CN102142883A - 遥测信息处理方法 - Google Patents

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刘伟
王珏
李冰
朱维
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Abstract

本发明提供一种遥测信息处理方法，应用于中低轨卫星全球大容量遥测中，所述遥测信息处理方法至少包括下列步骤：通过一遥测源对所有遥测信息统一采集、量化和格式编排；经不同副载波将所述遥测源初步处理的遥测信息调制到不同的频段后，再分别通过相应的频段传输信道传输；以及由一地球站对所有频段通道下传的遥测信息统一处理；采用本发明的遥测信息处理方法能够对实时遥测信息以及延时遥测信息统一格式编排、多通道下传后再集中处理，从而节省了遥测信息处理的成本以及效率。

Description

遥测信息处理方法
技术领域
本发明涉及卫星数据处理技术，尤指一种适用于中低轨道卫星的遥测信息处理方法。
背景技术
遥测信息在卫星的研制与运行中有着非常重要的作用。在研制试验过程中，需要利用遥测信息，监测各分系统仪器设备的工程物理参数和工作状态，进而为验证的环境、评定和各分系统的设计性能及进一步改进设计提供判断依据；在飞行过程中，要通过遥测信息，监测环境和各分系统仪器设备的工作状态，以完成在轨测控任务，并为故障分析、处理提供判断依据。
由于地球测控站对中低轨卫星而言仅能覆盖很小的一部分测控弧段，比如低轨卫星围绕地球一圈需要100分钟，但地球测控站最多仅能对卫星在境内飞行的15分钟实施实时监测，对于卫星在境外飞行的85分钟地球测控站不能进行实时监测。因此，为完全掌握飞行的全过程，卫星在境外时需要先将采集、储存遥测信息，待卫星进入境内后，再将记录到的延时遥测信息进行下传，最后在地面对所有遥测信息(包括实时遥测信息和延时遥测信息)集中进行处理等。
现有技术中的遥测信息处理方法一般是：由专门的遥测设备负责遥测信息的采集、获取，再量化成数字信号，并通过串行或并行数字接口将各分系统已经数字化的信息采集汇总，然后进行记录、组帧等处理。随后，实时遥测信息和延时遥测信息经调制后组合下传至地球站。此外，由于现有技术中对实时遥测信息和延时遥测信息一般设计为两种波道排列完全不同的组帧格式，地球站在接收后需要两套不同的处理软件来对实时遥测信息和延时遥测信息分别解析处理，数据处理效率偏低，且系统缺乏统一性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种遥测信息处理方法，其能够对实时遥测信息以及延时遥测信息统一格式编排、多通道下传后再集中处理，从而节省了遥测信息处理的成本以及效率。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种遥测信息处理方法，应用于中低轨卫星全球大容量遥测中，所述遥测信息处理方法至少包括下列步骤：通过一遥测源对所有遥测信息统一采集、量化和格式编排；经不同副载波将所述遥测源初步处理的遥测信息调制到不同的频段后，再分别通过相应的频段传输信道传输；以及由一地球站对所有频段通道下传的遥测信息统一处理。其中，所述遥测源为一数据管理计算机；所述所有遥测信息包括实时遥测信息以及延时遥测信息。
根据本发明所述的遥测信息处理方法，其中，所述遥测源将所述遥测信息编排为包含四个层次的传送帧数据流结构，所述四个层次从高到低依次为：格式、帧、字、比特。
根据本发明所述的遥测信息处理方法，其中，所述不同的频段至少包括S频段、L频段以及X频段，被调制到所述不同频段的遥测信息分别传送给S频段应答机、L频段发射机以及X频段发射机。更进一步地，所述S频段传输信道采用分包遥测思想的数据处理方法，所述S频段应答机主要在测控弧段内向所述地球站传输遥测信息，且所述遥测信息以遥测传输帧为基本单位，其中，所述遥测传输帧内包括信道识别字，用以区别实时遥测信息以及延时遥测信息。
根据本发明所述的遥测信息处理方法，其中，所述L频段传输信道和X频段传输信道采用符合CCSDS建议的AOS协议的处理方法。更进一步地，所述实时遥测信息和其他低速遥感信息由所述L频段发射机一起向所述地球站传输；所述延时遥测信息和中分辨光谱成像仪的遥感信息由所述X频段发射机一起向所述地球站传输。
采用本发明的遥测信息处理方法不仅节约了地面处理软件的研制数量，节省了在此投入的人力物力，而且给遥测信息分析使用人员带来了很大便利。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的一个实施例的遥测信息处理方法的遥测信息的格式示意图；
图2是本发明的一个实施例的遥测信息处理方法的遥测信息传送帧的格式示意图；
图3是本发明的一个实施例的遥测信息处理方法的遥测源包AOS的封装格式示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的遥测信息处理方法作进一步的详细描述，具体为以下实施方式。
本发明旨在满足中低轨全球大容量遥测的监测要求，提出了一种全新的信息流程走向：遥测数据由数据管理计算机进行采集、量化和组帧，经调制后通过不同频段多通道下传，地面接收后使用同一套软件统一进行事后处理，这样既能使用不同的包装格式，多频段、多通道下传；又能保证数据源格式相同，地面处理可使用同一套软件。
为了方便地面处理接收到的遥测数据，需要所有的遥测数据应该有共同的遥测源，即数据管理计算机。由数据管理计算机对各分系统及各科学仪器的遥测数据进行统一的采集、量化、格式编排，经副载波调制后分别传送给S频段应答机、L频段发射机和X频段发射机。两个S频段传输信道采用分包遥测思想的数据处理方法，L频段和X频段传输信道采用符合CCSDS建议的AOS协议的处理方法，两种处理方法面向同一个遥测数据源，首次实现了面向不同射频信道、采用同一种处理方法的目标，大大便捷了和地面对遥测参数的处理。
本发明的数据管理计算机把采集到的遥测信号和经总线传输过来的数据统一进行格式编排。遥测传送帧数据流结构分四个层次，从高到低依次为：格式、帧、遥测字、比特。请结合图1所示，在本实施例中，每个遥测格式包括32帧，各帧依次按F0～F31排序；每个遥测传送帧包括256字节，各字节依次按W0～W255排序；每个遥测字长8比特，各比特依次按b0～b7排序，其中b0为高位，b7为低位。
请接着参阅图2所示，在本实施例中，送S频段应答机的遥测数据以如图 所示的遥测传送帧为基本单位，每32个遥测帧组成一个完整的格式(每个遥测格式保证传输一遍完整的参数)进行传输，遥测码速率为4096bps。实时遥测与延时遥测的帧格式完全相同，仅通过遥测传送帧内的信道识别CID进行区分，例如，0000为实时传送帧，1111为延时传送帧。在本实施例中，S频段应答机主要在测控弧段内下传组合遥测数据，下传速率为4096bps。组合遥测包括实时和延时遥测数据，其中延时遥测数据由数据管理计算机在境外进行记录，境外记录比率和境内回放比率可由地球站遥控控制。
在本实施例中，送L频段和X频段的发射机的数据采用符合CCSDS建议的AOS协议的处理方法，请接着参阅图3，其中显示了遥测源包AOS的封装格式。较佳地是，遥测码速率为4096bps，包长度(包括6个字节的主导头在内)为256个字节，数据管理计算机每0.5s组织一个遥测源包通过1553B总线送出去。
如图3所示，数据管理计算机按AOS包结构对遥测传送帧进行封装，帧头前6字节换成AOS包主导头，时间码6个字节填入AOS包副导头数据域，遥测传送帧后244字节填入AOS包的数据域，封装完成后的送传输系统下行的完整的包结构为256字节。这样同样由数据管理计算机采集到的遥测数据分别经过不同的包装格式送给不同频段的发射机进行下传，在此过程中，虽然数据包装格式不同，但是传输的244字节遥测参数的编排内容和顺序是完全相同的。
更具体地说，L频段发射机将实时遥测数据和其他低速遥感数据一起下传，传输速率为4.2Mbps。X频段发射机将境外延时遥测数据和中分辨光谱成像仪的遥感数据一道下传，传输速率为93Mbps。
此外，本发明的遥测信息处理方法中，数据管理计算机送给S频段应答机的实时遥测和延时遥测数据格式完全相同，仅通过遥测传送帧内的信道识别字CID进行区分。送L频段发射机和X频段发射机的数据仅将6个字节的帧头换成了包主导头，并不改变所传输的遥测参数的编排顺序，因此地面可对不同频段收到的遥测数据进行统一的软件处理，方便地面处理操作，亦可灵活掌握的运行动态。

Claims (10)

1.一种遥测信息处理方法，应用于中低轨卫星全球大容量遥测中，其特征在于，包括下列步骤：
通过一遥测源对所有遥测信息统一采集、量化和格式编排；
经不同副载波将所述遥测源初步处理的遥测信息调制到不同的频段后，再分别通过相应的频段传输信道传输；以及
由一地球站对所有频段通道下传的遥测信息进行统一处理。
2.如权利要求1所述的遥测信息处理方法，其特征在于，所述遥测源为一数据管理计算机。
3.如权利要求1所述的遥测信息处理方法，其特征在于，所述遥测信息包括实时遥测信息以及延时遥测信息。
4.如权利要求1所述的遥测信息处理方法，其特征在于，所述遥测源将所述遥测信息编排为包含四个层次的传送帧数据流结构，其中，所述四个层次从高到低依次为：格式、帧、字、比特。
5.如权利要求3所述的遥测信息处理方法，其特征在于，所述不同的频段至少包括S频段、L频段以及X频段，被调制到所述不同频段的遥测信息分别传送给S频段应答机、L频段发射机以及X频段发射机。
6.如权利要求5所述的遥测信息处理方法，其特征在于，所述S频段传输信道采用分包遥测思想的数据处理方法。
7.如权利要求6所述的遥测信息处理方法，其特征在于，所述S频段应答机主要在测控弧段内向所述地球站传输遥测信息，且所述遥测信息以遥测传输帧为基本单位，其中，所述遥测传输帧内包括信道识别字，用以区别实时遥测信息以及延时遥测信息。
8.如权利要求5所述的遥测信息处理方法，其特征在于，所述L频段传输信道和X频段传输信道采用符合CCSDS建议的AOS协议的处理方法。
9.如权利要求5所述的遥测信息处理方法，其特征在于，所述实时遥测信息和其他低速遥感信息由所述L频段发射机一起向所述地球站传输。
10.如权利要求5所述的遥测信息处理方法，其特征在于，所述延时遥测信息和中分辨光谱成像仪的遥感信息由所述X频段发射机一起向所述地球站传输。
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