CN111698288B - 一种基于以太网面向无连接的星上软件在轨维护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于以太网面向无连接的星上软件在轨维护方法，包括以下步骤：S1.在地面在轨维护设备上预装软件维护客户端，并接入地面以太网络，以及在星上设备预装***维护程序和应用程序，并接入飞行器以太网络，其中，所述地面以太网络与所述飞行器以太网络采用天地链路相连通；S2.所述软件维护客户端选择要维护的目标文件，并生成上行注入数据帧；S3.在所述星上设备处于正常工作模式下，基于所述地面以太网络、所述天地链路和所述飞行器以太网络，所述软件维护客户端将所述注入数据帧注入所述星上设备。该方法资源耗费少，对网络协议严谨，有效地提高了***的可靠性、安全性和可维护性。

Description

一种基于以太网面向无连接的星上软件在轨维护方法
技术领域
本发明涉及航天领域，尤其涉及一种基于以太网面向无连接的星上软件在轨维护方法。
背景技术
空间飞行器在飞行过程种出现问题或是需要增加新的功能时，需要对软件进行维护和升级。同时，飞行器的软件在轨维护能力是保证飞行器长寿命、可靠性不可或缺的手段，与硬件的冗余备份相比，软件在轨维护更经济、更灵活。因此通过软件在轨维护来提高飞行器的稳定性、提高其寿命和可靠性的方式越来越受到重视。
随着Intemet在全球互联通信中获得的巨大成功，越来越多的飞行器上将采用以太网通信技术，天地链路将地面以太网和空间以太网无缝的连接起来，组成天地网络一体化的互联网络***。但是和地面传统的以太网络比起来，太空环境由于其本身的特殊性，天地链路会造成数据传播时延大、数据传输效率低且是非对称、数据传输的错误率高，丢包频繁等问题。
尤其，地面网中多采用TCP/IP协议实现数据传输，TCP(Transmission ControlProtocol，传输控制协议)是面向连接的协议，为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制算法，建立了繁琐的握手过程，也就是说，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来。但是由于受天地链路影响，将地面网中已经非常成熟的面向连接的TCP协议的软件维护方法照搬到空间网，将使得在轨维护功能因为需要在维护期间保持可靠连接，而无法发挥其优势，因此需要一套适合天地链路特点的新的软件维护方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于以太网面向无连接的星上软件在轨维护方法，解决星上软件在轨维护难的问题。
为实现上述发明目的，本发明提供一种基于以太网面向无连接的星上软件在轨维护方法，包括以下步骤：
S1.在地面在轨维护设备上预装软件维护客户端，并接入地面以太网络，以及在星上设备预装***维护程序和应用程序，并接入飞行器以太网络，其中，所述地面以太网络与所述飞行器以太网络采用天地链路相连通；
S2.所述软件维护客户端选择要维护的目标文件，并生成上行注入数据帧；
S3.在所述星上设备处于正常工作模式下，基于所述地面以太网络、所述天地链路和所述飞行器以太网络，所述软件维护客户端将所述注入数据帧注入所述星上设备。
根据本发明的一个方面，所述上行注入数据帧包括程序更新启动帧、程序数据帧、程序更新结束帧和程序更新帧；
步骤S3中，所述软件维护客户端将所述注入数据帧注入所述星上设备的步骤中包括：
S31.所述软件维护客户端发送所述程序更新启动帧，所述星上设备接收所述程序更新启动帧，则进入程序更新模式，并向所述软件维护客户端发送程序更新启动确认帧；
S32.所述软件维护客户端接收所述程序更新启动确认帧，则按照帧序号顺序发送所述程序数据帧，所述星上设备接收所述程序数据帧，并且每接收一帧所述程序数据帧则相对应的反馈一次程序数据确认帧；
S33.所述软件维护客户端接收所述程序数据确认帧则按照所述帧序号顺序发送下一帧所述程序数据帧，直至所有所述程序数据帧发送完毕，所述软件维护客户端发送程序更新结束帧，所述星上设备接收所述程序更新结束帧并向所述软件维护客户端发送程序更新结束确认帧；
S34.所述软件维护客户端接收所述程序更新结束确认帧并向所述星上设备发送程序更新帧，所述星上设备接收所述程序更新帧并完成数据更新后，向所述软件维护客户端发送程序更新确认帧；
S35.所述软件维护客户端接收所述程序更新确认帧，退出在轨维护模式，完成所述星上设备中星上软件的维护。
根据本发明的一个方面，步骤S31中，所述星上设备向所述软件维护客户端发送程序更新启动确认帧后，若在预定时间内未接收到后续数据，则退出程序更新模式并转入正常工作模式；
步骤S32中，所述星上设备反馈所述程序数据确认帧后，若在预定时间内未接收到后续数据，则退出程序更新模式并转入正常工作模式；
步骤S33中，所述星上设备向所述软件维护客户端发送程序更新结束确认帧后，若在预定时间内未接收到后续数据，则退出程序更新模式并转入正常工作模式；
根据本发明的一个方面，步骤S33中，所述星上设备接收所述程序更新结束帧并向所述软件维护客户端发送程序更新结束确认帧的步骤中，包括：
S331.所述星上设备接收所述程序更新结束帧，针对接收的所述程序数据帧启动数据校验，并检查所述程序数据帧的所述帧序号顺序是否连续；
S332.获取校验结果并与所述程序更新结束帧中包含的标准校验和进行比对，并生成比对结果；
S333.将所述比对结果写入所述程序更新结束确认帧，并发送至所述软件维护客户端。
根据本发明的一个方面，步骤S34中，所述软件维护客户端接收所述程序更新结束确认帧并向所述星上设备发送程序更新帧的步骤中，所述软件维护客户端提取所述程序更新结束确认帧中的所述比对结果，若所述比对结果显示为一致，则向所述星上设备发送所述程序更新帧；
若所述比对结果显示为不一致，则所述软件维护客户端重新执行步骤S32至步骤S34，或者，所述软件维护客户端重新开始执行步骤S31至步骤S35。
根据本发明的一个方面，步骤S34中，向所述软件维护客户端发送程序更新确认帧后，所述星上设备复位重启。
根据本发明的一个方面，执行步骤S31至S35的过程中，若所述软件维护客户端未接收到所述确认帧，则启动重传机制；其中，根据所发送的上行注入数据帧的类型，按照预定次数重新传输所述上行注入数据帧。
根据本发明的一个方面，根据所发送的上行注入数据帧的类型，按照预定次数重新传输所述上行注入数据帧的步骤中，若所述上行注入数据帧重传后，所述软件维护客户端接收到所述星上设备的确认帧，则继续执行下一步骤，若所述上行注入数据帧重传后，所述软件维护客户端仍未收到所述星上设备的确认帧，则退出程序更新模式。
根据本发明的一个方面，所述地面以太网络、所述飞行器以太网络和所述天地链路采用UDP/IP协议通信；
步骤S3中，在所述星上设备处于正常工作模式下时，所述星上设备通过所述飞行器以太网络中的以太网口接收所述地面以太网络和所述天地链路上行的UDP/IP的协议帧。
根据本发明的一个方面，所述预装***维护程序具有以太网通信功能、非挥发性存储介质读写功能、校验功能、程序加载功能；
所述程序预装***维护程序存储于可编程只读存储器中；
所述应用程序存储于可读写的非挥发性存储介质中。
根据本发明的一种方案，利用地面客户端，通过天地链路实时实现空间飞行器嵌入式软件的在轨维护，克服天地链路延时大、数据传输效率低且是非对称、数据传输的错误率高、丢包频繁等问题，满足空间飞行器嵌入式软件在轨维护功能的高可靠、高效需求。
根据本发明的一种方案，该方法资源耗费少，对网络协议严谨，有效地提高了***的可靠性、安全性和可维护性。
根据本发明的一种方案，通过采用数据帧和确认数据帧的天地通信方式，以及数据帧的校验等步骤，保证了数据帧传输过程数据的稳定准确传输，对保证整个***的高维护性有利。
附图说明
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的星上软件在轨维护方法的步骤框图；
图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的星上软件在轨维护方法的流程图；
图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的星上软件在轨维护方法的***连接图；
图4示意性表示根据本发明的一种实施方式的UDP报文格式图；
图5示意性表示根据本发明的一种实施方式的星上软件在轨维护方法中重传机制的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种基于以太网面向无连接的星上软件在轨维护方法，包括以下步骤：
S1.在地面在轨维护设备上预装软件维护客户端，并接入地面以太网络，以及在星上设备预装***维护程序和应用程序，并接入飞行器以太网络，其中，地面以太网络与飞行器以太网络采用天地链路相连通；
S2.软件维护客户端选择要维护的目标文件，并生成上行注入数据帧；
S3.在星上设备处于正常工作模式下，基于地面以太网络、天地链路和飞行器以太网络，软件维护客户端将注入数据帧注入所述星上设备。
如图3所示，根据本发明的一种实施方式，在地面以太网络中，地面在轨维护设备中安装在轨维护客户端，并通过地面网络交换机与地面发送设备通信连接。飞行器以太网络中，星上设备中预装有星上软件，并通过星上网络交换机与星上接收设备通信连接。
如图3所示，根据本发明的一种实施方式，星上设备中所预装的星上软件划分为***维护程序及应用程序，其中***维护程序最小功能集包含以太网通信功能、非挥发性存储介质读写功能、校验功能、程序加载功能。在本实施方式中，***维护程序存储在类似PROM的可编程只读存储器中。在本实施方式中，应用程序存储在可读写的非挥发性存储介质。在本实施方式中，非挥发性存储介质在逻辑上包括原软件存储区、升级软件存储区，两块区域均包含校验信息。
如图2所示，根据本发明的一种实施方式，步骤S2中，上行注入数据帧包括程序更新启动帧、程序数据帧、程序更新结束帧和程序更新帧。在本实施方式中，星上设备加电工作在正常工作模式下，通过以太网接口接收地面通过以太网、天地链路上行的UDP/IP的协议帧。步骤S3中，软件维护客户端将注入数据帧注入星上设备的步骤中包括：
S31.软件维护客户端发送程序更新启动帧，明确软件维护的目的(更新非挥发性存储介质的具体地址的起始位置)、数据文件大小等信息，星上设备接收程序更新启动帧，则进入程序更新模式，并立即向软件维护客户端发送程序更新启动确认帧，告知地面的软件维护客户端可进入软件维护下一步骤；星上设备在正确发送“程序更新启动确认帧”后，在预定时间(如60s)内未接收到后续数据，则退出程序更新模式，进入正常工作模式。
S32.软件维护客户端接收程序更新启动确认帧，则按照帧序号顺序发送所述程序数据帧，星上设备接收所述程序数据帧，并且每接收到一帧程序数据帧，就将数据写入内存，并实时返回程序数据确认帧，地面软件维护客户端接收到程序数据确认帧后启动发送下一帧。在本实施方式中，星上软件在正确发送程序数据确认帧后，在预定时间(如60s)内未接收到后续数据，则退出程序更新模式，进入正常工作模式；
S33.软件维护客户端接收程序数据确认帧则按照帧序号顺序发送下一帧所述程序数据帧，直至所有所述程序数据帧发送完毕，软件维护客户端发送程序更新结束帧，星上设备接收到程序更新结束帧，即开始启动数据校验，检查程序数据帧序号是否连续，将内存存储的更新程序进行校验，并与更新结束帧内的校验和进行比对，将比对结果写入程序更新结束确认帧，并向所述软件维护客户端发送程序更新结束确认帧。在本实施方式中，星上软件在正确发送程序更新结束确认帧后，在预定时间(如60s)内未接收到后续数据，则退出程序更新模式，进入正常工作模式。
S34.软件维护客户端接收程序更新结束确认帧并向星上设备发送程序更新帧，星上设备接收程序更新帧并完成数据更新后，向软件维护客户端发送程序更新确认帧。在本实施方式中，软件维护客户端接收程序更新结束确认帧并向星上设备发送程序更新帧的步骤中，软件维护客户端提取程序更新结束确认帧中的比对结果，若比对结果显示为一致，则向星上设备发送所述程序更新帧，星上设备接收程序更新帧将数据文件写入非挥发性存储介质中，写成功后发送程序更新确认帧，并将星上设备复位重启。若所述比对结果显示为不一致，则软件维护客户端重新执行步骤S32至步骤S34(即软件维护客户端启动重传)，或者，软件维护客户端重新开始执行步骤S31至步骤S35(即软件维护客户端发送程序更新启动帧，重新开始软件维护)。
S35.软件维护客户端接收程序更新确认帧，退出在轨维护模式，完成星上设备中星上软件的维护。
根据本发明的一种实施方式，执行步骤S31至S35的过程中，若软件维护客户端未接收到确认帧，则启动重传机制；其中，根据所发送的上行注入数据帧的类型，按照预定次数重新传输上行注入数据帧。在本实施方式中，根据所发送的上行注入数据帧的类型，按照预定次数重新传输上行注入数据帧的步骤中，若上行注入数据帧重传后，软件维护客户端接收到星上设备的确认帧，则继续执行下一步骤，若上行注入数据帧重传后，软件维护客户端仍未收到星上设备的确认帧，则退出程序更新模式。
根据本发明的一种实施方式，地面以太网络、飞行器以太网络和天地链路采用UDP/IP协议通信。进而，步骤S3中，在星上设备处于正常工作模式下时，星上设备通过飞行器以太网络中的以太网口接收地面以太网络和天地链路上行的UDP/IP的协议帧。
为进一步说明本发明，结合附图对本方案做进一步详细阐述。
根据本发明的方案，在传输数据之前，地面客户端与星上设备不建立连接，也不需要维持复杂的链接状态表，软件维护过程中，地面的在轨维护客户端选择维护的新版本可执行文件，并将可执行文件按照协议帧格式，在添加首部后就向下交付给IP层，既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界放在网络上传输；对于星上软件来说，从网络上接收到数据后，按照协议帧格式将数据提取出来，存入内存。
根据本发明的一种实施方式，基于前述的***设置，地面的在轨维护客户端和星上设备的星上软件面向无连接的UDP通信实现过程如下：
a)用函数socket()创建一个socket；
b)用函数setsockopt()设置socket属性；
c)用函数bind()绑定IP地址、端口等信息到socket上；
d)设置对方的IP地址和端口等属性；
e)用函数sendto()发送数据；
f)用函数recvfrom()循环接收数据；
g)关闭网络连接。
根据本发明的一种实施方式，基于UDP/IP的协议格式共有5种，分别为地面在轨维护客户端发送的程序更新启动帧、程序数据帧、程序更新结束帧、程序更新帧和星上软件发送的接收确认帧。
a)UDP报文格式
参见图4所示，在本实施方式中，首部字段8个字节，由4个字段组成，每个字段长度为两个字节。源端口：源端口号。在需要对方回信时选用。不需要时可用全0。目的端口：目的端口号。这在终点交付报文时必须要使用到。长度：UDP用户数据报的长度，其最小值是8(仅有首部)。校验和：把首部和数据部分一起都校验，检测UDP用户数据报在传输中是否有错。有错就丢弃。计算校验和时，要在UDP用户数据报之前增加12个字节的伪首部(格式见表1所示)。伪首部既不向下传送也不向上递交，而仅仅是为了计算校验和。
Figure BDA0002487031740000091
表1
b)程序更新启动帧、程序更新结束帧、程序更新帧
在本实施方式中，程序更新启动帧、程序更新结束帧、程序更新帧UDP用户数据部分格式如表2所示。其中：通过帧类型的不同定义，可区分程序更新启动帧、程序更新结束帧、程序更新帧。
Figure BDA0002487031740000092
表2
c)程序数据帧
程序数据帧UDP用户数据部分格式如表3所示。
Figure BDA0002487031740000093
表3
d)接收确认帧
接收确认帧UDP用户数据部分格式如表4所示。
Figure BDA0002487031740000094
表4
其中：通过帧类型的不同定义，可区分确认的是程序更新启动帧、程序更新结束帧、程序更新帧；通过确认结果，可返回星上软件接收到数据的情况(是否接收成功、是否校验和错、是否帧序号缺少等)；通过确认补充信息，可返回星上软件接收到数据的相关信息(如填充缺失的帧序号)。
参见图5所示，根据本发明的一种实施方式，对于在轨维护过程实时性要求严格的情况下，采用自定义重传机制，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少天地链路对数据传输造成影响。在本实施方式中，地面客户端若未收到星上软件发送的确认帧(如程序更新启动确认帧、程序更新数据确认帧、程序更新结束确认帧、程序更新确认帧)，则启动重传机制。
在本实施方式中，如果地面客户端未接收到确认帧，则判断上一次发送的是否为程序数据帧，如果是程序数据帧，则重传5次，如果为命令帧(程序更新启动帧、程序更新结束帧、程序更新帧)，则重传1次。如果重传后星上软件确认帧，则在轨维护流程进入下一步，如果重传后仍未收到确认帧，则退出程序更新模式。
根据本发明的一种实施方式，星上设备的星上软件的非挥发性存储介质在逻辑上包括原软件存储区、升级软件存储区，两块区域均包含校验信息。在本实施方式中，星上设备的星上软件接收到地面上行的程序数据帧，并将程序数据写入内存。收到程序更新结束帧后，启动数据校验，将内存中程序数据校验和计算出来，与程序更新结束帧中的程序数据校验和比对。若比对结果一致，则将内存中的程序数据写入升级软件存储区，并使用校验信息；若比对结果不一致，则将内存中程序数据丢弃，并发送程序更新结束确认帧，将比对结果告知地面在轨维护客户端。
在本实施方式中，待设备完成升级软件存储区的数据写入，自动启动设备重启。重启后，星上设备从升级软件存储区读取程序文件进行程序加载，若因为校验和不对等原因导致程序文件读取错误发生，则从原软件存储区进行程序加载，以保证星上软件在轨能够可靠稳定运行。
在本实施方式中，当设备从升级软件存储区能够正确读取程序文件进行程序加载后，地面可通过天地链路上行指令，将升级软件存储区内的数据备份至原软件存储区，以保证原软件存储区内程序更新。
上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于以太网面向无连接的星上软件在轨维护方法，包括以下步骤：
S1.在地面在轨维护设备上预装软件维护客户端，并接入地面以太网络，以及在星上设备预装***维护程序和应用程序，并接入飞行器以太网络，其中，所述地面以太网络与所述飞行器以太网络采用天地链路相连通；
S2.所述软件维护客户端选择要维护的目标文件，并生成上行注入数据帧；
S3.在所述星上设备处于正常工作模式下，基于所述地面以太网络、所述天地链路和所述飞行器以太网络，所述软件维护客户端将所述注入数据帧注入所述星上设备；
其中，在传输数据之前，所述地面在轨维护设备与所述星上设备处于未连接状态；所述维护客户端选择维护的新版本可执行文件，并将所述可执行文件按照协议帧格式，在添加首部后向下交付给IP层，并保留报文的边界在网络上传输；所述星上设备从网络上接收到数据后，按照协议帧格式将数据提取出来，存入内存；
所述上行注入数据帧包括程序更新启动帧、程序数据帧、程序更新结束帧和程序更新帧；
步骤S3中，所述软件维护客户端将所述注入数据帧注入所述星上设备的步骤中包括：
S31.所述软件维护客户端发送所述程序更新启动帧，所述星上设备接收所述程序更新启动帧，则进入程序更新模式，并向所述软件维护客户端发送程序更新启动确认帧；
S32.所述软件维护客户端接收所述程序更新启动确认帧，则按照帧序号顺序发送所述程序数据帧，所述星上设备接收所述程序数据帧，并且每接收一帧所述程序数据帧则相对应的反馈一次程序数据确认帧；
S33.所述软件维护客户端接收所述程序数据确认帧则按照所述帧序号顺序发送下一帧所述程序数据帧，直至所有所述程序数据帧发送完毕，所述软件维护客户端发送程序更新结束帧，所述星上设备接收所述程序更新结束帧并向所述软件维护客户端发送程序更新结束确认帧；
S34.所述软件维护客户端接收所述程序更新结束确认帧并向所述星上设备发送程序更新帧，所述星上设备接收所述程序更新帧并完成数据更新后，向所述软件维护客户端发送程序更新确认帧；
S35.所述软件维护客户端接收所述程序更新确认帧，退出在轨维护模式，完成所述星上设备中星上软件的维护；
其中，执行步骤S31至S35的过程中，若所述软件维护客户端未接收到所述确认帧，则启动重传机制；其中，根据所发送的上行注入数据帧的类型，按照预定次数重新传输所述上行注入数据帧。
2.根据权利要求1所述的星上软件在轨维护方法，其特征在于，步骤S31中，所述星上设备向所述软件维护客户端发送程序更新启动确认帧后，若在预定时间内未接收到后续数据，则退出程序更新模式并转入正常工作模式；
步骤S32中，所述星上设备反馈所述程序数据确认帧后，若在预定时间内未接收到后续数据，则退出程序更新模式并转入正常工作模式；
步骤S33中，所述星上设备向所述软件维护客户端发送程序更新结束确认帧后，若在预定时间内未接收到后续数据，则退出程序更新模式并转入正常工作模式。
3.根据权利要求2所述的星上软件在轨维护方法，其特征在于，步骤S33中，所述星上设备接收所述程序更新结束帧并向所述软件维护客户端发送程序更新结束确认帧的步骤中，包括：
S331.所述星上设备接收所述程序更新结束帧，针对接收的所述程序数据帧启动数据校验，并检查所述程序数据帧的所述帧序号顺序是否连续；
S332.获取校验结果并与所述程序更新结束帧中包含的标准校验和进行比对，并生成比对结果；
S333.将所述比对结果写入所述程序更新结束确认帧，并发送至所述软件维护客户端。
4.根据权利要求3所述的星上软件在轨维护方法，其特征在于，步骤S34中，所述软件维护客户端接收所述程序更新结束确认帧并向所述星上设备发送程序更新帧的步骤中，所述软件维护客户端提取所述程序更新结束确认帧中的所述比对结果，若所述比对结果显示为一致，则向所述星上设备发送所述程序更新帧；
若所述比对结果显示为不一致，则所述软件维护客户端重新执行步骤S32至步骤S34，或者，所述软件维护客户端重新开始执行步骤S31至步骤S35。
5.根据权利要求4所述的星上软件在轨维护方法，其特征在于，步骤S34中，向所述软件维护客户端发送程序更新确认帧后，所述星上设备复位重启。
6.根据权利要求5所述的星上软件在轨维护方法，其特征在于，根据所发送的上行注入数据帧的类型，按照预定次数重新传输所述上行注入数据帧的步骤中，若所述上行注入数据帧重传后，所述软件维护客户端接收到所述星上设备的确认帧，则继续执行下一步骤，若所述上行注入数据帧重传后，所述软件维护客户端仍未收到所述星上设备的确认帧，则退出程序更新模式。
7.根据权利要求6所述的星上软件在轨维护方法，其特征在于，所述地面以太网络、所述飞行器以太网络和所述天地链路采用UDP/IP协议通信；
步骤S3中，在所述星上设备处于正常工作模式下时，所述星上设备通过所述飞行器以太网络中的以太网口接收所述地面以太网络和所述天地链路上行的UDP/IP的协议帧。
8.根据权利要求7所述的星上软件在轨维护方法，其特征在于，所述***维护程序具有以太网通信功能、非挥发性存储介质读写功能、校验功能、程序加载功能；
所述***维护程序存储于可编程只读存储器中；
所述应用程序存储于可读写的非挥发性存储介质中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113190510B (zh) * 2021-03-26 2023-05-30 中国科学院软件研究所 面向软件定义卫星的大规模神经网络上注的方法、装置以及***

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1983197A (zh) * 2005-12-14 2007-06-20 上海微小卫星工程中心 在轨可动态重构的星载数据处理***
CN101681160A (zh) * 2007-06-15 2010-03-24 空中客车运作股份公司 用于飞行器的维护计算机***
CN103777983A (zh) * 2014-01-24 2014-05-07 航天东方红卫星有限公司 一种星载软件在轨维护及升级方法
CN105577262A (zh) * 2015-12-16 2016-05-11 西安空间无线电技术研究所 一种基于星间链路收发设备的星载fpga重构***及重构方法
CN110289902A (zh) * 2018-12-29 2019-09-27 中国科学院软件研究所 一种星上软件的更新***
CN110493791A (zh) * 2019-07-26 2019-11-22 中国电子科技集团公司第三十八研究所 基于临近空间平台的空天地一体网络体系架构及设计方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8094731B2 (en) * 2009-01-21 2012-01-10 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration System and method for transferring telemetry data between a ground station and a control center

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1983197A (zh) * 2005-12-14 2007-06-20 上海微小卫星工程中心 在轨可动态重构的星载数据处理***
CN101681160A (zh) * 2007-06-15 2010-03-24 空中客车运作股份公司 用于飞行器的维护计算机***
CN103777983A (zh) * 2014-01-24 2014-05-07 航天东方红卫星有限公司 一种星载软件在轨维护及升级方法
CN105577262A (zh) * 2015-12-16 2016-05-11 西安空间无线电技术研究所 一种基于星间链路收发设备的星载fpga重构***及重构方法
CN110289902A (zh) * 2018-12-29 2019-09-27 中国科学院软件研究所 一种星上软件的更新***
CN110493791A (zh) * 2019-07-26 2019-11-22 中国电子科技集团公司第三十八研究所 基于临近空间平台的空天地一体网络体系架构及设计方法

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