件，所述軟件可包括：用于所述衛(wèi)星載荷的載荷構件及用于所述衛(wèi)星平臺的平臺構件；

重構子系統(tǒng)，用于通過分析衛(wèi)星任務的任務需求及指標參數，獲得衛(wèi)星平臺的第一設計參數和衛(wèi)星載荷的第二設計參數；基于第一設計參數，從所述共用組件子系統(tǒng)中選擇平臺共用組件；組裝所述平臺共用組件及所述專用子系統(tǒng)提供的平臺專用組件，并從所述軟件子系統(tǒng)的平臺軟件庫中選擇平臺構件加載到所述平臺共用組件及所述平臺專用組件中，形成所述衛(wèi)星平臺的平臺模擬模型；基于第二設計參數，從所述共用組件子系統(tǒng)中選擇載荷共用組件；組裝所述載荷共用組件及所述載荷專用組件，并從所述軟件子系統(tǒng)的載荷軟件庫中選擇載荷構件加載到所述載荷共用組件及所述載荷專用組件中，組成形成所述衛(wèi)星載荷的載荷模擬模型；組合所述平臺模擬模型及載荷模擬模型，生成衛(wèi)星模擬模型；

所述試驗子系統(tǒng)，用于對所述衛(wèi)星模擬模型進行虛擬試驗；

所述測試及評估子系統(tǒng)，用于對通過所述虛擬試驗的所述衛(wèi)星模擬模型進行數字化測試，并評估所述衛(wèi)星模擬模型的應用效能，以獲得評估結果。

基于上述方案，所述試驗子系統(tǒng)，還用于當所述衛(wèi)星模擬模型未通過所述衛(wèi)星虛擬試驗時，分別所述載荷模型進行載荷虛擬試驗及所述平臺模型進行平臺虛擬試驗，確定導致所述虛擬試驗未通過的異常模型，其中，所述異常模型為所述平臺模型和/或所述載荷模型；

所述重構子系統(tǒng)，還用于按照預設優(yōu)先級依次調整異常模型的軟件構件、專用組件及共用組件的至少之一。

基于上述方案，所述試驗子系統(tǒng)，還用于將調整后的模型進行對應的虛擬試驗；

所述重構子系統(tǒng)，還用于將通過所述虛擬試驗的模型組裝成所述衛(wèi)星虛擬平臺；

所述試驗子系統(tǒng)，還用于對所述衛(wèi)星虛擬平臺重新進行所述衛(wèi)星虛擬試驗。

基于上述方案，所述重構子系統(tǒng)，具體用于以第一優(yōu)先級調整所述軟件構件；以第二優(yōu)先級調整所述專用組件；以第三優(yōu)先級調整所述共用組件；其中，所述第一優(yōu)先級高于第二優(yōu)先級；所述第二優(yōu)先級高于所述第三優(yōu)先級。

基于上述方案，

所述重構子系統(tǒng)，還用于根據所述任務需求及指標參數，選擇所述衛(wèi)星的軌道方案；判斷所述軌道方案對應的軌道是否滿足所述任務需求；

所述重構子系統(tǒng)，具體用于分析所述任務需求、指標參數及所述軌道方案，獲得所述第一設計參數及所述第二設計參數。

本發(fā)明實施例提供的快速響應衛(wèi)星任務自主設計方法及系統(tǒng)，會統(tǒng)一對衛(wèi)星任務的任務需求及指標參數進行解析，然后得到分別設計衛(wèi)星平臺及衛(wèi)星載荷的設計參數，基于設計參數選擇共用組件、設計專用軟件并選擇軟件構件，組成衛(wèi)星平臺的平臺模型及衛(wèi)星載荷的載荷模型，并最終組裝成衛(wèi)星模型，并對衛(wèi)星模型進行虛擬試驗及數字化測試，從而得到滿足虛擬試驗及數字化測試的衛(wèi)星模型，具有快速任務設計及研制周期短等特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的第一種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務的自主設計方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的第二種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務的自主設計方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務的自主設計系統(tǒng)的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的第三種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務的自主設計系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合說明書附圖及具體實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細闡述。

如圖1所示，本實施例提供一種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務的自主設計方法，包括：

步驟s110：通過分析衛(wèi)星任務的任務需求及指標參數，獲得衛(wèi)星平臺的第一設計參數和衛(wèi)星載荷的第二設計參數；

步驟s111：基于第一設計參數，從共用組件子系統(tǒng)中選擇平臺共用組件并由專用子系統(tǒng)提供平臺專用組件；

步驟s121：組裝所述平臺共用組件及所述平臺專用組件，并從平臺軟件庫中選擇平臺構件加載到所述平臺共用組件及所述平臺專用組件中，形成所述衛(wèi)星平臺的平臺模擬模型；

步驟s112：基于第二設計參數，從共用組件子系統(tǒng)中選擇載荷共用組件并由專用子系統(tǒng)提供載荷專用組件；

步驟s122：組裝所述載荷共用組件及所述載荷專用組件，并從載荷軟件庫中選擇載荷構件加載到所述載荷共用組件及所述載荷專用組件中，組成形成所述衛(wèi)星載荷的載荷模擬模型；

步驟s130：組合所述平臺模擬模型及載荷模擬模型，生成衛(wèi)星模擬模型；

步驟s140：對所述衛(wèi)星模擬模型進行虛擬試驗；

步驟s150：對通過所述虛擬試驗的所述衛(wèi)星模擬模型進行數字化測試，并評估所述衛(wèi)星模擬模型的應用效能，以獲得評估結果。

本實施例中提供一種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務的自主設計方法，可執(zhí)行在快速響應的衛(wèi)星任務的自主設計系統(tǒng)中。在該系統(tǒng)中包括重構子系統(tǒng)、共用組件子系統(tǒng)、專用組件子系統(tǒng)、軟件子系統(tǒng)、試驗子系統(tǒng)及測試及評估子系統(tǒng)。該系統(tǒng)在接收到所述衛(wèi)星任務之后，系統(tǒng)內的各個子系統(tǒng)會自動分析所述衛(wèi)星任務，執(zhí)行所述衛(wèi)星模型的自主設計。

所述共用組件子系統(tǒng)，可提供不同衛(wèi)星都可能會用到的共用組件；所述專用組件子系統(tǒng)可用于按照不同衛(wèi)星的個性需求，設計出滿足個性需求的專用組件。軟件子系統(tǒng)可包括：軟件庫，在軟件庫內存儲了衛(wèi)星中可能會是要到的各種功能預先編寫好的軟件構件。

所述重構子系統(tǒng)，用于將專用組件、共用組件組裝成對應的衛(wèi)星平臺及衛(wèi)星載荷，并將從軟件庫中選擇出的軟件構件加載到對應的組件中，完成衛(wèi)星的模型的組裝，獲得衛(wèi)星模型。

所述共用組件子系統(tǒng)可包括一個數據庫，該數據庫存儲有各種共用組件的相關參數和描述信息。所述相關參數可包括：描述對應的共用組件的結構參數和描述對應共用組件可實現功能的功能參數。所述結構參數，可包括：物理尺寸參數、工作時所需提供的電壓、電流等電參數等。所述功能參數可包括：可實現怎樣的功能。通常所述共用組件對應的是一個個物理硬件，安裝了基本軟件，例如，操作系統(tǒng)，可提供后續(xù)實現特定功能的物理設備。

在本實施例中所述數據庫中還存儲有所述描述信息，該描述信息可包括：該共用組件在共用組件子系統(tǒng)中的專用標識信息，例如，組件編號、組件名稱、組件用途描述等各種信息。

所述共用組件子系統(tǒng)提供檢索界面，在該檢索界面，可用于所述衛(wèi)星的搭建者，根據當前衛(wèi)星的任務需求或指標參數，通過關鍵字索引，查詢到該共用組件，例如，所述共用組件子系統(tǒng)可以接收檢索界面的輸入關鍵字，以所述關鍵字查詢所述數據庫中的相關信息及所述描述信息等。

所述任務需求為指示對應的衛(wèi)星任務需要衛(wèi)星完成的工作任務、所述指標需求可為指示需要完成的工作任務的完成質量或完成度的參數。

在一些實施例中，所述衛(wèi)星系統(tǒng)也可以為智能搭建系統(tǒng)，會自動搭建的衛(wèi)星建立搭建任務，進行搭建任務拆分，自動基于任務拆分提取出關鍵詞，由所述共用組件子系統(tǒng)自動進行檢索，確定出當前所需的共用組件。選擇用于本次衛(wèi)星的共用組件可為一個或多個。

所述專用組件子系統(tǒng)，可用于為不同衛(wèi)星的特定需求，提供專用組件的生成和搭建等操作，例如，重新根據當前需要完成的子任務，重新設計滿足要求的電路或利用多個模組裝置完成特定功能的專用組件。

在一些實施例中當一個專用組件的反復被使用的次數或頻次達到閾值，則可以被封裝成共用組件，形成對應的共用組件的相關信息，轉而由所述共用組件子系統(tǒng)，配置成共用組件，以用于下一次衛(wèi)星的搭建。在本實施例中所述共用組件子系統(tǒng)提供的共用組件可為：基于工作人員的輸入預先配置的，也可以是在衛(wèi)星搭建的過程中，根據共用組件生成策略自動生成的，具體如，所述共用組件子系統(tǒng)與所述專用組件子系統(tǒng)連接，將所述專用組件子系統(tǒng)生成的專用組件置為共用組件的備用組件，再根據實現相同功能的備用組件的出現次數和/或頻次，自動生成所述共用組件。

在一些實施例中所述軟件子系統(tǒng)，可包括標準化件構件庫，該標準化件構件庫，可用于提供各種已經編寫好的軟件和/或程序，這些軟件和/或程序，可以在不修改的前提或，僅修改個別參數的情況下，可以直接應用于各種僅加載了基本的操作系統(tǒng)等提供了衛(wèi)星的應用層面的構建安裝環(huán)境的各種組件中。

例如，所述標準化件構件庫中存儲標準化構件，可為各種敏感器進行敏感參量檢測的檢測程序。所述檢測程序已經編輯好，在進行當前的衛(wèi)星搭建的時候，可以根據當前衛(wèi)星的指標參數，向所述檢測程序添加檢測周期、檢測信號強度等各種參量就可以直接加載到對應的敏感器中使用。這里的，敏感器可包括：星敏器、陀螺儀、磁強計、全球定位系統(tǒng)(gps)接收機及太陽敏感器可以檢測衛(wèi)星的姿態(tài)及軌道的儀器。所述姿態(tài)可包括：衛(wèi)星的姿態(tài)角速率、姿態(tài)角等參數。所述軌道，可包括：衛(wèi)星的飛行加速度，軌道等參數。

在本實施例中所述衛(wèi)星系統(tǒng)還包括：重構子系統(tǒng)。這里的重構子系統(tǒng)140可為連接各個已選擇出的共用組件，或專門搭建的專用組件的子系統(tǒng)。

在本實施例中，所述重構子系統(tǒng)包括：核心控制組件。這里的核心控制組件，可為一臺或多臺服務器，可作為所述衛(wèi)星的主控設備。

在本實施例中，所述共用組件子系統(tǒng)提供的共用組件、專用子系統(tǒng)120提供的專用組件，都可以直接或間接連接到所述核心控制組件之上。這里的直接連接，可包括：與所述核心控制組件直接建立傳輸鏈路，這里的傳輸鏈路不經過其他中轉組件中轉，可包括：無線鏈路或有線鏈路。所述間接連接，包括：通過其他組件連接到所述核心控制組件的共用組件或專用組件。

在本實施例中重構子系統(tǒng)，在獲得各個組件之后，根據衛(wèi)星的結構信息及指標參數，連接各個組件，形成衛(wèi)星的內部網絡，同時為該內部網絡配置外部通信接口，該外部通信接口，可用于該衛(wèi)星作為一個整體與其他設備進行通信，例如，可用于與其他衛(wèi)星通信，或與地面的衛(wèi)星監(jiān)控中心進行通信。

在本實施例中所述衛(wèi)星的內部網絡可以是基于控制器局域網絡(controllerareanetwork，can)總線的網絡。所述內部網絡的拓撲結構，可為總線網絡、星型網絡等。為了提升內部網絡的穩(wěn)定性，所述內部網絡可從邏輯層面或從物理層面，劃分為主網絡和備份網絡。當所述衛(wèi)星的主網絡正常時，所述主網絡用于各種數據及指令的傳輸，所述備份網絡處于待命狀態(tài)，當所述衛(wèi)星的主網絡出現異常時，所述備份網絡的部分子網或所述備份網絡整個切換到工作狀態(tài)，提供內部網絡的數據傳輸。在本實施例中，所述重構子系統(tǒng)還會根據當前搭建的內部網絡，及預設網絡維護策略信息，給出適用于當前內部網絡的具體維護管理策略，以確保內部網絡的有效性。

總之，在本實施例中所述衛(wèi)星系統(tǒng)，通過上述幾個子系統(tǒng)的劃分，可以快速的根據當前需要搭建的衛(wèi)星的任務需求及指標參數，搭建出衛(wèi)星，具有搭建速率快、周期短及成本低等特點。

在一些實施例中，所述共用組件子系統(tǒng)，包括：共用組件庫；所述共用組件庫包括以下至少之一：

電路板，包括：標準化接口；

單機，包括標準化單機及非標準化單機；其中，所述標準化單機，包括：標準化接口；所述非標準化單機包括：非標準化接口；

通信組件，用于進行所述衛(wèi)星的內部通信或所述外部通信；

電池組件，用于提供所述衛(wèi)星所需電能；

所述重構子系統(tǒng)，具體用于基于所述衛(wèi)星的內部接口，連接所述標準化接口，并通過接口適配器或通信協議轉換，連接所述非標準化接口。

在本實施例中所述電路板可包括：各種集成電路板，例如，印刷電路板(pcb)等，這些電路板可以實現一定的功能，通常是未封裝的裸板。例如，變壓器的電路板，這里變壓器，可以為衛(wèi)星不同組件提供電壓的變化。

所述單機通?？蔀榉庋b到殼體內的單個設備。該單個設備包括殼體及位于殼體內可以聯合完成特定操作的已組裝的集成結構。

在本實施例中所述單機的外殼上可設置有與其他組件連接的接口，按照接口是否為預定類型的接口，可分為標準化接口和非標準化接口。在本實施例中所有標準化接口之間支持相同類型的接口協議，可以相互連接并正確通信。

在本實施例中所述非標準化接口，可能與所述標準化接口之間硬件結構不兼容，或執(zhí)行的接口協議不兼容，故需要所述重構子系統(tǒng)140進行接口重構。在本實施例中所述接口重構，可包括：通過軟件設置或接口適配器的引入，使得不同的非標準化接口之間的成功通信，或非標準化接口之間的成功通信。在本實施例中，所述接口重構，還可包括：向對應的組件加載非標準化接口到標準化接口的數據轉換應用，或，在所述接口適配器加載數據轉換應用等。

在本實施例中共用組件還包括其他組件，例如，通信組件，這里的通信組件可包括：用于外部網絡和/或外部網絡的天線等結構。天線通過無線信號的傳輸實現通信。

所述電源組件，可包括：蓄電池，可以進行電能存儲，為衛(wèi)星運行提供所需的電能。

所述電源組件還可包括：光伏模組，所述光伏組件，可用于將光能轉換成電能。

在一些實施例中，所述電源組件還可包括：所述蓄電池與所述光伏模組的連接組件；所述光伏模組用于將光能轉換成電能，并向所述蓄電池供電，所述蓄電池提供對外供電接口，通過該對外供電接口向其他組件供電。

所述光伏模組，具體可包括：太陽能帆板等組件。

在一些實施例中，所述核心控制組件，包括：用于處理器及測控應答機，所述處理器，用于所述衛(wèi)星的星務管理、衛(wèi)星的姿態(tài)及飛行軌道計算、衛(wèi)星與地面之間的測控計算、衛(wèi)星之間的測控計算；所述測控應答機，用于進行測控應答。

在本實施例中所述處理器可為各種具有計算能力的計算機，所述處理器主要用于各種數據的計算和處理，例如，進行衛(wèi)星運行的各種事務管理。例如，控制衛(wèi)星在預定時間，向地面的控制中心返回衛(wèi)星采集的圖像或視頻等各種事務管理，還可包括：監(jiān)控衛(wèi)星的健康狀況，向地面的監(jiān)控中心返回健康狀況信息等。

在本實施例中所述重構子系統(tǒng)，可用于根據所述任務需求及指標參數，確定出設計所述衛(wèi)星平臺的第一設計參數及設計所述衛(wèi)星載荷的第二設計參數。

所述第一設計參數可包括：平臺結構參數及平臺功能參數；所述第二設計參數包括：載荷結構參數及載荷功能參數。

所述平臺結構參數，可為描述所述衛(wèi)星平臺的物理尺寸、外部機械結構及內部機械結構、內部網絡結構及外部通信接口等信息，可用于組成衛(wèi)星平臺的各個平臺組件的選擇及連接。

所述平臺功能參數，可為描述衛(wèi)星平臺需要完成的功能的或功能組合參數。例如，通過不住s110的任務需求及指標參數的分解，確定出任務中衛(wèi)星平臺需要執(zhí)行哪一些功能，功能之間的執(zhí)行時序等參數。

所述衛(wèi)星載荷的載荷結構參數可用于描述衛(wèi)星載荷的物理尺寸、外部機械結構及內部機械結構、內部網絡結構及外部通信接口等，可用于組成衛(wèi)星載荷的各個組件的選擇及連接。

所述載荷功能參數，可為描述衛(wèi)星載荷需要完成的功能的或功能組合參數。例如，通過不住s110的任務需求及指標參數的分解，確定出任務中衛(wèi)星載荷需要執(zhí)行哪一些功能，功能之間的執(zhí)行時序等參數。

但是所述第一設計參數及所述第二設計參數都不限于上述舉例，例如，所述第二設計參數還可包括：載荷類型的類型參數等。

進行所述任務需求及所述指標參數的拆分時，可包括：將所述任務需求中各個子任務歸屬到衛(wèi)星平臺和/或衛(wèi)星載荷，從而實現了任務需求的設計參數的確定，然后基于所述子任務的歸屬將對應的指標參數分解到衛(wèi)星平臺或衛(wèi)星載荷，從而按成指標參數對應的設計參數的確定。

重構子系統(tǒng)在進行衛(wèi)星平臺及衛(wèi)星載荷設計時，會根據所述第一設計參數及第二設計參數，確定出配置衛(wèi)星平臺及衛(wèi)星字啊和的電路板清單、電路板參數、單機清單及單機參數。所述電路板清單記錄有所需電路板，電路板參數則為電路板的性能參數和結構參數等。結構參數可包括：體積及重量。所述性能參數可包括：可支持多大的電壓或電流等信號。

在完成衛(wèi)星模型的組裝之后，還會對衛(wèi)星模型進行虛擬試驗；這里的衛(wèi)星虛擬試驗可包括：虛擬力學試驗、虛擬熱平衡試驗及虛擬噪聲試驗。所述虛擬力學試驗可用于檢驗對應的衛(wèi)星模型抗外力的強度等參數，判斷該衛(wèi)星模型是否滿足力學要求。

所述虛擬熱平衡試驗，用于檢驗衛(wèi)星模型模擬衛(wèi)星工作時的熱平衡，是否可以持續(xù)保持預定溫度進行工作等，從而判斷出該衛(wèi)星模型是否滿足對應的熱平衡要求。

所所述虛擬噪聲試驗，用于檢驗對應的衛(wèi)星模型模擬衛(wèi)星工作時的抗噪能力，從而確定出該衛(wèi)星模型是否滿足抗噪聲要求。

只有當前設計出的衛(wèi)星模型滿足了這些要求，后續(xù)基于該衛(wèi)星模型制作的衛(wèi)星才能滿足上述各種要求。

在本實施例中所述數字化測試，主要是用于將一個虛擬任務加載給衛(wèi)星模型，對衛(wèi)星模型進行整體任務的仿真測試。例如，進行所述衛(wèi)星模型的飛行反震及任務執(zhí)行仿真。例如，在三維模型中，利用各所述衛(wèi)星模型在軌道方案中確定的軌道上模擬繞地球飛行，從而進行飛行演示。再例如，在模擬在高空拍攝云圖的任務，根據衛(wèi)星模型的測試反映，得到數字化測試的測試結果。

在本實施例中還會及逆行應用效能評估，在本實施例中，所述測試效能評估可包括：任務滿足度評估、任務擴展性評估及可靠性評估等。

在本實施例中所述任務滿足度評估，可為衛(wèi)星虛模型在一次或多次的數字化測試的結果，判斷模擬任務的完成度，從而確定出所述任務滿足度評估。

所述任務擴展性評估，在一些情況下，所述衛(wèi)星的設計會考慮到任務的擴展性，會在當期的任務需求上，一定的程度的提升衛(wèi)星的能力，故在本實施例中還可以通過極值測試等，確定出該衛(wèi)星模型對應的衛(wèi)星是否可以進行任務擴展及擴展度等參數的屏柜。

所述可靠性評估，可為衛(wèi)星各個部分執(zhí)行預定功能的穩(wěn)定性的評估。

在本實施例中一方面通過共用子系統(tǒng)提供已經封裝好的共用組件，只是由專用子系統(tǒng)進行專用組件的專門設計，由軟件子系統(tǒng)從軟件庫中選擇出預先編寫好的各種軟件構件，直接加載到對應的組件中即可，大大的簡化了衛(wèi)星的模型的確定周期，提升了衛(wèi)星的模型的確定效率，提升了衛(wèi)星的研制效率。

且另一方面，在本實施例中所述衛(wèi)星的衛(wèi)星平臺和衛(wèi)星載荷一同在系統(tǒng)中開始研制，在完成研制之后直接組裝成衛(wèi)星模型，進行虛擬試驗及數字化測試及應用效能評估。一方面由同一個系統(tǒng)研制，減少有不同系統(tǒng)分別研制衛(wèi)星載荷及衛(wèi)星平臺導致后續(xù)對接時的各種問題，從而也可以減少研制所需時間；另一方面在同一個系統(tǒng)中研制可以協調研制進度，一完成衛(wèi)星平臺和衛(wèi)星載荷兩部分的研制就組裝進行對應的虛擬試驗及數字化試驗，顯然也可以減少研制周期被延誤的問題，且完成組裝之后就進行了對應的試驗和測驗，而不用轉到其他系統(tǒng)進行試驗或測試，再次減少耗時，且能夠在出現異常及時的調整。

本實施例提供得到的衛(wèi)星模型輸出之后得到包括模型參數的模型文件及效能評估的評估文件。所述模型文件可用于進行衛(wèi)星的生產。所述評估文件可用于研發(fā)者確定該衛(wèi)星的性能。

可選地，如圖2所示，所述方法還包括：

步驟s160：當所述衛(wèi)星模擬模型未通過所述衛(wèi)星虛擬試驗時，分別所述載荷模型進行載荷虛擬試驗及所述平臺模型進行平臺虛擬試驗，確定導致所述虛擬試驗未通過的異常模型，其中，所述異常模型為所述平臺模型和/或所述載荷模型；

步驟s170：按照預設優(yōu)先級依次調整異常模型的軟件構件、專用組件及共用組件的至少之一。

當不能夠通過虛擬試驗時，分別對載荷模型及平臺模型進行對應的虛擬試驗，從而定位出異常點，定位出不能通過虛擬試驗是載荷模型，還是平臺模型。從而方便對異常模型進行組件、組件之間的連接及軟件構件的調整。

例如，所述方法還包括：

將調整后的模型進行對應的虛擬試驗；

將通過所述虛擬試驗的模型組裝成所述衛(wèi)星虛擬平臺；

對所述衛(wèi)星虛擬平臺重新進行所述衛(wèi)星虛擬試驗。

對異常模型進行調整之后，需要重新進行虛擬試驗，以確保再次組裝到衛(wèi)星模型上的載荷模型和/或平臺模型是正常，從而減少虛擬試驗的次數。

可選地，所述按照預設優(yōu)先級依次調整異常模型的軟件構件、專用組件及共用組件的至少之一，包括：

以第一優(yōu)先級調整所述軟件構件；

以第二優(yōu)先級調整所述專用組件；

以第三優(yōu)先級調整所述共用組件；

其中，所述第一優(yōu)先級高于第二優(yōu)先級；

所述第二優(yōu)先級高于所述第三優(yōu)先級。

調試軟件可包括：調整標準化件構件的注入參數，更新標準化件構件的代碼、更顯標準化件構件的版本。

所述調整專用組件，包括：調整專用組件的硬件，重新設計專用組件、調整專用組件與其他組件的連接。

所述調整共用組件，可包括：替換共用組件、調整共用組件與其他組件的連接。

所述第一優(yōu)先級高于第二優(yōu)先級，所述第二優(yōu)先級高于所述第三優(yōu)先級。由于共用組件是基礎組件，是被衛(wèi)星使用的出錯率較低的硬件結構，故導致測試不同的可能性較低，故可以最后調試。所述專用組件是專門設計的，相對于所述共用組件導致測試不通過的概率稍高，可以優(yōu)于共用組件的調整。若可以通過軟件的調整，即所述標準化構件的調整，就可以使得衛(wèi)星滿足期望的需求，具有調試成本低，故以最高優(yōu)先級進行調整。

所述方法還包括：

根據所述任務需求及指標參數，選擇所述衛(wèi)星的軌道方案；

判斷所述軌道方案對應的軌道是否滿足所述任務需求；

所述步驟s110可包括：

分析所述任務需求、指標參數及所述軌道方案，獲得所述第一設計參數及所述第二設計參數。

在本實施例中所述軌道方案可包括：衛(wèi)星正常運行之后的軌道，以及如何達到軌道的參數。

每一個衛(wèi)星可能都有特定的任務，在完成所述軌道方案的確定之后，需要驗證軌道方案中提出的軌道是否能夠滿足衛(wèi)星的任務需求，若能夠滿足則該軌道方案驗收，若不能滿足所述任務需求，則需要重新調整軌道方案。

一旦衛(wèi)星的軌道方案確定了，則會直接影響衛(wèi)星平臺及衛(wèi)星載荷的設計，故在本實施例的步驟s110中會基于所述任務需求、指標參數及所述軌道方案這三種信息，得到所述第一設計參數及所述第二設計參數。

在本實施例中所述任務需求為衛(wèi)星的需要完成的任務的相關參數，所述指標參數可包括：指示需要完成的任務的質量的參數；所述指標參數還可包括：所述衛(wèi)星自身需要滿足哪一些性能要求的參數，所述性能要求，可包括抗外界撞擊能力、抗噪聲能力及熱平衡能力的等一些能力參數。但是所述任務需求及所述指標參數都不限于上述舉例。

如圖3所示，本實施例提供一種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務自主設計系統(tǒng)，包括重構子系統(tǒng)110、共用組件子系統(tǒng)120、專用組件子系統(tǒng)130、軟件子系統(tǒng)140及試驗子系統(tǒng)150、測試及評估子系統(tǒng)160：

所述共用組件子系統(tǒng)120，用于提供共用組件，其中，所述共用組件包括：用于衛(wèi)星平臺的平臺共用組件及用于衛(wèi)星載荷的載荷共用組件；

所述專用組件子系統(tǒng)130，用于提供專用組件，其中，所述專用組件包括：用于所述衛(wèi)星載荷的平臺專用組件及用于所述衛(wèi)星載荷的載荷專用組件；

軟件子系統(tǒng)140，用于提供軟件構件，所述軟件可包括：用于所述衛(wèi)星載荷的載荷構件及用于所述衛(wèi)星平臺的平臺構件；

重構子系統(tǒng)110，用于通過分析衛(wèi)星任務的任務需求及指標參數，獲得衛(wèi)星平臺的第一設計參數和衛(wèi)星載荷的第二設計參數；基于第一設計參數，從所述共用組件子系統(tǒng)中選擇平臺共用組件；組裝所述平臺共用組件及所述專用子系統(tǒng)提供的平臺專用組件，并從所述軟件子系統(tǒng)的平臺軟件庫中選擇平臺構件加載到所述平臺共用組件及所述平臺專用組件中，形成所述衛(wèi)星平臺的平臺模擬模型；基于第二設計參數，從所述共用組件子系統(tǒng)中選擇載荷共用組件；組裝所述載荷共用組件及所述載荷專用組件，并從所述軟件子系統(tǒng)的載荷軟件庫中選擇載荷構件加載到所述載荷共用組件及所述載荷專用組件中，組成形成所述衛(wèi)星載荷的載荷模擬模型；組合所述平臺模擬模型及載荷模擬模型，生成衛(wèi)星模擬模型；

所述試驗子系統(tǒng)150，用于對所述衛(wèi)星模擬模型進行虛擬試驗；

所述測試及評估子系統(tǒng)160，用于對通過所述虛擬試驗的所述衛(wèi)星模擬模型進行數字化測試，并評估所述衛(wèi)星模擬模型的應用效能，，以獲得評估結果。

可選地，所述試驗子系統(tǒng)150，還用于當所述衛(wèi)星模擬模型未通過所述衛(wèi)星虛擬試驗時，分別所述載荷模型進行載荷虛擬試驗及所述平臺模型進行平臺虛擬試驗，確定導致所述虛擬試驗未通過的異常模型，其中，所述異常模型為所述平臺模型和/或所述載荷模型；

所述重構子系統(tǒng)110，還用于按照預設優(yōu)先級依次調整異常模型的軟件構件、專用組件及共用組件的至少之一。

進一步地，所述試驗子系統(tǒng)150，還用于將調整后的模型進行對應的虛擬試驗；所述重構子系統(tǒng)110，還用于將通過所述虛擬試驗的模型組裝成所述衛(wèi)星虛擬平臺；所述試驗子系統(tǒng)150，還用于對所述衛(wèi)星虛擬平臺重新進行所述衛(wèi)星虛擬試驗。

在一些實施例中，所述重構子系統(tǒng)110，具體用于以第一優(yōu)先級調整所述軟件構件；以第二優(yōu)先級調整所述專用組件；以第三優(yōu)先級調整所述共用組件；其中，所述第一優(yōu)先級高于第二優(yōu)先級；所述第二優(yōu)先級高于所述第三優(yōu)先級。

此外，所述重構子系統(tǒng)110，還用于根據所述任務需求及指標參數，選擇所述衛(wèi)星的軌道方案；判斷所述軌道方案對應的軌道是否滿足所述任務需求；所述重構子系統(tǒng)110，具體用于根據所述軌道方案、任務需求及指標參數，確定所述第一設計參數及所述第二設計參數。

以下結合上述任意一個實施例提供兩個具體示例：

示例1：

本示例提供一種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務自主設計方法，包括：

第一步：從人機界面接收用戶輸入的任務需求及指標參數；

第二步：進行任務需求及指標參數分析，形成組件列表和組件參數送給共用組件子系統(tǒng)、專用組件子系統(tǒng)及軟件子系統(tǒng)，從而選擇出共用組件、專用組件及對應的軟件構件；

第三步：組件組裝及軟件構件加載；

第四步：對組裝好的衛(wèi)星模型進行虛擬試驗；

第五步：對通過虛擬試驗的衛(wèi)星模型進行數字化測試；

第六步：進行應用效能評估。

在第四步和第五步出現虛擬試驗不通過或數字化測試不通過時，則由重構子系統(tǒng)重新進行衛(wèi)星模型的調整。

示例2：

如圖4所示，本示例提供一種面向快速響應需求的衛(wèi)星任務的自主設計方法，包括：

步驟s1：任務需求及指標參數分析；

步驟s2：基于分析的結果，確定出軌道方案；

步驟s3：判斷軌道方案對應的軌道是否滿足任務要求，若否返回步驟s2，若是進入步驟s4：

步驟s4：確定衛(wèi)星模型的設計參數；

步驟s5：基于設計參數選擇組件；通過目標優(yōu)化函數，選擇出最優(yōu)的共用組件及最合適的軟件構件等。

步驟s6：基于設計參數設計專用組件；

步驟s7：進行虛擬試驗，不通過則繼續(xù)進行步驟s8，若通過則進行步驟s9：

步驟s8：判斷是否重選共用組件，若是則返回步驟s5，若否則返回步驟s6；

步驟s9：進行數字化測試。

步驟s10：若通過數字化測試進行應用效能評估；

步驟s11：輸出衛(wèi)星模型的模型文件及應用效能評估的評估結果。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的設備和方法，可以通過其它的方式實現。以上所描述的設備實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，如：多個單元或組件可以結合，或可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另外，所顯示或討論的各組成部分相互之間的耦合、或直接耦合、或通信連接可以是通過一些接口，設備或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性的、機械的或其它形式的。

上述作為分離部件說明的單元可以是、或也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是、或也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，也可以分布到多個網絡單元上；可以根據實際的需要選擇其中的部分或全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各實施例中的各功能單元可以全部集成在一個處理模塊中，也可以是各單元分別單獨作為一個單元，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中；上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實現。

本領域普通技術人員可以理解：實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：移動存儲設備、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。