基于信息隐藏的卫星系统在轨重构方法

摘要

基于信息隐藏的卫星系统在轨重构方法，根据用户需求生成配置文件并下载到星上处理单元的FPGA内，完成步骤包括：(1)根据用户需求生成配置文件；(2)重构数据传输操作：地面管理中心将配置文件数据隐藏在数据链路发送的数据帧中，并发送到星上控制单元，星上控制单元完成数据验证、提取和存储；(3)重构操作：根据地面管理中心发送的重构指令开启操作，将星上控制单元存储的配置文件下载到星上处理单元的FPGA内，本发明方法通过数据链路通道发送的数据帧中隐藏配置文件数据，解决现有卫星系统不能灵活应用于用户新的功能需求和利用遥测通道进行重构操作造成数据传输速率低和实时性差的问题。

主权项

基于信息隐藏的卫星系统在轨重构方法，其特征在于包括步骤如下：步骤(一)、地面管理中心根据用户功能需求生成二进制的配置文件；步骤(二)、在地面管理中心与星上控制单元之间进行重构数据传输，具体过程如下：(1)、开启重构数据传输操作：地面管理中心发送传输控制指令到星上控制单元；星上控制单元接收到传输控制指令后，从所述控制指令中读取数据存储器的片区序号L，并发送确认消息到地面管理中心；(2)、地面管理中心接收到星上控制单元发送的确认信息后，利用无损信息隐藏方法将步骤(一)中生成的配置文件中的二进制数据隐藏在数据链路通道要发送的数据帧中，并在所述数据帧帧头的预留比特位上进行标记，即如果数据帧中隐藏了配置文件数据，则所述数据帧帧头的预留比特位填充数据“1”；再对所述数据帧的载荷数据进行CRC校验，并将校验的结果放置在所述数据帧帧头的相应字节中；(3)、地面管理中心将步骤(2)得到的数据帧通过数据链路通道发送到星上控制单元；(4)、星上控制单元接收到数据帧后，对所述数据帧帧头的预留比特位上的数据进行识别，如果所述数据为“1”，则判定所述数据帧为隐藏了配置文件的数据帧；对隐藏了配置文件的数据帧的载荷数据进行CRC校验，并将所述校验结果与数据帧帧头字节中保存的CRC校验结果进行比较；如果所述CRC校验结果与数据帧帧头字节中保存的CRC校验结果不同，则星上控制单元向地面管理中心发送错误指令，请求重新发送隐藏配置文件的数据帧，地面管理中心接收到所述错误指令后，返回步骤(3)重新发送数据帧；如果所述CRC校验结果与数据帧帧头字节中保存的CRC校验结果相同，则通过星上控制单元中的隐藏数据提取模块从数据帧中提取配置文件数据；并将所述配置文件数据写入到数据存储器的第L个片区内；(5)、重复步骤(3)～(4)，将配置文件所有数据写入到星上控制单元的数据存储器片区内，其中地面管理中心将所有隐藏了配置文件的数据帧发送完成后，发送配置结束指令到星上控制单元；星上控制单元接收到配置结束指令并完成配置文件存储后，发送成功接收响应信号到地面管理中心，重构数据传输结束；步骤(三)、在地面管理中心、星上控制单元与星上处理单元之间进行重构操作，具体过程如下：(6)、开启重构过程操作：地面管理中心发送系统重构控制指令到星上控制单元，星上控制单元接收到系统重构控制指令后，发送确认信息到地面管理中心；(7)、地面管理中心收到星上控制单元发送的确认消息后，发送重构指令到星上控制单元，星上控制单元接收到所述重构指令后，提取重构指令中的所要配置FPGA的序号K，从星上控制单元内数据存储器的第K个片区内读取配置文件，并将所述配置文件下载到星上处理单元内的第K个FPGA内；(8)、如果所述配置文件下载失败，星上处理单元将下载失败状态信息上报到星上控制单元，星上控制单元发送下载失败确认信息到地面管理中心，请求地面管理中心重发重构指令，返回步骤(7)；如果配置文件下载成功，星上处理单元将下载成功状态信息上报到星上控制单元，星上控制单元发送下载成功确认信息到地面管理中心，结束重构过程操作；其中L、K均为正整数。