CN102541540A - 一种多星遥测参数图形化配置系统 - Google Patents

Abstract

一种多星遥测参数图形化配置系统，包括原码帧/包结构生成器、多星遥测参数继承管理器、遥测参数管理器和解析转换器；采用图形化方式进行遥测参数配置，通过建立遥测原码和图形化界面元素的关联关系，将遥测参数配置过程以可视化的图形方式显示，将配置过程非专业化和可视化，解决了现有遥测参数配置过程中不直观、速度慢、容易出错以及专业要求高的问题。

Description

一种多星遥测参数图形化配置系统

技术领域

本发明涉及一种多星遥测参数图形化配置工具，采用一种图形化配置方式快速进行多星的遥测参数配置，提高遥测数据处理的标准化和效率。

背景技术

遥测数据目前是地面获取卫星所有情况的唯一手段，其重要性是不言而喻的。遥测数据是由许多遥测参数采样数据集成在一起的，且以一定数据结构形式组织起来的数据的集合。

进行航天器遥测数据处理时，首先要从数据流或文件形式的数据中集中解出各个参数的数据原始码，然后再进行从数据原始码到物理量的计算，即用给定的公式或处理方法，对参数的数据原始码进行加工、转换，最后即可得到参数的工程值，这是人们需要的最终结果。

如何从遥测原码计算出遥测物理量，需要知道每个遥测参数信息，包括参数属性、解码位置、处理公式和扩展处理信息等，遥测参数配置就是对遥测参数信息进行配置，便于遥测处理程序解析。遥测参数配置的准确和快速是遥测数据处理的关键点。遥测参数配置通常有两种方式，一种是利用编写代码方式描述遥测参数配置信息；另一种是根据生成遥测工程值所需的条件来生成遥测参数配置文件，然后由遥测处理系统读取配置文件对遥测原码进行解析，这种方式多见于采用平台化遥测处理方式的软件系统。前一种方式针对性强，适用性差；第二种配置文件方式适用性较好，但是由于一颗星遥测参数非常多，少则几百，多则二千多，用遥测参数和处理方法的一一匹配，工作量较大效率低，人工描述经常出错。今后卫星遥测处理面对的特点：一是卫星数量逐年增多，二是遥测参数量越来越大，处理方法越来越复杂，三是卫星平台化趋势，同平台卫星遥测数据结构基本相同。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种多星遥测参数图形化配置系统，该系统采用一种图形化配置方式快速进行多星的遥测参数配置，提高遥测数据处理的标准化和效率。

本发明的技术解决方案是：一种多星遥测参数图形化配置系统，包括原码帧/包结构生成器、多星遥测参数继承管理器、遥测参数管理器和解析转换器；

原码帧/包结构画面生成器，根据解析转换器存储的遥测基本结构描述信息，生成二维矩阵图，矩阵的行、列分别与遥测原码格式的主帧和副帧相对应；用户根据实际遥测参数处理方法定义，在生成的二维矩阵图中调用遥测参数管理器中的公式模板或者在生成的二维矩阵图中设置状态量信息，在公式模板中配置处理公式，生成一个实际参数的公式计算实例；原码帧/包结构画面生成器实现对用户配置的处理公式或设置的状态量进行遥测参数配置，生成遥测参数配置信息；

解析转换器，在系统的配置阶段，将用户录入的卫星遥测帧/包结构配置文件解析成遥测基本结构描述信息并存储；在系统的遥测解码阶段，将接收到的卫星下传的原码帧或包数据进行识别，根据识别出的帧包信息以及原码帧/包结构画面生成器生成的遥测参数配置信息获得处理参数列表以及公式计算实例；向公式计算实例中代入识别出的帧包结构中的原码数值，调用遥测参数管理器中对应的动态链接库，计算获得遥测参数处理结果；

遥测参数管理器，对处理公式模板进行管理；根据用户的录入公式模板信息描述文件及动态链接库，生成处理公式模板；所述的动态链接库为处理公式的执行主体；所述的公式模板信息描述文件包含计算方式名称、计算方式描述、公式中系数、关联参数、原码长度和计算方法库信息。

还包括多星遥测参数继承管理器，调用并复制已配置好的卫星遥测参数配置信息，生成新的卫星遥测参数配置信息，根据新旧卫星遥测参数的区别，用户进行修改，快速完成新卫星的遥测参数配置。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明采用图形化方式进行遥测参数配置，通过建立遥测原码和图形化界面元素的关联关系，将遥测参数配置过程以可视化的图形方式显示，将配置过程非专业化和可视化，解决了现有遥测参数配置过程中不直观、速度慢、容易出错以及专业要求高的问题；

(2)本发明通过配置信息复用的方式，利用类似卫星遥测参数配置信息快速生成新的卫星遥测参数配置信息，减少了重复工作，降低了配置过程中的出错几率，提高了配置工作的效率和质量，实现多星遥测参数配置图形化显示和配置工作的批量化。

附图说明

图1为本发明系统简图；

图2为本发明二维矩阵图；

图3为本发明状态量的遥测参数配置原码字节拆分示意图；

图4为本发明公式管理界面。

具体实施方式

如图1所示，参数图形化快速配置工具主要实现遥测原码帧(包)的图形配置，并利用遥测参数自定义公式、参数代号、参数类型等数据定义进行解析，能够快速定位到帧的具体位置。主要包括原码帧/包结构生成器、多星遥测参数继承管理器、遥测参数管理器、解析转换器四大模块。下面详细对每个部分进行介绍。

(一)原码帧/包结构画面生成器

原码帧/包结构画面生成器第一步是实现原码帧或包结构图形化，为定位提供图形界面；第二步是实现从处理公式或状态量到遥测参数的配置，提高配置效率和准确率。

●原码帧或包结构图形化

实现原码帧或包结构图形化的目的就是要构造一个和遥测原码的数据结构相似的图形化界面，实现包括遥测参数的解码位置定位。

原码帧/包结构画面生成器，根据解析转换器存储的遥测基本结构描述信息，生成二维矩阵图，矩阵的行、列分别与遥测原码格式的主帧和副帧相对应；描述信息包含卫星名、主帧长度、副帧位置、副帧长度、帧同步码、是否包括包结构，如果包含包结构，需要输入包信息、包类型、包内帧模式、包内帧路数、包内帧最大循环数等。例如：如图2所示：从解析转换器获得的主帧长度20，副帧1的位置为3，其长度为32，副帧2的位置为5，其长度为64，生成的二维矩阵图如下图2所示：该二维矩阵图的行与遥测原码格式的主帧对应起来，列和遥测原码格式的副帧对应起来。

●从处理公式到遥测参数的配置

用户根据实际遥测参数处理方法定义，在生成的二维矩阵图中调用遥测参数管理器中的公式模板或者在生成的二维矩阵图中设置状态量信息，在公式模板中配置处理公式，生成一个实际参数的公式计算实例；原码帧/包结构画面生成器实现对用户配置的处理公式或设置的状态量进行遥测参数配置，生成遥测参数配置信息；

(1)处理公式抽象化

首先分析一次遥测数据处理过程。以某参数线性计算方法为例：

Y＝7.5432＊U-1.7654

其中Y代表计算结果，U代表电压量：

U＝α×N

其中N代表原码分层值，α代表每个分层值对应的电压量，α通过校准处理计算而来。

从上面两式可以看出，除了公式本身，计算遥测需要准备公式系数，如7.5432，1.7654等，原码分层值N和校准量α。其中校准量也是经过公式计算产生的，可以看作一种递归关系，所以暂不考虑校准量，由此可归纳出一个通用的原码计算函数：

Tm＝f(p，N)

该公式中包含了配置过程的全部要素，分别说明如下：

Tm表示某个遥测参数一次计算的结果；

f()表示处理公式，如线性计算公式，温度计算公式等。针对某个型号，有多个不同的Tm，采用同一种处理公式；

N表示原码，针对不同的Tm，只有N不同；

p表示关联参数值，遥测参数Tm不仅和N有关，还和p相关。p可以看作一种递归计算得出的。

通过处理公式的抽象化，所有的遥测参数配置都可以采用由处理公式到参数的对应来进行配置。

经过上述处理公式的抽象化，一个平台的系列卫星的处理公式最多可能不超过20个，通过图形化的公式来选择对应的参数大大提高了配置效率和准确率。例如：参数TM1、TM2、TM3、TM4、TM5...使用同一处理公式a＊a+b＊x，即Tm{1，2，3，4，5...}＝a＊a+b＊x，其中x＝{N1，N2，N3，N4，N5...}用户可以先选择公式，然后通过二维矩阵图中选择A1，A2，A3，A4，A5...的原码位置后，就可以1次完成多个遥测参数的配置。

对于状态量的遥测参数配置，先进行原码定位(在二维矩阵图中选出具体的位置)，然后将该原码字节拆分，将拆分结果以图形化方式显示，如图3所示。用户可以将每一位的位代号、位解释、位原值和位意义输入，完成状态量和遥测原码的对应。

(二)解析转换器

解析转换器，在系统的配置阶段，将用户录入的卫星遥测帧/包结构配置文件解析成遥测基本结构描述信息并存储，例如可以采用XML描述文件的方式，对卫星遥测帧/包结构配置信息进行描述，所描述的内容包括：卫星名、主帧长度、副帧位置、副帧长度、帧同步码、是否包括包结构，如果包含包结构，需要输入包信息、包类型、包内帧模式、包内帧路数、包内帧最大循环数等；

在系统的遥测解码阶段，将接收到的卫星下传的原码帧/包数据进行识别，例如依据原码帧/包中的卫星识别字段，确定数据所属卫星；依据帧计数，帧长度和帧同步码等信息，确定该帧/包数据所属的帧/包类别；根据识别出的帧包信息以及原码帧/包结构画面生成器生成的遥测参数配置信息获得处理参数列表以及公式计算实例；向公式计算实例中代入识别出的帧包结构中的原码数值，调用遥测参数管理器中对应的动态链接库，计算获得遥测参数处理结果；

(三)遥测参数管理器

遥测参数管理器，对处理公式模板进行管理；根据用户的录入公式模板信息描述文件及动态链接库，生成处理公式模板；

分析现有的东三、东四平台等航天器型号的遥测参数处理公式后，发现航天器平台的许多参数的处理公式大同小异，差别不大。公式管理采取模块化设计，抽取通用的处理方法(如温度处理、校准电平处理、模拟量转为状态量处理、线性内插处理、线性处理等)独立为模块，在各型号遥测参数配置时，公式可复用，提高配置效率。

先将各型号遥测参数处理公式进行分类，每个分类是一个独立的计算模块，只需规定插件接口协议规范，公式集合即可进行无限扩展。本工具提供了一个公式管理界面如下图4，用户对公式进行输入，工具可以智能生成与系数对应的输入框，包括对系数类型的校验等，以满足对公式的快速输入和正确性验证。

处理公式信息的录入、修改、删除：包括公式名称、公式描述、公式系数、关联参数、原码地址)。其中关联参数和原码地址可以手工输入，也可以打开由原码帧/包结构画面生成器生成的图形进行原码定位。

所述的动态链接库为处理公式的执行主体：一个处理公式模板根据统一的接口规范抽象并编译形成一个方法库(DLL文件)，在录入处理公式信息时，上传该方法库文件。工具内置了如下方法库：温度处理、线性内插、多项式曲线拟合、模拟量转为状态量、模拟量(AN)、热敏电阻(TH)、ES探测器温度，其它特殊方法库，只需要根据统一的接口规范开发后，上传即可。修改公式对应的方法库时，可以从现有的方法库选择，也可以上传新的方法库文件。

所述的公式模板信息描述文件可以将公式信息按Excel文件格式规范整理之后，将Excel文件的内容快速导入系统。Excel文件内容包括：包括计算方式名称、计算方式描述、公式中系数、关联参数、原码长度和计算方法库(DLL文件)。

管理人员或是配置人员可以根据处理公式名称、处理公式描述、公式中系数、关联参数、原码长度组合条件查询计算公式信息，以列表方式展示，当点击单个计算公式时，可以查看计算公式的详细信息。

(四)多星遥测参数继承管理器

多星遥测参数继承管理器，调用并复制已配置好的卫星遥测参数配置信息，生成新的卫星遥测参数配置信息，根据新旧卫星遥测参数的区别，用户进行修改，快速完成新卫星的遥测参数配置。

本发明为详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (2)

1.一种多星遥测参数图形化配置系统，其特征在于：包括原码帧/包结构生成器、多星遥测参数继承管理器、遥测参数管理器和解析转换器；

原码帧/包结构画面生成器，根据解析转换器存储的遥测基本结构描述信息，生成二维矩阵图，矩阵的行、列分别与遥测原码格式的主帧和副帧相对应；用户根据实际遥测参数处理方法定义，在生成的二维矩阵图中调用遥测参数管理器中的公式模板或者在生成的二维矩阵图中设置状态量信息，在公式模板中配置处理公式，生成一个实际参数的公式计算实例；原码帧/包结构画面生成器实现对用户配置的处理公式或设置的状态量进行遥测参数配置，生成遥测参数配置信息；

解析转换器，在系统的配置阶段，将用户录入的卫星遥测帧/包结构配置文件解析成遥测基本结构描述信息并存储；在系统的遥测解码阶段，将接收到的卫星下传的原码帧或包数据进行识别，根据识别出的帧包信息以及原码帧/包结构画面生成器生成的遥测参数配置信息获得处理参数列表以及公式计算实例；向公式计算实例中代入识别出的帧包结构中的原码数值，调用遥测参数管理器中对应的动态链接库，计算获得遥测参数处理结果；

遥测参数管理器，对处理公式模板进行管理；根据用户的录入公式模板信息描述文件及动态链接库，生成处理公式模板；所述的动态链接库为处理公式的执行主体；所述的公式模板信息描述文件包含计算方式名称、计算方式描述、公式中系数、关联参数、原码长度和计算方法库信息。

2.根据权利要求1所述的一种多星遥测参数图形化配置系统，其特征在于：还包括多星遥测参数继承管理器，调用并复制已配置好的卫星遥测参数配置信息，生成新的卫星遥测参数配置信息，根据新旧卫星遥测参数的区别，用户进行修改，快速完成新卫星的遥测参数配置。

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