CN102208955A - 卫星网络化测控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星网络化测控方法及系统，其中卫星网络化测控方法，包括：卫星节点接收测控路径表及网络遥控包装文件；根据测控路径表中第一个前向路径确定自身是否是测控节点，若是，则提取该第一个前向路径对应的被测节点的测控路径表项及网络遥控包装文件，并根据被测节点的网络遥控包装文件的内容对所述被测节点进行点到点测控；若当前能与第一个前向路径上自身的下一跳节点之间建立星间链路，则将不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件转发给第一个前向路径上自身的下一跳节点，否则，存储测控路径表及网络遥控包装文件以便于以后建立星间链路后再转发。本发明能够提高卫星测控的测控覆盖能力，且提高测控可靠性。

Description

卫星网络化测控方法及系统

技术领域

本发明涉及航天技术，尤其涉及一种卫星网络化测控方法及系统。

背景技术

卫星测控是对航天器进行跟踪测量，接收处理航天器遥测参数，并对航天器进行运行控制，其对航天器正常运行具有重要作用。

现有技术中，卫星测控采用的测控方式有完全地基测控和天地一体化网络测控。其中完全地基测控是通过地基测控站对高中低轨等各类卫星进行单星单站测控，是一种点到点测控，地基测控站包括陆上固定站、陆上移动站和海上测量船等，每个地基测控站能对通过其上方一定角度范围内的航天器进行可靠测控。但是，航天器在地球的圆形或椭圆形轨道上绕行，受地球曲率限制，航天器通过每个地基测控站的时间都非常有限，因此，即使在全球范围内布站，地面测控网对卫星轨道测控覆盖率也不足20％，使得可用的可见弧段资源十分有限，从而对中、低轨航天器的轨道测控覆盖率低，连续覆盖能力差，无法满足卫星运行段的测控需求，限制了航天器的应用。

基于上述完全地基测控存在的覆盖率不高以及无法满足中、低轨航天器测控需求的问题，现有技术中提出了天地一体化网络测控方式。天地一体化网络测控是在天基增加测控站和测控中心，并通过卫星网络中继在被测节点及测控站之间建立实时的测控路径。但是，建立全球一体的星基测控网络及大量具有普遍互联能力的星基测控站，不仅投入成本高，而且与现有体制及测控协议兼容性不足，在短期内很难实现。同时，这种卫星测控方式由于采用中继星，存在着多跳测控时延长及可靠性的问题。尽管目前已实现的天地一体化网络测控可以利用静地轨道卫星的一跳透明转发能力实现多目标测控及轨道覆盖增加，但其仍未能解决轨段覆盖能力不足的问题，从而大量轨段的操作仍无法进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种卫星网络化测控方法及系统，用以解决测控覆盖能力不足的问题，且能够提高测控可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了一种卫星网络化测控方法，包括：

步骤1、卫星节点接收测控路径表及网络遥控包装文件；

步骤2、根据测控路径表中第一个前向路径确定自身是否是测控节点，若是，则执行步骤3，否则，执行步骤7；

步骤3、提取该第一个前向路径对应的被测节点的测控路径表项及网络遥控包装文件，并根据被测节点的网络遥控包装文件的内容对所述被测节点进行点到点测控；

步骤4、对被测节点实施点到点测控结束，将被测节点采集的遥测数据封装成网络遥测文件，并将所述网络遥测文件向该被测节点的后向路径上自身的下一跳节点转发；

步骤5、删除测控路径表中该第一个前向路径对应的测控路径表项；

步骤6、若删除测控路径表项后的测控路径表为空，则测控结束，否则，执行步骤7；

步骤7、若当前能与第一个前向路径上自身的下一跳节点之间建立星间链路，则将不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件转发给第一个前向路径上自身的下一跳节点，否则，存储测控路径表及网络遥控包装文件以便于以后建立星间链路后再转发；

步骤8、第一个前向路径上自身的下一跳节点在接收到测控路径表及网络遥控包装文件后，执行步骤2。

本发明还提供一种卫星网络化测控系统，包括：测控中心、至少一个地面测控站和多个卫星节点，所述测控中心，用于将网络遥控文件发送给其中一个地面测控站，并接收各地面测控站转发的网络遥测文件；所述地面测控站，用于接收卫星节点转发的网络遥测文件，并将所述网络遥测文件转发给所述测控中心；其中一个地面测控站，还用于接收并解析所述网络遥控文件，获取测控路径表，将不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件转发给与自身建立星地链路的卫星节点；所述卫星节点，用于接收测控路径表及网络遥控包装文件，根据测控路径表的第一个前向路径确定自身是否为测控节点，若是，则对该第一个前向路径对应的被测节点进行点到点测控，若所述测控路径表中还包括不属于自身测控的被测节点，则当前不能与第一个前向路径上自身的下一跳节点建立星间链路时，存储不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件以便于以后建立星间链路后再转发；若作为被测卫星，则用于在测控节点的遥控下采集遥测数据，并将所述遥测数据发送给测控节点。

由上述技术方案可知，本发明通过星间的卫星节点采用存储转发的方式转发测控路径表及网络遥控包装文件，使得测控文件可以在时间离散的星间链路上进行多跳转发，只需要在测控准备期间具有间断的连通性，不需要在地面测控站与被测节点卫星之间建立持续的多跳连接，降低了测控覆盖条件要求，从而可提高了网络化测控的覆盖能力；测控节点直接对被测节点进行点到点测控，测控节点与被测节点之间仅为一跳，无需测控节点与被测节点之间建立持续的多跳连接，减小测控时延，同时还可降低多跳星间链路传输中引入干扰和错误，从而提高测控的可靠性；通过每个测控节点可对自身下一跳的卫星节点进行点到点测控，每个卫星节点在一次测控操作中都可以设置为测控节点，保证在一次测控操作任务中可对多个卫星节点进行测控，实现测控的网络化；通过将测控路径表及网络遥控包装文件按照前向路径在星间链路上进行逐跳存储转发，各个测控节点对被测节点的测控可以相互独立，因此各个测控节点还便于各自实施测控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明卫星网络化测控方法实施例一的流程图；

图2为图1所示实施例中某个卫星节点进行操作流程图；

图3为图1实施例中卫星测控的网络拓扑图；

图4为本发明卫星网络化测控方法实施例二的部分流程图；

图5为图4中地面测控站作为一个测控节点进行测控的流程图；

图6为本发明卫星网络化测控方法实施例三的部分流程图；

图7为本发明卫星网络化测控系统实施例一的结构示意图；

图8为本发明卫星网络化测控系统实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明卫星网络化测控方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法包括：

步骤1、卫星节点接收测控路径表及网络遥控包装文件。

步骤2、根据测控路径表中第一个前向路径确定自身是否是测控节点，若是，则执行步骤3，否则，执行步骤7。

上述步骤中，卫星节点从地面测控站或其他卫星节点接收到测控路径表及网络遥控包装文件后，首先判断自身是否是本次网络化测控中需要对被测节点进行测控的测控节点，若是测控节点，则与被测节点协同执行后续的测控操作。

具体来说，本实施例的测控路径表中描述有被测节点以及该被测节点的用于遥控的前向路径和用于遥测的后向路径。前向路径规定在本次网络化测控操作中被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件的转发传输路径上经过的节点，起始点为本次网络化测控中选定的发送测控路径表及网络遥控包装文件的地面测控站，终点为被测节点，被测节点的前一跳节点为该被测节点的测控节点。测控节点可以为地面测控站或卫星节点，其用于对被测节点进行点到点测控，被测节点为接受测控节点对其实施遥控指令，并进行遥测数据采集的卫星节点。本实施例中在一次网络化测控操作中，可以对多个目标卫星节点进行测控，即在测控路径表中可以设定多个被测节点的测控相关信息。

图3为图1实施例中卫星测控的网络拓扑图，表1为本实施例中的测控路径表，如图3所示，本实施例在一次网络化遥控中可以对多个卫星节点实施测控，如表1所示，本次网络化测控操作中是对卫星节点A、卫星节点C和卫星节点D进行测控，其网络遥控路径为M-A-B-C-D，被测节点依照前向路径的卫星节点A、卫星节点C和卫星节点D的顺序排列，被测节点依照前向路径的顺序排列，以便于各个测控节点提取相应的被测节点的测控信息，保证前面的测控节点顺序删除已被提取的对应的被测节点的测控路径表项，后面的卫星节点可以采用类似方法判断自身是否为测控节点，以利于对各节点的测控功能一致性设置。在前向路径中，被测节点的前一跳节点为其测控节点，测控节点与被测节点之间仅为一跳，一方面便于卫星节点判断自身是否为测控节点，另一方面利于后续操作中实施的点到点测控。各被测卫星节点遥控采用的前向路径均为该网络遥控路径的子路径，除采用星地测控的被测节点卫星节点A之外，测控路径表中的其他每个被测节点的后向路径可以不采用相应被测节点前向路径的反向路径，如卫星节点D的前向路径为M-A-B-C-D，而后向路径为C-B-N，后向路径规定卫星节点C对卫星节点D进行测控后形成的网络遥测文件转发回地面站N，制定后向路径与前向路径经过的卫星节点或地面测控站不同，可以增加测控的灵活性，使得遥测获取网络遥测文件经过更少的节点跳数就能返回地面站。

表1：测控路径表

被测节点	前向路径	后向路径
			卫星节点A	M-A	A-M
卫星节点C	M-A-B-C	B-N
			卫星节点D	M-A-B-C-D	C-B-N

具体测控时，各卫星节点根据自己接收的测控路径表，判断自身是否是测控节点，以卫星节点B判断自身是否为测控节点为例进行说明，当卫星节点B接收到卫星节点A转发的测控路径表及网络遥控包装文件后，此时的测控路径表为表2所示的测控路径表，该测控路径表为经过地面测控站M删除了自身作为测控节点测控的被测节点卫星节点A的相关测控信息后转发给卫星节点A，再由卫星节点A转发的。卫星节点B根据表2中的第一个前向路径即路径M-A-B-C，判断自身是否为该路径的最后一跳上的卫星节点B，根据判断结果获知自身是最后一跳上的卫星节点，从而自身成为该路径对应被测节点的测控节点，后续需要对该被测节点的卫星节点C进行点到点测控。又如卫星节点A在接收到测控路径表及网络遥控包装文件后，卫星节点A接收到的测控路径表也如表2所示，卫星节点A根据表2中的第一个前向路径即路径M-A-B-C，判断自身是否为该路径的最后一跳上的卫星节点B，判断结果自身非测控节点，从而卫星节点A需将自己接收的测控路径表及网络遥控包装文件进行转发，具体操作如步骤7。

表2：测控路径表

被测节点	前向路径	后向路径
			卫星节点C	M-A-B-C	B-N
卫星节点D	M-A-B-C-D	C-B-N

步骤3、提取该第一个前向路径对应的被测节点的测控路径表项及网络遥控包装文件，并根据被测节点的网络遥控包装文件的内容对所述被测节点进行点到点测控。

本步骤中，网络遥控包装文件是由一串常规遥控数据包所组成的一个长包，是对某个卫星节点的所有遥控操作包的集合，常规遥控数据包用于测控节点对被测节点进行点到点的遥控。当某个卫星节点根据上述判断自身为测控节点时，就将自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件提取出来，提取测控路径表用于后续根据该被测节点的后向路径转发网络遥测文件，提取网络遥控包装文件用于根据其内容对被测节点进行点到点测控。

测控节点，例如卫星节点B，根据被测节点卫星节点C的网络遥控包装文件的内容对卫星节点C进行点到点测控。由于测控节点卫星节点B与被测节点卫星节点C之间为一跳星间链路，测控节点采用对被测节点进行点到点测控，不仅减小测控时延，而且可降低多跳转发中产生的干扰和错误，提高测控的可靠性，从而满足了遥控信息对实时性和可靠性的要求。如本次测控操作中包括多个被测节点，每个被测节点的测控节点均为其前一跳的卫星节点，每对测控节点与被测节点之间均为点到点测控，从而保证了整个网络测控的可靠性。

本实施例中，测控数据包，包括网络遥控包装文件及后面的网络遥测文件等，其格式均如下表3所示，其基本格式设计符合我国星地测控采用的分包测控数据格式，与其具有兼容性。以下是对本实施例中的测控数据包进行的详细说明。

表3：测控数据包格式

如上表3所示，每个测控数据包中包括：主导头、副导头和数据域，其中主导头占用48bit，包括：

a)版本号：占用3位，指明包格式的版本，固定为000；

b)类型：占用1位，用于指明是遥控包还是遥测包，遥控包标识1，遥测包标识0；

c)副导头标识：占用1位，存在副导头标识1，不存在副导头标识0；网络化测控中所有数据包强制采用副导头；

d)应用过程识别：占11位，分为包目的识别与数据类型识别2部分，其中，包目的识别占用6位，内容为测控网络中节点的标识号，如果是遥控数据包，该位定义该遥控数据的作用的目的节点，对于遥测数据包，该位定义为遥测数据下传的地面站节点，例如下表4所示的包目的识别。数据类型识别占用5位，定义测控数据包的12种类型，如下表5所示的数据类型识别。

表4：包目的识别

序号	卫星节点	包目的识别
			1	A	03H

2	B	05H
			3	C	06H
4	D	09H
			5	M	0AH
6	N	0CH

表5：数据类型识别

序号	数据类型	数据类型识别
			1	常规直接指令遥控数据包	01H
2	常规串行注入遥控数据包	02H
			3	常规遥控包装文件	04H
4	常规遥控前导包	07H
			5	常规遥控结尾包	08H
6	常规遥测数据包	0BH
			7	网络遥控包装文件	0DH
8	网络遥测包装文件	0EH
			9	网络遥控前导包	0FH
10	网络遥控结尾包	10H
			11	网络遥测前导包	11H
12	网络遥测结尾包	12H

e)包顺序控制

允许根据链路传输单元的格式设计对测控数据包进行分段，如果分段，分段标志填充00；不分段，填充11。如果分段，必须在下层单元进行顺序控制。

如果是独立包，包序列记数填充00，如果不是独立包，而是数据子包(如将同一个串行数据块分离到若干数据包中传输)或间接指令子包(一组只有同时正确接收，才执行的间接指令)，需要以加1方式填充序列记数，以便对数据包得连续性与完整性进行检查，由于可能存在多个互相独立的数据块，因此行序列表示不同数据块，列序列表示在同一数据块中的序列号，起始计数序列号为01H。

f)副导头长度：说明副导头的字节数；没有副导头填0；

g)数据域长度：说明数据域的字节数；

总包长＝6字节(主导头)+副导头字节数+数据域字节数+2字节(校验和长度)

h)副导头

(1)如表3所示，网络遥控/遥测包装文件中，副导头包括传输路径及有效时间。传输路径包括该数据包转发的跳数及所经过的转发路径节点(如4跳，M-A-B-C-D)；对于常规遥控数据包，有效时间说明该遥控操作的最早发起时间与最晚完成时间，用来规定遥控执行的时间段。如果没有时间要求，填0；

(2)常规遥控/遥测数据包中，副导头包括用户平台标识及执行类型说明；

其中，用户平台标识6bit，用于说明该遥控信息的受控对象为卫星的哪个用户平台(卫星上包括星务、通信、姿轨控、载荷等多个平台)，或该遥测数据是由哪个平台采集形成的。用户平台标识也可根据不同的卫星自行定义编码。例如：星上计算机平台、通信平台、姿态轨道控制平台、载荷平台等。

执行类型14bit。常规遥控/遥测数据包的内容不同，执行类型也不同。具体区分如下：

(1)在常规遥控数据包中，执行类型用于说明该数据包的执行方法，受控卫星星务系统根据该执行方法确定接收到该常规遥控数据包后执行怎样的操作，执行类型如下表6：

表6：常规遥控数据包中的执行类型

数据类型	执行类型
		非序列执行间接指令	0001H
时间序列执行间接指令	0002H
		遥测状态序列执行间接指令	0004H
单个完整数据块	0008H
		数据子块	0010H

(2)在常规遥测数据包中，执行类型用于说明该数据包是遥控反馈的常规遥测数据包(用于遥控逻辑判断，卫星根据执行方法判断该遥控操作是否需要反馈遥测数据)还是用于反馈到地面的常规遥测数据包(卫星在常规情况下约定的遥测数据及由遥控信令请求的遥测数据属于反馈到地面的遥测数据包，该数据包用于组成网络化遥测包装文件)，测控执行卫星根据此信息确定对从受控卫星接收到的常规遥测数据包的处理方法。执行类型如下表7：

表7：常规遥测数据包中的执行类型

数据类型	执行类型
		常规遥测数据	0100H
反馈遥测数据	0200H

网络遥控/遥测前导/结尾数据包中，副导头包括其所在包装文件的应用过程识别，用于判断该包装文件内容是否与包装文件包头信息一致。

i)数据域

(1)对于常规直接指令遥控数据包，数据域为6条直接指令，每条直接指令长度为20bit，前12bit为指令内容，后8bit为指令执行时间，第一个指令的执行时间为绝对时间，如果该时间为0，说明没有执行时间要求，立即执行；其余指令的执行时间为相对时间，用于标识该指令相对于前一指令的执行时间。如果该相对执行时间为0，说明该指令为前一指令的冗余指令。当指令不足6条时，无效的区域填充AAAH。

(2)对于常规串行注入遥控数据包，数据域的内容可能为以下之一：a.非序列执行间接指令(由星务系统解析后以数据方式送达用户平台执行的指令)；b.时间序列执行间接指令；c.遥测状态序列执行间接指令；d.单个完整数据块；e.数据子块。

a.非序列执行间接指令的数据域格式与常规直接指令遥控数据包类似，区别在于1)对指令数不做规定；2)对于有执行时间要求的指令，其执行时间规定均为绝对执行时间；3)同一数据包中，相同执行时间(或均无执行时间)的视为冗余，仅执行1次。

b.时间序列间接指令的数据域格式与常规直接指令遥控数据包类似，区别在于仅对指令数不做规定；上述两种间接指令均直接由测控卫星传输至被测卫星，由被测卫星处理。

c.遥测状态序列间接指令的格式如下表8所示，每个指令数据域包括指令内容、执行时间及执行条件。执行时间规定为相对执行时间，若可同时执行，则填充0；执行条件指该指令执行时所应具备的平台状态条件，若不需要平台状态条件，则填充0。当测控卫星从被测卫星收到相同用户平台的，以约定执行条件为内容的反馈遥测数据，且达到相对执行时间要求时，将该指令封装成遥测状态序列执行间接指令传输给被测卫星。封装原则依据指令之间的执行时间及执行条件，例如，不需反馈执行条件的可与后续指令同时封装传输给被测卫星。

表8：遥测状态序列间接指令的格式

d.单个完整数据块及数据子块的格式如下表9，属于同一数据块的数据子块允许执行时间相同或不同。用来表达允许序列执行的数据字块。被测卫星星载计算机将同一执行时间的数据子块组装后，通过星上总线交送给用户平台。

表9：单个完整数据块及数据子块的格式

(3)常规遥控包装文件

常规遥控包装文件是由多个常规遥控数据包组成的长包，其数据域格式如下表10所示：

表10：常规遥控包装文件数据域格式

常规遥控前导包

常规遥控数据包

常规结尾包

常规遥控包装文件同样作为常规遥控文件置于网络遥控包装文件数据域进行传输。

(4)常规遥控前导包

网络遥控前导包的数据域为包装文件结构说明，用于说明该包装文件的内部结构，如遥控包数目等。

(5)常规遥控结尾包

常规遥测结尾包的数据域为常规遥控包装文件的文件关闭码，即一串其它信息中不会出现的定长固定特殊编码，用来指示包装文件的结束并关闭包装文件。

(6)常规遥测数据包

常规遥测数据包中，数据域直接为遥测数据。

(7)网络遥控/遥测包装文件，数据域格式如表11和表12所示，第一个常规遥控包为网络遥控前导包，最后一个数据包为网络遥控结尾包，中间的数据包为常规遥控数据包。

表11：网络遥控包装文件格式

网络遥控前导包

常规遥控数据包

网络遥控结尾包

与网络遥控包装文件类似，网络遥测数据包的数据域中，第一个为网络遥测前导包，最后一个数据包为网络遥测结尾包，中间的数据包为常规遥测数据包。

表12：网络遥测包装文件格式

网络遥测前导包

常规遥测数据包

网络遥测结尾包

(8)网络遥控前导包

网络遥控前导包的数据域包括3个部分，如表13所示。

表13：网络遥控前导包的数据域格式

前导包结构说明：用于说明“包装文件结构说明”和“遥控逻辑表”两个域的长度。

包装文件结构说明：用于说明该包装文件的内部结构，如遥控包数目等。

遥控逻辑表：测控节点向被测节点传输常规遥控包的时间及条件逻辑说明。具体结构如下表14所示：

表13：遥控逻辑表结构

常规遥控包序列号	遥控包传输时间要求	遥控包传输逻辑说明
			1	10:11:12-10:18:00	0

a)常规遥控包序列号用来标识按照当前包装文件中序列关系的各个遥控数据包。在没有逻辑说明情况下，这些包以发送时间排序。

b)遥控包传输时间要求包括起始时间要求与终止时间要求。起始时间要求标识了该遥控实施的最早时间，如果无要求，填充0，则完成上一序列号的常规遥控包传输后即进行传输。如果有要求，则传输时间不能早于该时间。终止时间标识了该遥控实施的最晚时间，如果无要求，则填充0，则完成上一序列号的常规遥控包传输后即进行传输，如果有要求，则若上一遥控结束的时间晚于此时间，跳过此遥控指令。

c)遥控包传输逻辑说明用来标识各常规遥控包的强制完成顺序关系，其内容开始本遥控包传输之前，必须完成的遥控包序号。如果没有，填充0。

(9)网络遥控结尾包

网络遥控结尾包的数据域为网络遥控包装文件关闭码，即一串信息中不会出现的定长固定特殊编码，用来指示包装文件的结束并关闭包装文件。

(10)网络遥测前导包

网络遥测前导包的数据域为该包装文件结构说明。

(11)网络遥测结尾包

网络遥测结尾包的数据域包括2部分内容：文件关闭码及关闭原因说明。文件关闭码用于关闭网络遥测包装文件，关闭原因说明用于将遥控结束的原因进行说明。本实施例中，网络遥控/遥测结尾包及常规遥控/遥测结尾包必须分别采用4个不同的文件关闭码。

具体来说，卫星节点接收到数据包后，若根据数据包的主导头中的类型判断出为遥控包，且根据包目的识别判断出该数据包作用的目的节点，如被测节点；根据副导头中的传输路径与测控路径表中的前向路径比较判断传输路径是否有误，根据副导头中的有效时间判断当前时间是否在遥控操作传输的有效时间内；上述判断均无误后，提取数据域中网络遥控前导包的遥控逻辑表，依照遥控逻辑表实施点到点测控，测控过程中，根据常规遥控结尾包实时判断数据包是否传输完毕，如果出现错误则对该被测节点测控中止。测控中获取的遥测数据记录在常规遥测数据包中，测控中的遥控完成或异常中止记录在网络遥测结尾包中，可用于后续测控中心进行分析。

上述本实施例采用的数据包格式与目前现有的分包体制基本类似，从而可以处理当前完全地基测控体制(包括脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，简称：PCM)体制及分包体制)所定义的所有数据类型的能力。

步骤4、对被测节点实施点到点测控结束，将被测节点采集的遥测数据封装成网络遥测文件，并将所述网络遥测文件向该被测节点的后向路径上自身的下一跳节点转发。

本步骤中，对被测节点实施点到点测控结束，测控节点将被测节点反馈的遥测数据封装形成网络遥测文件。例如，卫星节点C形成卫星节点D的网络遥测包装文件，由于卫星节点C的后向路径上卫星节点B可与地面测控站N直接建立星地链路，因此可按照测控路径表中的后向路径C-B-N进行逐跳转发，即将卫星节点D的网络遥测包装文件转发给卫星节点B，由卫星节点B进一步向地面站转发。

本实施例中，测控节点形成网络遥测文件后，在根据测控节点的后向路径向地面测控站转发中，也可以采用存储转发的方式，即转发之前，判断是否能与下一跳节点建立星间链路或星地链路，若当前不能，则先暂时存储网络遥测文件，等以后建立再转发。本实施例中的网络遥测文件格式如下表14所示。

表14：网络遥测文件格式

序号	内容
		1	测控路径表
2	D节点网络遥测包装文件

步骤5、删除测控路径表中该第一个前向路径对应的测控路径表项。

当测控节点提取本测控节点测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件并进行测控后，需要将该测控节点的测控路径表项删除，并将删除后剩余的测控路径表转发给下一跳卫星节点，以利于下一跳卫星节点根据该测控路径表判断自身是否为测控节点。

步骤6、若删除测控路径表项后的所述测控路径表为空，则测控结束，否则，执行步骤7。

当前测控节点删除自身测控的被测节点的测控路径表项后，进一步判断测控路径表是否还有被测节点，如没有，则说明本次网络化测控操作中所有被测节点都已完成测控，可以结束本次测控，否则还需要将其他测控节点的被测节点的包括测控路径表及网络遥控包装文件的测控信息进行转发给下一跳卫星节点，以便于后面的测控节点进行测控。

步骤7、若当前能与第一个前向路径上自身的下一跳节点之间建立星间链路，则将不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件转发给第一个前向路径上自身的下一跳节点，否则，存储测控路径表及网络遥控包装文件以便于以后建立星间链路后再转发。

本步骤中，当前卫星节点要向下一跳卫星节点转发不属于自身测控的被测节点的控路径表及网络遥控包装文件之前，需要先判断当前能否与该下一跳卫星节点建立星间链路，如不能，则需要将不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件暂时存储，等能够建立链路时再转发。采用存储转发的方式使得测控文件可以在时间离散的星间链路上进行多跳转发，只需要在测控准备期间具有间断的连通性，不需要在地面测控站与被测节点卫星之间建立持续的多跳连接，降低了测控覆盖条件要求，提高了测控覆盖能力。

步骤8、第一个前向路径上自身的下一跳节点在接收到测控路径表及网络遥控包装文件后，执行步骤2。

下一跳卫星节点接收到所述测控路径表及网络遥控包装文件后重复上述步骤2及后续操作，如判断自身是否为测控节点等。

图2为图1所示实施例中某个卫星节点进行操作流程图，如图2所示，当该卫星节点(如该卫星节点上的星上计算机)接收到网络遥控文件(包括测控路径表和网络遥控包装文件)后，根据读取的测控路径表中第一个前向路径判断自身是否为测控节点，如不是，则判断是否能与前线路径上下一跳节点建立转发星间链路，如能，则通过星间链路转发网络遥控文件给下一跳节点，如不能，则将网络遥控文件存储在星上存储器；若是测控节点，则获取本节点测控的被测节点的网络遥控包装文件，将副导头中的传输路径与测控路径表的前向路径比较判断路径是否有误，如有误，则删除相应被测节点的测控路径表项及网络遥控包装文件，进一步判断删除测控路径表项后的测控路径表是否为空，如空，则本次网络测控操作结束，返回网络遥测包装文件，如不空，则依照测控路径表中的前向路径转发剩余的网络遥控文件，该转发也可采用存储转发方式；如判断路径无误，则进一步判断是否在遥控操作传输的有效时间内，如不在有效时间内，则依照上述路径有误的方式进行后续处理；如在有效时间内，则提取网络遥控前导包的遥控逻辑表，依照遥控逻辑表实施点到点测控，测控过程中，根据常规遥控结尾包实时判断数据包是否正常传输完毕，如传输中出现错误而中止测控，则依照上述路径有误的方式进行后续处理；如正常传输完毕，则删除该被测节点的测控路径表项及相应的网络遥控包装文件，并进一步判断测控路径表是否为空，如为空，则本次测控结束，返回网络遥测包装文件，如还有其他被测节点，则依照测控路径表中的前向路径转发剩余的网络遥控文件，该转发也可采用存储转发方式；在常规遥控/遥测数据包传输完毕，删除被测节点的相应遥控信息后，还将被测节点获取的遥测数据形成网络遥测包装文件，判断当前能否与该被测节点的后向路径上下一跳节点建立星间链路，如能，则按照后向路径链路转发该遥测包装文件，如不能，则将该遥测文件存储到星上存储器，等以后建立后再转发。

本实施例通过星间的卫星节点采用存储转发的方式转发测控路径表及网络遥控包装文件，使得测控文件可以在时间离散的星间链路上进行多跳转发，只需要在测控准备期间具有间断的连通性，不需要在地面测控站与被测节点卫星之间建立持续的多跳连接，降低了测控覆盖条件要求，从而可提高了网络化测控的覆盖能力；测控节点直接对被测节点进行点到点测控，测控节点与被测节点之间仅为一跳，无需测控节点与被测节点之间建立持续的多跳连接，减小测控时延，同时还可降低多跳星间链路转发中产生的干扰和错误，从而提高测控的可靠性；通过每个测控节点可对自身下一跳的卫星节点进行点到点测控，每个卫星节点在一次测控操作中都可以设置为测控节点，保证在一次测控操作任务中可对多个卫星节点进行测控，实现测控的网络化；通过将测控路径表及网络遥控包装文件按照前向路径在星间链路上进行逐跳存储转发，各个测控节点对被测节点的测控相互独立，因此各个测控节点还便于各自实施测控。

图4为本发明卫星网络化测控方法实施例二的部分流程图，如图4所示，本实施例在上述图1所示实施例一的基础上，还包括在卫星节点实施测控前的测控数据预处理操作，具体来说，在步骤1之前还可以包括：

步骤21、测控中心根据测控需求文件及星历文件生成网络遥控文件，所述网络遥控文件中包括测控路径表和多个被测节点的网络遥控包装文件。

本步骤中，地面的测控中心根据本次测控的测控需求及当前能够获取的星历文件生成本次测控中使用的网络遥控文件，可使本实施例的测控能够满足了不同测控需求，提高测控的灵活性和任务需求满足率。星历文件记录着各卫星的轨道位置分布情况，测控需求可以为本次测控的任务等。测控中心在每次生成网络遥控文件之前还可以根据上次测控返回的遥测数据获取相关信息，以便于确定本次测控时的测控路径、被测节点卫星以及测控任务等，根据测控需求生成本次测控的网络遥控文件，从而能够满足多种测控的任务需求，提高任务需求满足率。

网络遥控文件中包括测控路径表和多个被测节点卫星的网络遥控包装文件。测控中心形成的网络遥控文件格式如下表15，测控路径表如上述的表1所示。

表15：网络遥控文件格式

序号	内容
		1	测控路径表
2	A节点网络遥控包装文件
		3	C节点网络遥控包装文件
4	D节点网络遥控包装文件

步骤22、所述测控中心将所述网络遥控文件发送到地面测控站。

步骤23、地面测控站接收网络遥控文件后，解析获取测控路径表及网络遥控包装文件。

步骤24、将不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件转发给与自身建立星地链路的卫星节点。

测控中心形成网络遥控文件后，将该网络遥控文件发送给本次测控指定地面测控站，如图3中的测控站M，测控站M将网络遥控文件中非本站直接测控的被测节点的测控路径表和网络遥控包装文件发送给与自己建立星地链路的卫星节点，如图3中的卫星节点A，以使得卫星节点A能够获得本次网络测控中目的节点卫星节点B、卫星节点C以及卫星节点D的测控路径表和网络遥控包装文件后进一步向前转发。

图5为图4中地面测控站作为一个测控节点进行测控的流程图，在本实施例中，地面测控站也可以作为一个测控节点对与其建立星地链路的卫星节点直接进行点到点测控，即在本实施例二的步骤23之后还可以包括如图5所示的步骤，具体步骤为：

步骤25、所述地面测控站若根据测控路径表中的第一个前向路径确定自身为测控节点，则提取该第一个前向路径对应的被测节点的网络遥控包装文件，并根据被测节点的网络遥控包装文件的内容对所述被测节点进行点到点测控；

步骤26、对被测节点实施点到点测控结束，将被测节点采集的遥测数据封装成网络遥测文件，并将所述网络遥测文件发送给测控中心。

地面测控站，如测控站M，可以如实施例一中的卫星节点一样判别自身是否为测控节点，若是测控节点，可以对与其建立星地链路的卫星节点A直接进行点到点测控，测控后将卫星节点A采集的遥测数据封装成网络遥测文件，并将其转发给地面测控中心。

本实施例在达到上述实施例一的技术效果的基础上，进一步通过测控中心根据测控需求文件及星历文件生成网络遥控文件进行的测控预处理，使得在一次测控操作中能够满足多种测控的任务需求，提高测控的灵活性和任务需求满足率。

图6为本发明卫星网络化测控方法实施例三的部分流程图，如图6所示，在上述实施例一或实施例二中测控节点测控基础上，本实施例还可以包括对遥测数据后处理的操作，具体为，上述实施例一的步骤4或实施例二的步骤26之后，还可以包括：

步骤31、若被测节点的后向路径上的其他卫星节点接收到所述网络遥测文件，则该其他卫星节点将所述网络遥测文件向该后向路径上该其他卫星节点的下一跳节点进一步转发；

步骤32、若该其他卫星节点的下一跳节点为卫星节点，则执行步骤31，否则，执行步骤33；

步骤33、当所述地面测控站或其他地面测控站接收到所述网络遥测文件后，将所述网络遥测文件发送给测控中心。

接收网络遥测文件的地面测控站可以为向卫星节点发送测控路径表及网络遥控包装文件的地面测控站，也可以为其他地面测控站，如其他地面测控站可以与转发网络遥测文件的卫星节点直接建立星地链路传输网络遥测文件，且能够减少转发跳数，则可由其他地面测控站参与转发，以提高网络遥测文件的转发效率。

步骤34、所述测控中心解析所述网络遥测文件，获取卫星遥测信息；

步骤35、根据所述卫星遥测信息更新下一时段的测控需求文件。

测控中心接收到各个地面测控站转发的网络遥测文件后，通过分析这些网络遥测文件，获取最新的卫星遥测信息，从而根据这些卫星遥测信息更新下一时段的测控需求文件，生成下次的网络摇控文件，提高了测控需求信息的准确性。

本实施例在达到上述实施例一或实施例二的技术效果的基础上，进一步通过测控中心对卫星节点反馈回的遥测信息进行分析，更新下一时段的测控需求文件，使得测控中心依据的测控需求信息及时更新，提高了测控信息的准确性。

图7为本发明卫星网络化测控系统实施例一的结构示意图，如图7所示，本实施例的系统包括：测控中心50、至少一个地面测控站51和多个卫星节点52。其中，测控中心50，用于将网络遥控文件发送给其中一个地面测控站，并接收各地面测控站转发的网络遥测文件；地面测控站51，用于接收卫星节点转发的网络遥测文件，并将所述网络遥测文件转发给所述测控中心；其中一个地面测控站，还用于接收并解析所述网络遥控文件，获取测控路径表，将不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件转发给与自身建立星地链路的卫星节点；卫星节点52，用于接收测控路径表及网络遥控包装文件，根据测控路径表的第一个前向路径确定自身是否为测控节点，若是测控节点521，则对该第一个前向路径对应的被测节点522进行点到点测控，若所述测控路径表中还包括不属于自身测控的被测节点，则当前不能与第一个前向路径上自身的下一跳节点建立星间链路时，存储不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件以便于以后建立星间链路后再转发；若作为被测节点522，则用于在测控节点的遥控下采集遥测数据，并将所述遥测数据发送给测控节点521。

本实施例可用于执行上述方法实施例一的技术方案，其技术原理及达到的技术效果类似，不再赘述。

图8为本发明卫星网络化测控系统实施例二的结构示意图，如图8所示，在上述图7所示实施例中，测控中心50还用于根据测控需求文件及星历文件生成网络遥控文件，并将所述网络遥控文件发送到其中一个地面测控站，所述网络遥控文件中包括测控路径表和多个被测节点的网络遥控包装文件；以及用于解析地面测控站转发的网络遥测文件，获取卫星遥测信息，根据所述卫星遥测信息更新下一时段的测控需求文件。地面测控站中还可以包括有用于转发网络摇测文件的地面测控站53，卫星节点52中还可以包括转发节点523，转发节点523用于在测控中转发测控路径表及网络遥控包装文件。在本实施例的多个被测节点的网络测控中，卫星节点可以既作为测控节点实施测控操作，又作为转发节点，参与转发操作，还可以作为被测节点，接收其他卫星节点的遥控，这三种功能可以由不同卫星节点完成，也可能由同一卫星节点完成。如图3中卫星节点A在表1所示的测控操作中既作为测控站M的被测节点，又作为转发节点，卫星节点B是既作为转发节点，又作为卫星节点C的测控节点，卫星节点C既作为卫星节点B的被测节点，又作为卫星节点D的测控节点，卫星节点D为被测节点。

本实施例可用于执行上述方法实施例一至实施例三中任一实施例的技术方案，其技术原理及达到的技术效果类似，不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种卫星网络化测控方法，其特征在于，包括：

步骤1、卫星节点接收测控路径表及网络遥控包装文件；

步骤2、根据测控路径表中第一个前向路径确定自身是否是测控节点，若是，则执行步骤3，否则，执行步骤7；

步骤3、提取该第一个前向路径对应的被测节点的测控路径表项及网络遥控包装文件，并根据被测节点的网络遥控包装文件的内容对所述被测节点进行点到点测控；

步骤4、对被测节点实施点到点测控结束，将被测节点采集的遥测数据封装成网络遥测文件，并将所述网络遥测文件向该被测节点的后向路径上自身的下一跳节点转发；

步骤5、删除测控路径表中该第一个前向路径对应的测控路径表项；

步骤6、若删除测控路径表项后的测控路径表为空，则测控结束，否则，执行步骤7；

步骤7、若当前能与第一个前向路径上自身的下一跳节点之间建立星间链路，则将不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件转发给第一个前向路径上自身的下一跳节点，否则，存储测控路径表及网络遥控包装文件以便于以后建立星间链路后再转发；

步骤8、第一个前向路径上自身的下一跳节点在接收到测控路径表及网络遥控包装文件后，执行步骤2。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1之前，还包括：

步骤23、地面测控站从测控中心接收网络遥控文件，解析获取测控路径表及网络遥控包装文件；

步骤24、将不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件转发给与自身建立星地链路的卫星节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤23之后，还包括：

步骤25、所述地面测控站若根据测控路径表中的第一个前向路径确定自身为测控节点，则提取该第一个前向路径对应的被测节点的网络遥控包装文件，并根据被测节点的网络遥控包装文件的内容对所述被测节点进行点到点测控；

步骤26、对被测节点实施点到点测控结束，将被测节点采集的遥测数据封装成网络遥测文件，并将所述网络遥测文件发送给测控中心。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤23之前，还包括：

步骤21、测控中心根据测控需求文件及星历文件生成网络遥控文件，所述网络遥控文件中包括测控路径表和多个被测节点的网络遥控包装文件；

步骤22、所述测控中心将所述网络遥控文件发送到所述地面测控站。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤4之后，还包括，

步骤31、若被测节点的后向路径上的其他卫星节点接收到所述网络遥测文件，则该其他卫星节点将所述网络遥测文件向该后向路径上该其他卫星节点的下一跳节点进一步转发；

步骤32、若该其他卫星节点的下一跳节点为卫星节点，则执行步骤31，否则，执行步骤33；

步骤33、当所述地面测控站或其他地面测控站接收到所述网络遥测文件后，将所述网络遥测文件发送给测控中心。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤33之后，还包括：

步骤34、所述测控中心解析所述网络遥测文件，获取卫星遥测信息；

步骤35、根据所述卫星遥测信息更新下一时段的测控需求文件。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述测控路径表中包括多个被测节点以及与每个被测节点对应的遥控采用的前向路径和遥测采用的后向路径，被测节点依照前向路径的卫星节点顺序排列，每个前向路径为同一网络遥控路径的子路径，除采用星地测控的被测节点之外，所述测控路径表中的其他每个被测节点的后向路径不采用相应被测节点前向路径的反向路径。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述网络遥控包装文件及所述网络遥测文件采用星地测控的分包数据格式。

9.一种卫星网络化测控系统，其特征在于，包括：测控中心、至少一个地面测控站和多个卫星节点，

所述测控中心，用于将网络遥控文件发送给其中一个地面测控站，并接收各地面测控站转发的网络遥测文件；

所述地面测控站，用于接收卫星节点转发的网络遥测文件，并将所述网络遥测文件转发给所述测控中心；其中一个地面测控站，还用于接收并解析所述网络遥控文件，获取测控路径表，将不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件转发给与自身建立星地链路的卫星节点；

所述卫星节点，用于接收测控路径表及网络遥控包装文件，根据测控路径表的第一个前向路径确定自身是否为测控节点，若是，则对该第一个前向路径对应的被测节点进行点到点测控，若所述测控路径表中还包括不属于自身测控的被测节点，则当前不能与第一个前向路径上自身的下一跳节点建立星间链路时，存储不属于自身测控的被测节点的测控路径表及网络遥控包装文件以便于以后建立星间链路后再转发；若作为被测卫星，则用于在测控节点的遥控下采集遥测数据，并将所述遥测数据发送给测控节点。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述测控中心，还用于根据测控需求文件及星历文件生成网络遥控文件，并将所述网络遥控文件发送到其中一个地面测控站，所述网络遥控文件中包括测控路径表和多个被测节点的网络遥控包装文件；以及用于解析所述网络遥测文件，获取卫星遥测信息，根据所述卫星遥测信息更新下一时段的测控需求文件。

Images