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1、概述

1.1 简介

卫星管家平台3.0版，是一款基于互联网+的卫星测运控综合管理平台软件系统。由中国航天科工集团第三研究院航天科工海鹰集团打造。

该系统具备卫星星座测运控以及站网资源管理等云端服务能力，支持多星测运控、基于需求管理的任务规划与资源调度、二维及三维综合态势显示、卫星轨道计算及构型保持、卫星健康状态管理、卫星运行状态监测与自动化管理等功能。该系统可运行在私有云或公有云之上，系统具备可扩展性，用户可根据不同需求定制功能模块。

本系统可实现三个目标：

1）实现测运控资源统合：实现包括：卫星、站网等资源的有效统合，形成资源池，为天基网络地面服务平台提供资源，便于开展行业应用。

2）建立直连通道：处于六个云服务和下游应用之间，建立直连通道，为资源高效抵达用户奠定基础。

3）支持自动化的多星测运控业务：支持十城十星、共享SAR星座等各类大型商业计划，以及商业航天卫星业主对卫星的自动化管理需求，提供包括测运控、数传等卫星托管业务。

1.2 技术架构

卫星管家综合云计算、大数据计算、微服务架构、高并发网络通信、先进WEB网站框架等进行总体技术架构设计，如下图所示。

1.3 运行环境

容器化部署；

操作系统 centos 7；

服务器需求：三台以上；

可接入各频段测控设备与数传设备；

可与各类测运控中心、卫星用户链接。

2、特点

（1）流程化、导入式集中配置，卫星管家任务环境准备按照流程化、导入式的配置方式进行，降低遥测、遥控、通信协议、测运控资源等配置工作的复杂度及工作量，提高配置工作的正确性和效率。

（2）个性化、易操作的驾驶体验，驾驶舱功能提升用户对卫星管家系统操作的便捷体验，从而实现系统操作使用的直观性和易用性。

（3）自动化，实现测运控业务高效管理，从任务规划到计划生成到自动调度，实现了全自动无人操作的业务管控模式。

（4）灵活扩展、开放的用户数据代理转发能力，为满足当前商业航天需求及应用模式，实现了为用户提供数据服务的测运控业务形态，支持用户快速接入。

（5）多任务、高效率的资源调度算法，强化需求管理，优化资源调度算法，为满足用户多星任务规划需求，快速构建测运控业务提供保证。

3、功能解析

卫星管家除了服务模式便捷、自动、高效之外，由此打通的上下游卫星资源应用模式，将会带来全新的场景和应用领域。卫星管家可用来支撑商业航天星座的基础运维（包括行云、虹云等），也可作为基础能力来支撑“卫星即服务”商业逻辑。

卫星管家的功能特点主要体现在：

3.1 综合态势展示

汇集星座运行状态、地面站网运行状态、中心软硬件工作状态、任务规划与执行情况以及其他态势信息，利用列表、曲线、二维及三维图形、甘特图、热力图等多种形式进行态势综合展示。

3.2 资源调度

（1）需求管理：接收、汇总测运控各类用户提交的测运控需求，对需求的正确性、完备性进行检查，反馈并统计需求接收情况，按照优先级规则进行排序。

（2）资源匹配：根据终端数据采集需求情况，综合站网资源工作状态、能力和使用约束等信息，进行站网资源与工作计划之间的最优匹配， 完成任务规划。

（3）计划生成：调用各业务分系统，完成各项任务准备工作，进行业务编排，生成完整的测运控任务工作计划，支持人工调整工作计划。

3.3 卫星管理

（1）依据计划自动化完成测控业务的统一调度，实现测运控系统的自动化运行。计划管理具备按照发送时间进行定时发送工作，监督计划执行情况并具备相应统计与分析能力。

（2）遥测处理功能，具备接收卫星原始遥测数据，并按要求完成传输协议转换、遥测参数处理、卫星工作状态监视、各类异常判读与报警等。具备遥测参数订阅、定制功能。

（3）数据加工功能具备完成卫星平台控制数据、载荷工作计划数据等的加工处理;指令上注功能，具备向测控设备发送上行遥控指令与注入数据的功能。

（4）数据交互分系统承载系统内、外部通信，完成各类数据的实时传输。图形化的数据交互与监视，提供数据交互实时统计与事后统计，为分析数据交互情况提供更直观的用户界面。

3.4 测运控系统模拟仿真

提供整个测运控系统（包括：卫星、测运控设备、测运控中心、用户中心等）的数据仿真能力。

3.5 设备信息管理

设备信息管理完成所有测运控设备的状态监视、信息维护、设备管理、设备计划浏览等功能。

3.6 配置管理

卫星运行环境流程化配置，实现了集中配置管理功能，按照流程化、导入式配置方式，降低了配置工作的复杂度及工作量，提高了配置工作的正确性和效率。

3.7 健康管理

卫星健康管理利用卫星在轨实测数据，通过卫星在轨状态监测、各类异常报警、健康状态评估等，及时掌握卫星在轨状态变化，为在轨航天器精细化管理和载荷效能充分发挥提供保障；通过完善故障诊断、故障预测、故障智能处置、机器学习等模块，进一步提升智能化水平。

3.8 构型保持

按照卫星星座应用要求，既可进行单颗卫星的多种预报，又可进行多颗卫星的测控站跟踪预报、星历预报、轨道外推预报、地影预报等，为资源调度模块提供支撑，适应星座测运控对轨道与预报的要求，随着后续功能的不断完善，适应星座对轨道控制、参数计算的要求，可完成精密轨道确定。

3.9 管家驾驶舱

为提升用户对卫星管家系统操作的便捷体验，按照不同的用户角色提供特色的定制化的集中操作显示界面，从而实现系统操作使用的直观性和易用性。

管家驾驶舱可根据用户的使用习惯和喜好进行页面的组合，用户可以选择合适的图表组件显示想要了解的卫星遥测、遥控、计划、轨道等要素。从技术上实现多用户、多权限、多要素的多维操作目的。

4、应用场景

“卫星管家”基于“互联网+”的产品业务形态，为用户提供集通、导、遥的测运控和数传一站式卫星托管服务。主要业务场景有以下几种：

4.1 卫星运行段测控管理

具备卫星运行段轨道测定与位置保持、姿态测定与控制、卫星状态监视、异常报警、故障处置、健康状态评估等运行段管理功能。

4.2 卫星运控管理

为各类卫星（包括通信卫星、资源卫星、遥感卫星等）提供载荷的运行管理（包括：载荷指令上注、数传数据管理等）功能

4.3 卫星星座管理

通过对星座的构型保持、星座健康状态管理、异常处置等实现星座的安全、高效运行。

4.4 航天资源规划

对卫星、星座、站网等资源提供最优使用计划，用以统筹、高效使用航天资源。

4.5 测运控系统仿真

测运控系统仿真为航天测运控系统联试、系统正确性验证、系统功能及性能评价分析、系统优化、故障再现、应急预案制定、人员培训、以及管理决策与技术决策制定提供支撑平台。

文：‍闫高宗‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

编辑：刘玲

校对：马滢淑

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