CN103269388B - 一种通过卫星数传通道采集高速实时数据的方法 - Google Patents

Abstract

一种通过卫星数传通道采集高速实时数据的方法，步骤为：（1）根据卫星遥测文件的编写方法编写配置文件；（2）建立基础库与实时库，其中基础库用于存放配置文件，实时库存储测试过程中的实时测试数据；（3）将配置文件导入基础库，同时将配置文件封装成DLL文件；（4）根据遥测数据所包含的包标识，在数传通道上为每一包遥测数据分配一路传输通道，每路传输通道均分配有组播地址、端口号、信源号、信宿号、信息标识，以及对应的DLL形式的配置文件；（5）接收遥测数据包，根据包标识确定传输通道，调用此通道对应的DLL配置文件，并从基础库中读取与DLL配置文件中所对应的参数对接收的遥测数据包进行处理，并将处理结果存入实时库中。

Description

一种通过卫星数传通道采集高速实时数据的方法

技术领域

本发明涉及一种卫星数据实时采集方法。

背景技术

目前，我国小卫星上采用的数据采集方法是：通过测控信道下传，由CAN总线发送至星务中心计算机，星务中心计算机对发送来的遥测量进行提取，并打包在卫星的实时遥测量中，卫星实时遥测量统一进行格式编排后组成遥测帧，通过遥测处理电路将PCM信号发送至扩频应答机并由扩频应答机进行调制后传送到地面。

星务下行遥测通道每帧的数据长度为128字节，而绝大多数不从CAN总线下传的数据长度都大于128字节，比如机械手分系统工程参数，速变长度为1200字节，缓变则有6240字节，已经远远超出了星务中心计算机传送遥测数据的长度；GNC分系统GNCC速变遥测参数通过CAN总线传送220字节，星务中心计算机收到后通过测控信道下传其前100字节，后120字节只能从分系统研发的专用软件才可以看到。

因此，仅从测控信道下传遥测数据的方式已经远远不能满足对小卫星的测试需求，这给卫星测试过程带来了很多不便。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于卫星数传通道，可以实时采集大量不同遥测格式数据的方法。

本发明的技术解决方案是：一种通过卫星数传通道采集高速实时数据的方法，步骤如下：

（1）根据卫星遥测文件的编写方法编写配置文件，所述配置文件的内容包括遥测参数的代号、名称、类型、参数所占的字节数、路序号、处理方式，以及数值范围；

（2）建立基础库与实时库，其中基础库是用于存放步骤（1）中配置文件的数据库，实时库是存储测试过程中实时测试数据的数据库；

（3）将步骤（1）中所述的配置文件导入基础库，同时将步骤（1）中所述的配置文件封装成DLL文件；

（4）根据遥测数据所包含的包标识，在数传通道上为每一包遥测数据都分配一路传输通道，每一种遥测数据均采用不同的通讯协议，每路传输通道均分配有组播地址、端口号、信源号、信宿号、信息标识，以及对应的DLL文件形式的配置文件；其中同一颗卫星的所有通道都用一个组播地址，每颗卫星的信源号和信宿号均为固定值；

（5）接收遥测数据包，根据包标识确定对应的传输通道，调用这一路传输通道对应的DLL文件形式的配置文件，并从基础库中读取与DLL文件形式的配置文件中所对应的参数对接收的遥测数据包进行处理，并将处理结果存入实时库中。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明方法把遥测数据分成多路通道，每路通道分配不同端口号，以组播方式传送遥测参数，每路通道选择不同的配置文件，保证了每路通道都是独立的而不会相互影响，大大减轻了数据采集的压力。传统解析遥测不会配置端口号，并只选用一个配置文件，因此使用本发明方法可以提高实时数据采集的可靠性。同时，根据包标识确定对应的传输通道，调用这一路传输通道对应的DLL文件形式的配置文件，从基础库中读取与DLL文件形式的配置文件中所对应的参数对接收的遥测数据包进行处理。传统解析在大数据量的情况下，每秒超过5000个参数就会达到上限，本发明方法应用了基础库结合实时库，通过实时库调用基础库的关系，则每250毫秒就可以处理上万的参数，解决了高速率传输大量数据的需求。

附图说明

图1为本发明方法的流程框图。

具体实施方式

通过数传通道下传并解析数据的方法，可以解决传统的星务下传遥测数据的局限性。数传通道可以同时处理大量的遥测数据，而且不同于传统的以解包方式分配数据的方法，在数据采集过程中会调用每一路需要采集的数据的配置文件，所用的配置文件也较传统的相对简单。因此，从数传通道解析遥测数据的方法更能适应现有小卫星的测试节奏。

卫星遥测数据250毫秒一次，如此快的速度，要解决实时性问题，本发明依靠了基础库与实时库，基础库是存放所有配置文件的数据库，包括参数表、温度表、曲线表、直接指令表、间接指令表的数据库，是数据和数据处理的映射，也就是数据处理的关系。实时库是用来存储测试过程实时测试数据，并对外提供历史数据查询和实时数据订阅等功能，用户可以订阅实时测试数据和查询测试历史数据，这样通过实时库调用基础库的关系从而解决实时性。基础库的处理方法都封装成DLL文件，基础库通过调用DLL文件，从而实现数据处理关系的获取。

本发明的数据采集方法采用调用动态链接库的方式，把配置文件封装成DLL文件，基础库通过调用DLL文件实现数据处理关系的获取。由于接收的数据量巨大，需要分成很多数传信道进行传输，每个信道都要分配不同的端口、组播地址、信源、信宿等信息，这种方式是格式遥测，是传统遥测解析方式不具备的。实时数据接收之后，将遥测数据通过测试网络进行组播发送，然后等待接收下一帧数据再处理。

本发明方法的流程如图1所示，主要包括编写配置文件、本地封装DLL、配置文件导入基础库、分配多路数传通道、对每路通道进行配置、调用DLL文件等环节。

具体步骤如下：

1、编写配置文件。需要根据卫星遥测文件的编写方法完成，配置文件的内容包括遥测参数的代号、名称、类型、参数所占的字节数、路序号、处理方式，以及数值范围。参数代号可以自定义，只要方便理解与判读即可。参数类型如果是整型，那么处理方式就为直读，只显示出源码，不做进一步解析；参数类型如果是布尔型，那么就代表这个参数的字节需要拆分，根据遥测数据格式约定和处理要求把每比特的意义都配置出来。例如“下位机状态”在遥测数据中占用1个字节，1个字节中的8个比特都分别代表不同的遥测参数，第一比特的意义是配电器下位机状态、第二比特的意义是热控下位机状态、第三比特的意义是电源下位机状态，一直配置到第八比特。参数类型如果是浮点型，那么代表这个参数是个数值，就需要用遥测数据格式约定和处理要求中给出的当量代入公式计算出来，例如“母线电压”的当量为0.5，那么就要用遥测值乘以0.5才是母线电压值。路序号是排列参数顺序的编号，按照遥测数据格式约定和处理要求中给出的参数顺序进行编号；处理方式包括直读、曲线、温度、描述四种方式，根据参数类型进行不同方式的处理，整型为直读，浮点型为曲线或者温度、布尔型为描述；数值范围大多数为0至255，按照遥测数据格式约定和处理要求文件中规定的范围来编写。

2、本地封装DLL。把编写好的配置文件后缀改成“.dll”。

3、配置文件导入基础库。导入时不要导入.dll后缀的，要导入最原始的配置文件。基础库里默认存储有跟配置文件格式一样的空表，包括参数代号、名称、类型、参数所占的字节数、路序号、处理方式，以及数值范围，导入的意义在于按照两个表相同的格式一一对应，把制作好的配置文件导入到基础库中的空表中，这样基础库就会成功保存参数表。导入成功后会在基础库中的配置文件的每个参数名前面增添一列参数序号，这个序号是基础库自动生成并仅在基础库中生成，由于之前导入所用、在本地的配置文件里没有这一列参数序号，所以要重新打开配置文件，把这一列参数序号加在每个参数名前面，这样才能保证基础库中的配置文件与等待调用的在本地的配置文件格式一致，才可以正确读取遥测参数。

4、分配多路数传通道，依据卫星综合测试与数传专用检测设备通讯协议，可以把接收到的遥测数据分为多路通道下传，每路通道下传不同的遥测数据。根据遥测数据格式约定和处理要求中的包标识分配通道，例如GPSA机遥测、GPSB机遥测、数传工程遥测等等，这些遥测数据都有不同的包标识，每包都算一路通道，每路通道要分配组播地址、端口号、信源号、信宿号、信息标识、配置文件。同一颗卫星的所有通道都用一个组播地址，组播地址前3个字段固定为：230.255.255，最后一个字段为十进制值，取值方法为：10（基数）+卫星标识（十进制值：0～200）。端口号可以自定义，只要不重复即可。端口号的后两位是信息标识，例如端口号定义为3060，那么信息标识就是60。每颗卫星的信源号和信宿号是固定的，信源号在信息总体中占1个字节，每一个信源都唯一、固定对应一个数值（0～255），信宿标识在信息总体中占1个字节，每一个信宿都唯一、固定对应一个数值（0～255），信息体格式如表1所示。最后选择每路通道所要调用的配置文件，配置文件对应包中的遥测参数，根据包标识判断出是哪路通道后自动调用它，配置文件的编写方法在第二步具体说明。

表1综合测试信息总体格式

信息总体由信息头+信息体组成；信息头为固定17个字节

5、调用DLL文件，按照第一步最后的说明，根据包标识，找到某一个包，某一路通道，调用这一路通道对应的DLL文件，按照基础库中分配的参数序号读取DLL文件中对应的参数，从而完成遥测参数的实时采集。

以上就是本发明的完整过程。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种通过卫星数传通道采集高速实时数据的方法，其特征在于步骤如下：

(1)根据卫星遥测文件的编写方法编写配置文件，所述配置文件的内容包括遥测参数的代号、名称、类型、参数所占的字节数、路序号、处理方式，以及数值范围；

(2)建立基础库与实时库，其中基础库是用于存放步骤(1)中配置文件的数据库，实时库是存储测试过程中实时测试数据的数据库；

(3)将步骤(1)中所述的配置文件后缀改成.dll，然后将配置文件导入基础库，导入时不要导入.dll后缀的，要导入最原始的配置文件；

(4)根据遥测数据所包含的包标识，在数传通道上为每一包遥测数据都分配一路传输通道，每一种遥测数据均采用不同的通讯协议，每路传输通道均分配有组播地址、端口号、信源号、信宿号、信息标识，以及对应的DLL文件形式的配置文件；其中同一颗卫星的所有通道都用一个组播地址，每颗卫星的信源号和信宿号均为固定值；

(5)接收遥测数据包，根据包标识确定对应的传输通道，调用这一路传输通道对应的DLL文件形式的配置文件，并从基础库中读取与DLL文件形式的配置文件中所对应的参数对接收的遥测数据包进行处理，并将处理结果存入实时库中。