(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111430208.3 (22)申请日 2021.11.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114172801 A (43)申请公布日 2022.03.11 (73)专利权人 中国科学院国家空间科 学中心 地址 100190 北京市海淀区中关村南 二条1 号 (72)发明人 白萌　胡钛　刘玉荣　吕良庆　 苏举　 (74)专利代理 机构 北京方安思达知识产权代理 有限公司 1 1472 专利代理师 杨青　王蔚 (51)Int.Cl. H04L 41/0803(2022.01)H04L 41/14(2022.01) H04W 24/02(2009.01) H04W 24/04(2009.01) H04W 84/06(2009.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) H04B 7/185(2006.01) (56)对比文件 CN 111813560 A,2020.10.23 CN 113193976 A,2021.07.3 0 CN 112288212 A,2021.01.2 9 US 20213 64648 A1,2021.1 1.25 审查员 刘俭 (54)发明名称 一种科学卫星空间探测天地一体化管控方 法 (57)摘要 本发明涉及天地一体化管控技术领域， 尤其 涉及一种科学卫星空间探测天地一体化管控方 法， 基于部署在星上的天基系统和部署在地面的 地基系统实现， 所述方法包括： 基于科学卫星空 间探测任务， 建立天地一体管控业务模型； 基于 请求‑服务机制和不同的天地智 能化级别， 建立 天地管控交互协议； 基于天地一体管控业务模 型， 以星上自主管控为主， 必要时通过地面控制 的管控方式， 根据天地管控交互协议， 实现天地 一体化协同管控。 本发明的方法为用户提供基于 管控引擎的卫星使用模式， 实现天地一体的管控 协议， 天地协议互连互通， 数据上下行和配置匹 配一致， 完成天地协同交 互。 权利要求书2页 说明书13页 附图6页 CN 114172801 B 2022.07.12 CN 114172801 B 1.一种科学卫星空间探测天地一体化管控方法， 基于部署在星上的天基系统和部署在 地面的地基系统实现， 所述方法包括： 基于科学卫星空间探测任务， 建立天地 一体管控业 务模型； 基于请求 ‑服务机制和不同的天地智能化级别， 建立天地管控交 互协议； 基于天地一体管控业务模型， 以星上自主管控为主， 必要时通过地面控制的管控方式， 根据天地管控交 互协议， 实现天地 一体化协同管控； 所述天地 一体管控业 务模型具体包括： 天基自主管控业务模型， 用于在不依赖地面设施系统的情况下， 自主进行科学卫星空 间探测任务的规划调度和在线监控； 地基主动管控业务模型， 用于当卫星或有效载荷出现无预案或未发生过的异常情况 时， 由地面运控系统不依赖天基系统进行地基主动管控； 天地协同管控业务模型， 用于在天基自主管控模式和地基主动管控模式中， 基于智能 化与不同的任务度完成级别和请求 ‑服务式管控， 天基系统和地基系统协同配合完成管控 的各个环 节， 形成天地协同的管控 模式； 和 天地一体管控业务模型， 用于在天基自主管控模式和地基主动管控模式中， 通过地基 和天基不同层级打断天基 自主和地基主动的管控模式， 形成天基+地基的天地一体管控模 式。 2.根据权利要求1所述的科学卫星空间探测天地一体化管控方法， 其特征在于， 所述天 基自主管控业 务模型具体包括： 按照模型化和数据化设计思想， 根据每项业务分别构建业务管理平台和应用功能部 分， 每项业务管理平台均按照管理信息库加电子数据单 的数据描述方式进行设计， 所述业 务包括指令解析与执行、 事件管理、 在线监控、 资源信息管理、 任务规划以及卫星常规所需 的数据收发、 存 储与处理。 3.根据权利要求1所述的科学卫星空间探测天地一体化管控方法， 其特征在于， 所述地 基主动管控业 务模型具体包括： 按照模型化定义和描述方法思路， 分别构建不同业务的处理模块， 所述业务包括任务 分析模块、 规划计划模块、 指 令生成模块、 数据处理与判读模块、 任务监视与评估模块、 异常 处置模块以及卫星 有效载荷健康管理模块。 4.根据权利要求1所述的科学卫星空间探测天地一体化管控方法， 其特征在于， 所述天 地协同管控业 务模型包括上 行管控协同模式和下 行管控协同模式； 其中， 所述上行管控协同模式具体包括： 依据智能化级别设计思想， 由地基系统分别完成任 务级、 事件级和指 令级的数据 注入生成， 上注到天基系统， 由天基系统根据不同级别完成相 应的指令解析与执 行； 所述下行管控协同模式具体包括： 依据天基系统的在线监控或监视结果， 由地基系统 完成异常处置与指令生成 或对地基系统完成的处置结果进行 管理。 5.根据权利要求1所述的科学卫星空间探测天地一体化管控方法， 其特征在于， 所述天 地一体管控业 务模型包括 地基+天基管控 模式和天基+地基管控 模式； 其中， 所述地基+天基管控模式具体包括： 针对数据时效性和准确度要求高的天基数据， 由地 基系统向天基系统发送管控请求， 由天基系统对管控请求作出响应， 进 行管控， 并将管控结权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114172801 B 2果通过下行遥测发送至地基系统； 所述天基+地基管控模式具体包括： 针对历史数据需要进行大量复杂计算 时， 由天基系 统向地基系统发送管控请求， 由地基系统对管控请求作出响应， 进 行管控， 并将管控结果通 过上行遥控发送至天基系统。 6.根据权利要求4所述的科学卫星空间探测天地一体化管控方法， 其特征在于， 针对上 行遥控和下 行遥测分别设计包数据域， 其中， 当数据通过上行遥控发送时， 包数据域包括： 包副 导头、 遥控应用数据域和包差错控制 域； 其中， 包副导头长度4字节， 包括4位PUS版本、 4位ACK执行情况标识、 8位服务类型、 8位服 务子类型和1字节遥控指令发送源； 当数据通过下行遥测发送时， 包数据域包括： 包副导头和源数据； 其中， 包副导头长度 10字节， 包括 4位PUS版本、 4 位空闲、 8位服务类型、 8位子服 务类型和7字节时间码。 7.根据权利要求1所述的科学卫星空间探测天地一体化管控方法， 其特征在于， 所述请 求‑服务机制具体包括： 当天基系统需要地基系统提供管控服务时， 由天基系统发送管控请求， 由地基系统完 成管控请求反馈， 并将信息反馈给天基系统； 当地基系统需要天基系统提供管控服务时， 由地基系统发送管控请求， 由天基系统完 成管控请求反馈， 并将信息反馈给地基系统。 8.根据权利要求1所述的科学卫星空间探测天地一体化管控方法， 其特征在于， 所述天 地数据交互协 议依据XFDU协议， PUS协议和/或CCSDS协议的标准进行协议设计， 包括任务级 协议要求、 事 件级协议要求、 指令级协议要求和请求 ‑服务协议要求。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114172801 B 3