智能卫星平台系统和在轨应用扩展方法与流程

本发明总体涉及卫星平台技术领域，更具体地，涉及在轨卫星应用扩展技术。

背景技术：

传统的卫星平台设计思想是采用信息总线和能源总线组成网络，各设备节点形式与星上网络构成功能密集，配置灵活的集散系统结构。星务管理软件是整个卫星运行的控制和指挥中心，而星载操作系统又是整个星务管理软件开发和运行的平台。

传统的星载操作系统一般采用嵌入式实时操作系统，其具有微小化，强实时性，高稳定性，可裁剪，固化代码等特点。然而，这样的操作系统和体系架构却存在以下的几个缺点。

1)缺乏灵活性，卫星功能在设计阶段已经固化，操作系统和应用软件在发射前都被预装好，后期无法对卫星的功能进行扩展；

2)不是通用的平台，不同型号的卫星其硬件和软件都不能相互通用，开发维护成本高。

随着航天任务要求和研制复杂性的增大，航天器需要实现在轨智能化，实现自主运行、自主健康管理和自主任务管理要求，实现有效载荷对目标的自动识别和跟踪要求，智能卫星已经成为当前的迫切需求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，提出了本发明。

本发明至少包括以下内容。

实施方式1.一种在轨卫星上的智能卫星平台系统,包括：

嵌入式处理器，运行实时嵌入式操作系统；

应用处理器，运行多任务的智能操作系统和用户自定义的应用程序，该智能操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理功能，智能操作系统提供进程调度、内存管理、文件系统、网络接口的支持，应用程序之间通过进程间通信来相互调用，应用程序通过系统调用来调用操作系统提供的接口；以及

CAN总线，

其中嵌入式处理器和应用处理器都连接到CAN总线。

实施方式2、根据实施方式1的智能卫星平台系统，其中用户应用程序在地面开发完成，经星地链路，传送到卫星上的智能卫星平台，并在应用处理器上安装并维护。

实施方式3、根据实施方式1的智能卫星平台系统，应用处理器上具有处理遥感相机载荷的应用程序，遥感相机载荷通过高速的视频接口直接挂接到应用处理器。

实施方式4、根据实施方式1的智能卫星平台系统，应用处理器的操作系统架构有对卫星载荷的管理控制的中间层，以库的形式提供给用户，供用户调用卫星资源使用。

实施方式5、根据实施方式1的智能卫星平台系统，应用处理器上具有对遥感图像进行实时处理的应用程序，可操作来对获取的卫星遥感图像进行获取、处理和目标识别，对感兴趣的识别结果进行存储和下传到地面控制中心。

实施方式6、根据实施方式1的智能卫星平台系统，应用处理器上具有基于动态环境进行卫星自主任务规划的应用程序。

实施方式7、根据实施方式1的智能卫星平台系统，所述自主任务规划使用确定性算法求解或非确定性算法，确定性算法包括回退算法和分支算法，非确定性算法包括启发式搜索和基于神经元网络的人工智能算法。

实施方式8、根据实施方式7的智能卫星平台系统，应用处理器上具有卫星任务规划应用，可操作来进行卫星自主任务规划算法的更新，替换，升级，启动，停止。

实施方式9、根据实施方式1的智能卫星平台系统，通过下述操作来实现地面平台对智能卫星平台上的应用的控制管理：

地面上的应用平台通过星地链路上传用户应用；

卫星平台接收到用户应用后存储在卫星的存储器flash中；

地面上的应用平台通过星地链路发送专用指令到卫星；

卫星平台接收到指令后，根据指令内容实现对卫星上应用的控制管理。

实施方式10、根据实施方式1的智能卫星平台系统，通过下述操作实现地面平台将应用程序上注到在轨卫星的智能卫星平台系统：

地面平台经由星地链路发送用于请求上传应用程序的上传请求指令；

卫星平台经由星地链路对该上传请求指令做出响应，允许或拒绝所述上传；

地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序数据传输开始标志；

地面平台经由星地链路向卫星平台连续发送应用程序数据块直至发送完全部应用程序数据块；

地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序结束标志；

地面平台经由星地链路向卫星平台发送请求安装应用程序指令；

卫星平台在自身上安装应用程序；

卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序安装状态的信息。

实施方式11、根据实施方式1的智能卫星平台系统，通过下述操作实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的更新：

地面平台经由星地链路发送用于请求升级应用程序的升级请求指令；

卫星平台经由星地链路对该升级请求指令做出响应，允许或拒绝所述升级；

地面平台经由星地链路向卫星平台发送新版本应用程序数据传输开始标志；

地面平台经由星地链路向卫星平台连续发送新版本应用程序数据块直至发送完全部新版本应用程序数据块；

地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序结束标志；

卫星平台在自身上安装应用程序；

卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序更新状态的信息。

实施方式12、根据实施方式1的智能卫星平台系统，通过下述操作实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的卸载：

地面平台经由星地链路向卫星平台发送请求卸载应用程序的指令；

卫星平台经由星地链路对该卸载请求指令做出响应，允许或拒绝所述卸载；

在允许的情况下，卫星平台从自身上卸载应用程序；

卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序卸载状态的信息。

实施方式13、根据实施方式1的智能卫星平台系统，通过下述操作实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的管理：

地面平台经由星地链路发送请求上传应用程序运行编排脚本的指令；

卫星平台经由星地链路对该运行编排脚本上传请求指令做出响应，允许或拒绝所述上传；

在允许的情况下，地面平台向卫星平台上传应用程序运行编排脚本；

卫星平台上的操作系统按照应用程序运行编排脚本规定的内容来控制应用程序的启动、停止或运行方式。

实施方式14、一种对在轨卫星的平台上的应用进行配置和扩展的在轨卫星应用扩展方法,包括：

在卫星平台的CAN总线上连接嵌入式处理器和应用处理器，其中在嵌入式处理器上运行实时嵌入式操作系统；

在应用处理器上运行多任务的智能操作系统和用户自定义的应用程序，该智能操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理功能，智能操作系统提供进程调度、内存管理、文件系统、网络接口的支持，应用程序之间通过进程间通信来相互调用，应用程序通过系统调用来调用操作系统提供的接口。

实施方式15、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，其中用户应用程序在地面开发完成，经星地链路，传送到卫星上的智能卫星平台，并在应用处理器上安装并维护。

实施方式16、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，包括：在应用处理器上安装和维护处理遥感相机载荷的应用程序，遥感相机载荷通过高速的视频接口直接挂接到应用处理器。

实施方式17、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，包括：在应用处理器的操作系统中架构有对卫星载荷的管理控制的中间层，以库的形式提供给用户，供用户调用卫星资源使用。

实施方式18、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，包括：在应用处理器上安装和维护对遥感图像进行实时处理的应用程序，该应用程序可操作来对获取的卫星遥感图像进行获取、处理和目标识别，对感兴趣的识别结果进行存储和下传到地面控制中心。

实施方式19、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，包括：在应用处理器上安装和维护基于动态环境进行卫星自主任务规划的应用程序。

实施方式20、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，其中所述自主任务规划使用确定性算法求解或非确定性算法，确定性算法包括回退算法和分支算法，非确定性算法包括启发式搜索和基于神经元网络的人工智能算法。

实施方式21、根据实施方式20的在轨卫星应用扩展方法，在应用处理器上安装和维护卫星任务规划应用，可操作来进行卫星自主任务规划算法的更新，替换，升级，启动，停止。

实施方式22、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，通过下述操作来实现地面平台对智能卫星平台上的应用的控制管理：

地面上的应用平台通过星地链路上传用户应用；

卫星平台接收到用户应用后存储在卫星的存储器flash中；

地面上的应用平台通过星地链路发送专用指令到卫星；

卫星平台接收到指令后，根据指令内容实现对卫星上应用的控制管理。

实施方式23、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，通过下述操作实现地面平台将应用程序上注到在轨卫星的智能卫星平台系统：

地面平台经由星地链路发送用于请求上传应用程序的上传请求指令；

卫星平台经由星地链路对该上传请求指令做出响应，允许或拒绝所述上传；

地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序数据传输开始标志；

地面平台经由星地链路向卫星平台连续发送应用程序数据块直至发送完全部应用程序数据块；

地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序结束标志；

地面平台经由星地链路向卫星平台发送请求安装应用程序指令；

卫星平台在自身上安装应用程序；

卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序安装状态的信息。

实施方式24、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，通过下述操作实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的更新：

地面平台经由星地链路发送用于请求升级应用程序的升级请求指令；

卫星平台经由星地链路对该升级请求指令做出响应，允许或拒绝所述升级；

地面平台经由星地链路向卫星平台发送新版本应用程序数据传输开始标志；

地面平台经由星地链路向卫星平台连续发送新版本应用程序数据块直至发送完全部新版本应用程序数据块；

地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序结束标志；

卫星平台在自身上安装应用程序；

卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序安装状态的信息。

实施方式25、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，通过下述操作实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的卸载：

地面平台经由星地链路向卫星平台发送请求卸载应用程序的指令；

卫星平台经由星地链路对该卸载请求指令做出响应，允许或拒绝所述卸载；

在允许的情况下，卫星平台从自身上卸载应用程序；

卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序卸载状态的信息。

实施方式26、根据实施方式14的在轨卫星应用扩展方法，通过下述操作实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的管理：

地面平台经由星地链路发送请求上传应用程序运行编排脚本的指令；

卫星平台经由星地链路对该运行编排脚本上传请求指令做出响应，允许或拒绝所述上传；

在允许的情况下，地面平台向卫星平台上传应用程序运行编排脚本；

卫星平台上的操作系统按照应用程序运行编排脚本规定的内容来控制应用程序的启动、停止或运行方式。

实施方式27.一种在轨卫星和地面交互来进行智能卫星平台应用扩展的卫星地面交互系统,包括智能卫星平台系统和地面平台系统，

智能卫星平台系统包括：

嵌入式处理器，运行实时嵌入式操作系统；

应用处理器，运行多任务的智能操作系统和用户自定义的应用程序，该智能操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理功能，智能操作系统提供进程调度、内存管理、文件系统、网络接口的支持，应用程序之间通过进程间通信来相互调用，应用程序通过系统调用来调用操作系统提供的接口；以及

CAN总线，

其中嵌入式处理器和应用处理器都连接到CAN总线；

地面卫星平台系统配置为提供卫星应用开发的SDK和开发环境，

地面平台系统和智能卫星平台系统经由星地链路进行通信。

根据本发明实施例的智能卫星平台系统、在轨卫星应用扩展方法、卫星地面交互系统，相比于传统的卫星平台系统，增加单独的应用处理器。传统的嵌入式处理器运行实时嵌入式操作系统，主要用于处理实时任务的处理。应用处理器主要运行智能操作系统，可以运行各种用户自定义的应用程序，是一种多任务的操作系统。这样用户应用程序无须在卫星研制阶段研制好，可以和卫星分开，单独研制，发射前集成；也可以通过星地链路，对在轨的卫星上进行用户应用程序的安装维护等，从而使卫星的应用功能得到大大的扩展实现了卫星功能的无限扩展和灵活配置，实现对在轨卫星功能的重新定义。用户根据自己的需求在地面上开发应用程序，并通过卫星通信网络安装到卫星上去，从而实现了卫星功能的无限扩展和灵活配置，实现对在轨卫星功能的重新定义。

在一个示例中，应用处理器也挂到CAN总线上，完成对卫星上其他载荷配置，管理，控制等，从而节省宝贵的嵌入式处理器的资源，实现更多的功能。在一个示例中，对于数据量大的载荷，如遥感相机载荷，可以通过高速的视频接口直接挂接到应用处理器上去，这样能够高速处理大载荷。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的智能卫星计算平台与地面平台间交互的情景示意图。

图2示出了为了将传统卫星平台转变为新型可配置的智能卫星平台，所需要进行的工作的示意图。

图3示出了根据本发明实施例的增加了应用处理单元的卫星平台系统1000的示例性硬件框图。

图4示出了根据本发明实施例的在轨卫星平台上的智能操作系统的层级架构2000的框图。

图5描述根据本发明实施例的将地面开发的用户应用程序上传和安装3000到在轨卫星平台的示例性过程。

图6示出了根据本发明实施例的地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的更新4000的示例性过程。

图7示出了根据本发明实施例的地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的卸载5000的示例性过程。

图8示出了根据本发明实施例的实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的管理6000的示例性过程。

图9示出了根据本发明实施例的在轨卫星的遥感图像识别处理7000的总体流程图。

图10示出了根据本发明实施例的配置有卫星任务规划应用的智能卫星平台的数据流向图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

图1示出了根据本发明实施例的智能卫星计算平台与地面平台间交互的情景示意图。

图1中1指示在轨卫星，在轨卫星上运行新型的智能平台，2指示地面站管理系统(或称地面平台)，3指示星地通信链路，根据本发明实施例的智能卫星平台-地面平台交互系统，地面站管理系统2通过星地通信链路3把地面上的用户应用程序发送到在轨卫星2上去，再通过星地通信链路3发送专门的指令在卫星平台上进行用户应用程序的安装、升级、维护等处理和控制。

为了实现上述新型可配置的智能卫星平台，需要对在轨卫星平台和地面平台在硬件、软件和/或固件上进行配置。

图2示出了为了将传统卫星平台转变为新型可配置的智能卫星平台，所需要进行的工作的示意图。需要说明的是，这里的各个方面的工作S1-S6步骤之间除非存在逻辑上的相互依赖关系，否则并非必须按照图形上所示的顺序执行，而是可以并行执行或者改变执行的先后顺序。

图2中工作的关键在于在在轨卫星的硬件平台上增加应用处理器，其上运行智能操作系统，并提供配套的针对卫星平台的中间服务层。以及在地面平台上实现用户应用开发环境，以便用户能够使用高级编程语言进行应用程序开发，开发后的应用程序(或更新版本)通过星地链路经由网络接口传送到在轨卫星的硬件平台上，利用智能操作系统来进行在轨卫星的应用程序的安装和维护。而这些是传统的嵌入式实时操作系统无法做到的。

如图2所示，在S1的操作中，增加高性能的应用处理器，应用处理器和嵌入式处理器分离。

在现有卫星平台上，增加应用处理器。传统的嵌入式处理器运行实时嵌入式操作系统，主要用于处理实时任务的处理。应用处理器主要运行智能操作系统，可以运行各种用户自定义的应用程序，是一种多任务的操作系统。

用户应用程序无须在卫星研制阶段研制好，可以和卫星分开，单独研制，发射前集成；也可以通过星地链路，对在轨的卫星上进行用户应用程序的安装维护等，从而使卫星的应用功能得到大大的扩展。

应用处理器也挂到CAN总线上，完成对卫星上其他载荷配置，管理，控制等。在一个示例中，对于数据量大的载荷，如遥感相机载荷，可以通过高速的视频接口直接挂接到应用处理器上去。

图3示出了根据本发明实施例的增加了应用处理单元的卫星平台系统1000的示例性硬件框图。

卫星平台系统1000包括嵌入式处理器1100、应用处理单元1200和CAN总线1300。

嵌入式处理器1100运行实时嵌入式操作系统。

应用处理器1200，运行多任务的智能操作系统和用户自定义的应用程序，该智能操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理功能，智能操作系统提供进程调度、内存管理、文件系统、网络接口的支持，应用程序之间通过进程间通信来相互调用，应用程序通过系统调用来调用操作系统提供的接口。

嵌入式处理器1100和应用处理器1200都连接到CAN总线1300。

在图3所示的示例中，卫星平台系统1000还包括控制管理单元1400、GPS接收机1500、对地通信机1600、中继终端1700、载荷设备1800、热控组件1900、电源母线1910、电源调控之1920。

在S2的处理中，在应用处理器上运行多任务的智能操作系统，该智能操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理等功能，同时考虑空间抗辐射能力，该操作系统可以安装各种用户应用程序。

智能操作系统提供开发的体系结构，在这个操作系统上，可以安装各种用户自定义应用程序，每个应用程序可以在卫星在轨后安装从而使卫星的功能得到无限的扩充，卫星功能可以得到灵活的配置。

智能操作系统提供了进程调度、内存管理、文件系统、网络接口、硬件驱动的支持，以及对卫星上各种载荷的配置管理。同时提供良好的开发和调试环境。每个用户应用程序独有自己独立的虚拟地址空间和运行空间，相互之间不影响，应用程序之间通过进程间通信来相互调用，应用程序通过系统调用来调用操作系统提供的接口。

图4示出了根据本发明实施例的在轨卫星平台上的智能操作系统的层级架构2000的框图。

如图4所示，智能操作系统2000分为三层，分别为操作系统内核部分2100、中间层2200、用户自定义应用程序2300。

第一层为操作系统内核部分2100。智能操作系统是多进程系统。进程是运行于自己的虚拟地址空间的一个程序，每个进程都有自己的权限和任务，某一进程的失败一般不会导致其他进程的失败，进程之间可以通过由内核控制的机制相互通讯。内核部分2100中的进程调度算法2110决定将CPU分配给哪一个进程。内存管理程序子系统2120负责控制进程对硬件内存资源的访问。该单元提供进程内存引用与计算机的物理内存之间的映射。内存管理程序子系统为每个进程都维护一个这样的映射关系，使得两个进程就可以访问同一个虚拟内存地址，而实际使用的却是不同的物理内存位置。文件系统2130提供对许多不同的硬件设备的访问，为所有的逻辑文件系统，以及所有的硬件设备提供一个通用接口，提供对文件的高速访问。不会丢失或毁坏数据。限制用户访问文件的许可权限和分配给用户的总的文件大小。提供进程间通信(Interprocess Communication，IPC)机制2140，是为了给并发执行的进程提供一种方法，使它们可以共享资源，与其他进程同步并且交换数据。设备驱动主要完成底层硬件的控制。

第二层为中间层2200，中间层包括应用程序框架2210、硬件抽象层和运行库2220。应用程序框架2210包含应用程序的活动管理，内容管理，包管理，资源管理等。硬件抽象层和运行库2220和主要提供API接口，供上层应用调用。

第三层为用户应用程序(Application)层，例如部署一些以前通常在地面平台上进行的任务，例如分析卫星数据进行目标识别，任务规划，图像处理，自主管理等程序等。用户应用程序用上层语言编写和编译。

在S3的处理中，在卫星平台中实现图4中所示的卫星平台操作系统架构中的中间层，该中间层实现了卫星各功能模块的管理控制，以库的形式提供给用户，例如提供给后面的用户应用程序。硬件抽象层HAL实现物理层与应用层的分离，用户应用程序不直接操作底层硬件，而通过中间层提供的接口去访问底层硬件。应用程序框架包含应用程序的活动管理，内容管理，包管理，资源管理等。

在S4的处理中，在地面平台例如PC(Personal Computer)中实现用户应用开发环境和SDK(Software Development Kit)，以及开发板等，用户使用上层高级语言独立进行应用的开发。

提供PC上的开发环境包括例如提供交叉编译环境和模拟器编写应用程序。首先在通用计算机上编写程序，然后通过交叉编译生成在目标卫星计算平台上可以运行的二进制代码，最后再下载到目标卫星平台的特定位置运行。

在S5的处理中，在地面管控中心提供应用程序管理模块，，实现对在轨卫星上的应用程序的上传，安装，升级等。由此，通过星地链路把应用程序上注到在轨卫星智能平台，实现对在轨卫星功能的重定义。

在地面控制系统中增加应用程序的管理模块，对于需要上传的应用程序经验证后放入应用程序上传队列中。在卫星和地面站控制系统通信时，通过星地链路和专门的指令上传应用程序到卫星中去，通过专门的指令在智能操作系统安装运行应用程序，通过星地链路，可以对卫星上的用户应用程序进行管理控制，包括应用程序的安装，运行，卸摘，删除等功能。

在S6的处理中，实现通用的网络接口，可以实现在轨用户应用程序和地面数据中心的交互。

优选地，通过下述操作来实现地面平台对智能卫星平台上的应用的控制管理：地面上的应用平台通过星地链路上传用户应用；卫星平台接收到用户应用后存储在卫星的存储器flash中；地面上的应用平台通过星地链路发送专用指令到卫星；卫星平台接收到指令后，根据指令内容实现对卫星上应用的控制管理。

下面参考附图5描述根据本发明实施例的将地面开发的用户应用程序上传和安装3000到在轨卫星平台的示例性过程。

在步骤S3100中，地面平台经由星地链路向在轨卫星平台发送用于请求上传应用程序的上传请求指令。

在步骤S3200中，卫星平台经由星地链路对该上传请求指令做出响应，允许或拒绝所述上传。

在步骤S3300中，地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序数据传输开始标志。

在步骤S3400中，地面平台经由星地链路向卫星平台连续发送应用程序数据块直至发送完全部应用程序数据块。

在步骤S3500中，地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序结束标志。

在步骤S3600中，地面平台经由星地链路向卫星平台发送请求安装应用程序指令。

在步骤S3700中，卫星平台在自身上安装应用程序。

在步骤S3800中，卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序安装状态的信息。

可见，通过在卫星平台上增加专门的应用处理器，在应用处理器上部署智能操作系统，在地面上提供应用程序开发环境，用户可以自己的需求在地面上开发应用程序，并通过卫星通信网络安装到卫星上去，从而实现了卫星功能的无限扩展和灵活配置，实现对在轨卫星功能的重新定义。而实时性高的任务调度由独立的处理单元处理完成，在其中运行实时嵌入性系统，满足任务对性能的要求。

图6示出了根据本发明实施例的地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的更新4000的示例性过程。

在步骤S4100中，地面平台经由星地链路发送用于请求升级应用程序的升级请求指令。

在步骤S4200中，卫星平台经由星地链路对该升级请求指令做出响应，向地面平台指示允许或拒绝所述升级。

在步骤S4300中，地面平台经由星地链路向卫星平台发送新版本应用程序数据传输开始标志。

在步骤S4400中，地面平台经由星地链路向卫星平台连续发送新版本应用程序数据块直至发送完全部新版本应用程序数据块。

在步骤S4500中，地面平台经由星地链路向卫星平台发送应用程序结束标志。

在步骤S4600中，卫星平台在自身上安装应用程序；

在步骤S4700中，卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序更新状态的信息。

利用图6所示的在轨卫星应用程序更新流程，能够方便地对于在轨卫星应用程序进行升级，解决了传统在轨卫星的卫星功能在设计阶段已经固化，操作系统和应用软件在发射前都被预装好，后期无法对卫星的功能进行扩展的问题。

图7示出了根据本发明实施例的地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的卸载5000的示例性过程。

在步骤S5100中，地面平台经由星地链路向卫星平台发送请求卸载应用程序的指令。

在步骤S5200中，卫星平台经由星地链路对该卸载请求指令做出响应，允许或拒绝所述卸载。

在步骤S5300中，在允许的情况下，卫星平台从自身上卸载应用程序；

在步骤S5400中，卫星平台经由星地链路向地面平台发送指示应用程序卸载状态的信息。

利用图7所示的在轨卫星应用程序卸载流程，能够方便地对于在轨卫星应用程序进行卸载，解决了传统在轨卫星的卫星功能在设计阶段已经固化，操作系统和应用软件在发射前都被预装好，后期无法对已过期的卫星功能进行卸载导致宝贵的存储资源、计算资源等被浪费的问题。

图8示出了根据本发明实施例的实现地面平台对在轨卫星的智能卫星平台系统上的应用程序的管理6000的示例性过程。

在步骤S6100中，地面平台经由星地链路发送请求上传应用程序运行编排脚本的指令。

在步骤S6200中，卫星平台经由星地链路对该运行编排脚本上传请求指令做出响应，允许或拒绝所述上传；

在步骤S6300中，在允许的情况下，地面平台向卫星平台上传应用程序运行编排脚本。

在步骤S6400中，卫星平台上的操作系统按照应用程序运行编排脚本规定的内容来控制应用程序的启动、停止或运行方式。

利用图8所示的在轨卫星应用程序管理过程，能够方便地对于在轨卫星应用程序的启动、停止或运行进行管理，解决了传统在轨卫星的卫星功能在设计阶段已经固化，应用程序按照预先的设计运行，而不能视情况按照需要来启动、停止的问题。

传统地，卫星所感测到的遥感图像数据定期被传回地面，由地面站的人员或计算资源进行人工或者自动分析处理，这很难满足在某些情况下对遥感感测数据进行实时处理以便迅速做出决策的需要。根据本发明一个实施例，应用处理器上安装有对遥感图像进行实时处理的应用程序，可操作来对获取的卫星遥感图像进行获取、处理，例如进行目标识别，对感兴趣的识别结果进行存储和下传到地面控制中心，或者也可以将感兴趣的识别结果通知卫星平台上的控制决策机构。在轨卫星对遥感图像数据进行实时处理并为决策提供依据的功能为建构自主管理、自主决策的智能卫星提供了强有力的支持。

图9示出了根据本发明实施例的在轨卫星的遥感图像识别处理7000的总体流程图。

在步骤S7100中，前端相机获取遥感图像数据。

在步骤S7200中，在后端应用处理器上对遥感图像数据进行识别处理。

在步骤S7300中，提取感兴趣的目标等信息。

在步骤S7400中，对感兴趣的识别结果进行存储和下传到地面控制中心，或者也可以将感兴趣的识别结果通知卫星平台上的控制决策机构。

由于在轨的遥感图像实时处理识别程序的算法会不断升级更新，感兴趣的目标信息对于不同的应用场景也有不同，因此需要实现对该应用的灵活的升级处理。使用新型的卫星平台就可以实现对该应用的灵活的管理方式。

根据本发明的一个实施例，在轨卫星的应用处理器上配置有基于动态环境进行卫星自主任务规划的应用程序。

传统的卫星任务都是由地面站实现做好计划方案的，然后由合适的上行链路上传至卫星离线执行，这种方式需要有频繁的星地交互。随着卫星技术的发展，任务需求与卫星资源都在增多，任务时效性和空间覆盖等多约束限制也使卫星任务规划问题变得越来越复杂，手工操作任务规划模式已完全不能满足现有需求。在动态环境下，例如观测区域上空出现云层，卫星故障，观测任务不定时上注到卫星等，这些都需要卫星具有自主任务规划的能力。近年来，各国都在深入研究卫星自主任务规划系统，更进一步，星上自主任务规划是未来的发展趋势，已经受到越来越多的重视。

根据本发明实施例的自主任务规划的方法可以使用确定性算法求解，如回退算法，分支算法等，也可以使用非确定性算法求解的，如启发式搜索，基于神经元网络的人工智能算法等。

根据本发明一个实施例的智能卫星平台系统，应用处理器上具有卫星任务规划应用，可操作来进行卫星自主任务规划算法的更新，替换，升级，启动，停止。

图10示出了根据本发明实施例的配置有卫星任务规划应用的智能卫星平台的数据流向图。

地面站通过星地链路把需要执行任务数据上传给星上数据处理中心8100。

星上数据处理中心从卫星载荷8300和星载传感器8200获取卫星的资源信息和实时状态信息，把这些信息和需要执行的任务信息发送给卫星任务规划单元。卫星任务规划单元8500根据卫星状态和任务信息，运用相应的动态任务规划算法，自主制定合理的计划，并生成卫星动作指令8400。

需要说明的是，前述配备有智能操作系统的应用处理器上安装的用户应用程序不限于前述对遥感图像处理遥感相机载荷的应用程序、基于动态环境进行卫星自主任何规划的应用程序、卫星任务规划应用，可以根据需要安装其它应用程序。

在上面详细描述了本发明实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的保护范围内。