Page 319 - 《软件学报》2026年第3期

1282 软件学报 2026 年第 37 卷第 3 期

景下内存占用降低 40%–60%, 同时保持毫秒级实时响应能力, 为航天器在复杂空间计算环境中的可靠运行提供了
关键技术支撑.
4.2 业务变更
4.2.1 指令规划软件应用逻辑
业务的顺利实现是航天任务成功的基本保障, 尤其是对非预期业务的正确应对是空间飞行器智能化的重要体
现. 当航天器业务内容发生变更时, 控制软件需要进行相应的调整和更新. 以可见光成像为例, 当成像对象、成像
时间、成像模式等基本需求发生变化时, 飞行器的指令和指令序列需要相应调整或重构. 传统方法依赖于地面人
工修改, 并在通信时间窗口内上注至星上, 该过程费时费力, 且存在一定的安全风险. 若控制软件具备自适应演化
能力, 则仅需要接收任务变更信息, 由控制软件自主分析新增业务需求, 并生成相应的控制策略, 实时更新飞行器
载荷设备参数, 从而确保针对业务变更的顺利响应.
在空间飞行器中, 任务实现以业务逻辑为核心, 图 20 展示了空间飞行器任务的基本实现流程. 首先, 对任务基
本信息、通信窗口以及其他相关信息进行分析, 以全面了解任务的具体要求. 当任务被判定为可行时, 通过任务预
处理和规划制定详细的任务计划. 随后, 进入指令序列处理阶段, 指令构造模块会生成相应的指令, 这些指令通过
分系统约束消解进行校验和优化, 确保各个子系统能够协调工作. 此外, 经过指令序列规划生成最终的指令序列,
经过验证后, 由遥测方上注至空间飞行器中, 确保任务的顺利执行.

任务分析 任务处理 序列生成
任务信息分析 指令构造
任务预处理
指令序列上注
通信窗口分析 指令排序

任务规划
其他信息分析 间隔调整
图 20 空间飞行器任务基本实现流程

现有任务处理系统依赖于地面预制的静态业务规则, 这导致在面对非预期任务时难以灵活调整业务逻辑. 由
于无法适应不断变化的任务需求, 这种缺乏灵活性的机制常导致处理效率低下, 甚至可能引发任务失败, 限制了空
间飞行器在复杂环境中执行任务的能力.
4.2.2 软件自适应控制逻辑
在业务变更的情景中, 自适应事件的触发依赖于现有的任务管理方法. 本文重点探讨自适应系统中的可变因
素, 具体分为基于参数变更的指令构造, 以及面向业务实现的指令序列生成两种类型. 基于参数变更的指令构造涉
及在系统参数调整后, 重新构造所需指令, 以通过动态调整指令来应对系统内外部的变化. 面向业务实现的指令序
列生成则关注在业务需求变化时, 如何高效生成符合新需求的指令序列. 此过程旨在提升系统的灵活性和响应能
力, 确保在业务变更时能够迅速适应新的操作要求, 保障任务的顺利进行.
(1) 基于参数变更的指令构造
对业务实现规则进行分析, 指令构造过程可变因素以参数设定为主. 图 21 展示了指令构造业务规则变更的样
例. 在该样例中, 当任务采用 2 号相机, 并以第 3 种类型进行成像时, 所构造的指令代码应为 11H, 且该指令的持续
时长为 120 s. 由于卫星任务的调整, 预设的 120 s 成像时长无法满足现有业务背景, 因此, 通过外置自适应控制软
件识别可变更的代码参数, 并采用修订策略对参数进行调整, 最终确保实现业务变更.
(2) 面向业务实现的指令序列生成
军事、救灾等突发场景对空间飞行器紧急响应非预期任务提出了挑战. 例如, 高分辨率成像卫星能够执行持
续成像和数据传输两种任务类型. 通常情况下, 该卫星在成像后会进行图像处理, 并在下一个周期内进行数据传
输. 然而, 当自然灾害突然发生时, 地面遥测中心可能需要该卫星实现图像的实时传输. 基于本文自适应控制逻辑