3. 任务序列的基本概念与表示方法

星务系统要完成一次对地成像、一次姿态机动或一次数传，往往不是发一条指令就能结束的。地面测控人员真正上传给卫星的，是一段带有时间约束、依赖关系和分支逻辑的“任务序列”。理解任务、指令、序列、时间标签、依赖关系、条件分支与循环结构这六个概念，是读懂和编写星务任务脚本的基础。

从指令到任务：三个层次的抽象

指令是星务系统可执行的最小动作单元，例如“打开相机电源”“设置磁力矩器电流为 0.3 A”“启动数传发射机”。一条指令通常包含目标设备、操作码和参数三部分，执行后产生确定的硬件效果。

任务是面向一个业务目标的指令集合。例如“对某区域成像”这个任务，内部可能包含：调整姿态指向目标、稳定三轴、开相机电源、设置曝光参数、触发快门、关相机电源、恢复对日定向。任务是对指令的业务级封装，它回答“要达成什么”，而指令回答“具体怎么做”。

序列则是任务在时间轴上的有序排列。一个序列可以包含多个任务，也可以包含单条指令，它规定了“先做什么、后做什么、什么时候做”。序列是星务系统实际存储、上注和执行的对象。

时间标签：绝对、相对与窗口

序列中的每个动作都需要时间标签来定位。常见有三种：

• 绝对时间标签：以星上时间（如 GPS 周内秒）给出，例如 T=345600.0s。适合与地面计划严格对齐的动作。
• 相对时间标签：相对序列起点或前一动作的偏移，例如 +120s。适合动作间隔固定的组合，如“开机后 30 s 再采集”。
• 时间窗口：给出允许执行的最早和最晚时刻，例如 [345600, 345660]。适合对测控弧段、光照条件有依赖的动作，窗口内满足条件即可执行。

时间标签的选择直接影响序列的鲁棒性。绝对时间精度高但缺乏弹性，相对时间灵活但误差会累积，窗口方式兼顾两者，是工程中常用的折中。

依赖关系：让动作按正确顺序发生

依赖关系描述动作之间的先后约束，常见有四类：

• 顺序依赖：A 完成后 B 才能开始，如“相机电源开”先于“触发快门”。
• 数据依赖：B 需要 A 的输出，如“姿态稳定标志置位”后“成像”才有效。
• 资源依赖：两个动作不能同时占用同一资源，如数传发射机与测控应答机共用天线时需互斥。
• 条件依赖：只有满足某状态才执行，如“电池 SOC > 60%”才允许开机。

依赖关系可以用有向无环图（DAG）表示，节点是动作，边是约束。星务软件在执行前会做依赖检查，若前置条件不满足，则挂起或跳过后续动作。

条件分支与循环结构

真实任务中，动作路径往往取决于星上状态。条件分支用 if-else 表达：若“姿态误差 < 0.1°”则进入成像分支，否则进入姿态修正分支。分支条件通常来自遥测参数或标志位。

循环结构用于重复动作，例如“每 10 s 采集一次温度，共 6 次”，或“持续加热直到温度 ≥ 5 ℃，最多循环 20 次”。循环必须带终止条件，否则可能造成星务机长时间占用或能源浪费。工程上常设置最大循环次数和超时保护。

表示方法：从文本脚本到状态图

任务序列的表示方法主要有三类：

• 文本脚本：以行式指令加时间标签描述，便于上注和人工检查，例如 345600.0 CAM_PWR ON。
• 表格：以“序号、时间、动作、参数、依赖、条件”列组织，适合地面计划编排与评审。
• 图形化表示：用状态图或活动图表达分支与循环，直观展示执行路径，适合复杂序列的设计与验证。

下面这张图用状态图的方式，展示了一个“对地成像”任务序列的典型结构：从待机出发，经过姿态指向、稳定判断、成像、数传，最终回到待机，其中包含条件分支和循环等待。

一个可参考的序列描述表

在实际工程中，图形化表示适合评审，但上注前通常要落成结构化表格。下面给出一个与上图对应的序列描述示例，字段可根据任务复杂度增减。