CN103678498B - 一种卫星有效载荷数据通用解析方法 - Google Patents

Abstract

一种卫星有效载荷数据通用解析方法，本发明将卫星有效载荷的数据包格式统一表述成表格化的数据格式配置文件，通过更改表格化的数据格式配置文件中的内容，实现对有效载荷数据中各项参数的提取，提高了对卫星有效载荷数据参数提取的通用性；在表格化数据格式配置文件中引入了循环数组的数据格式，实现了对包长度可变的卫星有效载荷数据各项参数提取；将卫星有效载荷各项参数的工程值翻译统一表述成表格化的数据翻译文件，实现各项参数转化为工程值；结合表格化数据格式配置文件中定义的参数代号，在表格化数据翻译文件中采用“条件”和“表达式”的方式，实现了对复杂的工程值翻译，提高了该方法的通用性。

Description

一种卫星有效载荷数据通用解析方法

技术领域

本发明涉及一种卫星有效载荷数据通用解析方法，特别是一种基于表格化配置文件的卫星电子有效载荷数据通用解析方法，属于卫星有效载荷数据解析领域。

背景技术

随着卫星应用领域的扩大，卫星电子有效载荷的种类也在不断增加，卫星电子有效载荷的数据类型类别也随之增多。目前对卫星电子有效载荷数据的解析，基本上是对不同类型的卫星有效载荷所产生的不同类型类别的数据专门编制对应的软件进行解析。

电子载荷数据虽然可以通过编制专用的解析软件可以满足对电子载荷数据解析的需求，但是这样存在重复劳动、软件编制容易出现错误和漏洞，不利于节约软件开发成本。特别是在卫星集成测试单位，有不同类型电子载荷的卫星总装进行集成测试，使得上述情况尤为突出。并且不同型号的卫星电子有效载荷的专用解析软件均需用户重新适应，带来测试效率降低。现在急需要一种卫星有效载荷的通用解析方法。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供了一种卫星有效载荷数据通用解析方法，解决了卫星有效载荷地面测试时对不同电子载荷数据的解析的问题，提高软件代码的使用效率，节约编制专用解析软件成本，增强了软件的可靠性。

本发明的技术解决方案：

一种卫星有效载荷数据通用解析方法包括步骤如下：

（1）编写配置文件，根据卫星电子有效载荷数据的格式，编写表格化数据格式配置文件和表格化数据翻译文件；

（2）加载并判断配置文件是否符合格式规定，若符合则进入步骤（3），否则进入步骤（1）；

（3）载入卫星有效载荷数据；

（4）依据表格化数据格式配置文件的内容，提取步骤（3）中载入的卫星有效载荷数据中各项参数；

（5）根据需求判断是否将步骤（4）中提取的各项参数翻译为工程值，若需要则进入步骤（6），否则进入步骤（7）；

（6）依据表格化数据翻译文件的内容，将步骤（4）中提取的卫星有效载荷各项参数翻译为工程值，然后进入步骤（7）；

（7）判断步骤（5）中卫星有效载荷数据各项参数或步骤（6）中卫星有效载荷数据参数工程值是否需要图形显示，若需要则进入步骤（8），否则显示步骤（4）中提取的卫星有效载荷数据各项参数并进入步骤（9）；

（8）显示步骤（7）中需要显示的卫星有效载荷数据的各项参数，并进入步骤（9）；

（9）结束。

所述步骤（1）中的表格化数据格式配置文件，是根据卫星电子有效载荷数据的数据包格式规定对载荷参数提取方式的一种表格化文件，表格化数据格式配置文件中每个参数由参数名称、参数代号、数据类型、排列方式、数据位置、标识字内容、循环数组起始位置和循环数组代号来表示；参数名称是卫星电子有效载荷数据中各项参数的名称；参数代号是各项参数在表格化数据格式配置文件中的唯一代号，是进行运算的变量，参数代号必须以字母开头；数据类型是卫星电子有效载荷的参数提取后数值类型，规定了参数所对应的二进制数据转换的数据类型；排列方式规定了载荷数据中双字、字和字节的读取顺序：规定了双字是按高字在前还是低字在前的方式读取、规定了对字是按高字节在前还是低字节在前的方式读取以及规定了对字节是按高比特位在前还是低比特位在前方式读取；数据位置是规定了参数在每个数据包中以第1个标识符为基准的相对位置，具体位置由起始位置和结束位置表述；标识符内容规定了作为标识符的数据内容，可以将多个数据位置和数据内容固定的参数设置为标识符来联合搜索数据包（旨在提高从卫星有效载荷数据中检索数据包的准确率，避免将电子有效载荷数据中与标识符相同的数据错误地作为数据包标识字）并将其按照数据包进行解析；循环起始位置和循环数组代号用于将固定数据格式转化为了表格化数据格式配置，使其可以适应长度可变的数据包格式，并具备数据格式配置文件循环嵌套的功能。

所述步骤（1）中的表格化数据翻译文件是将载荷各项参数进行工程值翻译的一种表格化文件。表格化数据翻译文件，是根据卫星电子有效载荷数据的各项参数的协议将对应的数据翻译为工程值，与“表格化数据格式配置文件”（含针对循环数组的配置文件）中的参数相对应。表格化数据翻译文件中参数是由参数名称、参数代号、条件、表达式来表述；通过引入表格化数据格式配置文件中定义的参数代号，实现了参数工程值的直接翻译、不同工程值范围参数的翻译、需进行数值运算的参数的工程值翻译、以及需结合其它参数数值的工程值翻译。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）本发明由于采用了表格化文件的方式，可以通过不同的配置文件解析多种有效载荷数据，本发明通用性强，适用性较广。

（2）本发明提高了软件适用效率、降低了软件代码编译成本和提高了软件的可靠性。

（3）本发明不仅能适应固定长度的数据包，还能适应可变长度的数据包，数据包的长度可变主要由多组循环数组引起的，。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

如图1所示，本发明包括表格化数据格式配置文件、表格化数据翻译配置文件以及数据输出和图形显示，本发明具体实施步骤如下：

一种卫星有效载荷数据通用解析方法包括步骤如下：

（1）编写配置文件，根据卫星电子有效载荷数据的数据包格式，编写表格化数据格式配置文件和表格化数据翻译文件；

卫星电子有效载荷数据是由若干个数据包（或者帧）组成的，并且数据包之间可能会因为数据传输的要求在相邻两个数据包之间填充字符，这些填充字符不属于载荷数据。卫星电子载荷数据中同一种数据包有相同的格式，即可以按照参数的排列顺序将数据包中的载荷参数提取出来。

表格化数据格式配置文件规定了参数名称、参数代号、数据类型、排列方式、数据位置、标识字内容、循环数组起始位置和循环数组代号。表1为某型电子载荷表格化数据格式配置文件示例。

表1表格化数据格式配置文件

参数名称是卫星电子有效载荷数据中各项参数的名称。

参数代号是各项参数在表格化数据格式配置文件中的唯一代号，是进行运算的变量，参数代号必须以字母开头。

数据类型是卫星电子有效载荷的参数提取后数值类型，规定了参数所对应的二进制数据转换的数据类型，数据类型是分为两类：一类是将参数标识为搜索同一种数据包的关键数据（或字符），即表1中“数据包包头”、“GPS同步帧头”；另一类是规定了将参数的二进制数据转换为相应数值，即表1中其它数据类型，如“多比特”、“补码”、“无符单字”等，可以根据需要增减数据类型或特定类型。具体的数据分类见表2。

表2数据类型

排列方式规定了载荷数据中双字、字和字节的读取顺序：1.规定了双字是按高字在前还是低字在前的方式读取；2.规定了对字是按高字节在前还是低字节在前的方式读取，如表3所示；3.规定了对字节是按高比特位在前还是低比特位在前方式读取，如表4所示。为便于处理，按照排列方式处理之后的数据均为高字在前、高字节在前、高比特位在前。排列方式的表示按照“双字+字+字节”的定义进行规定，例如LHH中，第一个“L”表示双字按低字在前读取，第二个“H”表示单字按照高字节在前读取，第三个“H”表示字节按高比特位在前读取。

表3排列方式（双字和字）

表4排列方式（字节）

数据位置是规定了参数在每个数据包中以第1个标识符为基准的相对位置，具体位置由起始位置和结束位置表述。其中，起始位置和结束位置由字节序号和比特位序号组成。将每个数据包中第1个标识符中第1个字节作为基准并定义为第0个字节，其后的字节序号依次递增，直至数据包结束。从字节的高比特位到低比特位序号为：0～7。起始位置和结束位置由该参数数据所在的字节序号和比特位序号表示。字节序号和比特位序号是载荷数据包在按排列方式处理前的顺序进行排列的。数据位置即是起始位置和结束位置之间的数据，表示方式为BXbY－BXbY，其中X为字节序号，Y为第X字节中的比特位序号，“－”前的起始位置序号，“－”后的结束位置序号。如表5所示，B12b6-B13b0则表示为“001”（二进制）。当数据位置为整字节时，可以省略比特位序号，例如B12-B13则表示为“ACB1”（二进制），B12则表示为“AC”（十六进制）。当只有起始位置没有结束位置，按照起始位置读取字节或1个比特位，例如“GPS秒”为B2，“下位机主备份工作”为B9b0。

表5数据位置

标识符内容规定了标识符的具体数据内容，作为检索载荷数据中数据包的关键标识。同时，可以将多个数据位置和数据内容均不变的参数设置为标识符，以实现联合检索数据包，旨在提高检索的准确率，避免将载荷数据中与标识符相同的数据作为数据包来解析。如表1中“数据包包头”、“GPS同步帧头”、“卫星标志符”作为标识符，其内容分别为“22CCAA55”、“19BC”和“CCCC”。

循环起始位置和循环数组代号是针对数据包中连续重复出现固定数据格式的参数数据所设计。如果数据包中循环数组重复次数固定，则将其定义为一个“参数”提取出来，再按照循环数组格式进行解析其各项参数。如果数据包中循环数组重复次数不固定且重复次数来自于数据包中的某项参数，则如表1中“采样数”作为循环数组的重复次数，在其后填写循环数组的起始位置和循环数组代号，其循环数据名称为CYC；循环数组CYC配置文件的格式要求与表1相同。其中，循环数组起始位置是循环数组开始的字节序号和比特位序号，循环数组代号将确定所规定的数据格式。

表6针对循环数组的表格化数据格式配置文件

表格化数据翻译文件，根据卫星电子有效载荷数据各项参数的协议将对应的数据翻译为工程值，与“表格化数据格式配置文件”（含针对循环数组的配置文件）中的参数相对应。如表7所示，表格化数据翻译文件主要包括参数名称、参数代号、条件、表达式；通过引入表格化数据格式配置文件中定义的参数代号，实现了对参数工程值直接翻译、对不同工程值范围的参数的翻译、对参数进行数值运算的工程值翻译、对需结合其它参数数值的工程值翻译。其中，各项参数的翻译“条件”与“表达式”是一一对应。对不需要翻译的数据，如“数据包包头”、“GPS同步帧头”、“GPS秒”、“系统时间”等参数的“条件”和“表达式”项目为空，解译为之前依据数据格式配置文件提取的参数数值。对直接翻译的参数，在“条件”和“表达式”项目中填写相应的翻译值，例如“下位机主备份工作”参数解析后为“0”或“1”，则在“条件”和“表达式”对应的填入“0”和“主份”，以及“1”和“备份”。对“工作模式”参数而言，在“条件”项中描述参数的范围，例如“条件”为“0-3”，“表达式”为“模式1”，则表示当“工作模式”参数的数值在0至3时，将其翻译为“模式1”。另外，“条件”为“Other”，则表示除之前所有“条件”之外的数值。对于需要经过数值计算的参数，需要在“表达式”中填写相应的计算公式。如表7所示，“幅度”参数实际上是表示0V～5V的数据，故在“表达式”中填入“F2/64×5”，在“条件”中填入“ALL”，则表示该参数适用于整个参数的取值范围。对需要依据其它参数来进行翻译的参数，在“条件”中需采用参数代号进行描述，如表8中的“频率参数”参数需要依据“工作模式”参数的数值，来进行翻译。例如“条件”为“C1=0”，而“表达式”为“F3×10”。

表7表格化翻译配置文件

表8表格化循环数组翻译配置文件

（2）加载并判断配置文件是否符合格式规定，若符合则进入步骤（3），否则进入步骤（1）；

（3）载入卫星有效载荷数据；

（4）依据表格化数据格式配置文件的内容，提取步骤（3）中载入的卫星有效载荷数据中的各项参数；

（5）根据需求判断是否将步骤（4）中提取的各项参数翻译为工程值，若需要则进入步骤（6），否则进入步骤（7）；

（6）依据表格化数据翻译文件将步骤（4）中提取的卫星有效载荷各项参数翻译为工程值，然后进入步骤（7）；

（7）判断步骤（5）中卫星有效载荷数据各项参数或步骤（6）中卫星有效载荷数据参数工程值是否需要图形显示，若需要则进入步骤（8），否则显示步骤（4）中提取卫星有效载荷数据的各项参数并进入步骤（9）；

（8）显示步骤（7）中需要显示的卫星有效载荷数据各项参数，并进入步骤（9）；

（9）结束。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种卫星有效载荷数据通用解析方法，其特征在于步骤如下：

(1)编写配置文件，根据卫星电子有效载荷数据的格式，编写表格化数据格式配置文件和表格化数据翻译文件；

(2)加载并判断配置文件是否符合格式规定，若符合则进入步骤(3)，否则进入步骤(1)；

(3)载入卫星有效载荷数据；

(4)依据表格化数据格式配置文件的内容，提取步骤(3)中载入的卫星有效载荷数据中各项参数；

(5)根据需求判断是否将步骤(4)中提取的各项参数翻译为工程值，若需要则进入步骤(6)，否则进入步骤(7)；

(6)依据表格化数据翻译文件的内容，将步骤(4)中提取的卫星有效载荷各项参数翻译为工程值，然后进入步骤(7)；

(7)判断步骤(5)中卫星有效载荷数据参数或步骤(6)中的卫星有效载荷数据参数工程值是否需要图形显示，若需要则进入步骤(8)，否则显示步骤(4)中提取的卫星有效载荷数据各项参数并进入步骤(9)；

(8)显示步骤(7)中需要显示的卫星有效载荷数据各项参数，并进入步骤(9)；

(9)结束。

2.根据权利要求1所述的一种卫星有效载荷数据通用解析方法，其特征在于在：所述步骤(1)中的表格化数据格式配置文件，是根据卫星电子有效载荷数据的数据包格式规定载荷参数提取方式的一种表格化文件。表格化数据格式配置文件中每个参数由参数名称、参数代号、数据类型、排列方式、数据位置、标识字内容、循环数组起始位置和循环数组代号来表示。参数名称是卫星电子有效载荷数据中各项参数的名称；参数代号是各项参数在表格化数据格式配置文件中的唯一代号，是进行运算的变量，参数代号必须以字母开头；数据类型是卫星电子有效载荷的参数提取后数值类型，规定了参数所对应的二进制数据转换的数据类型；排列方式规定了载荷数据中双字、字和字节的读取顺序：规定了双字是按高字在前还是低字在前的方式读取、规定了对字是按高字节在前还是低字节在前的方式读取、以及规定了对字节是按高比特位在前还是低比特位在前方式读取；数据位置是规定了参数在每个数据包中以第1个标识符为基准的相对位置，具体位置由起始位置和结束位置表述；标识符内容规定了作为标识符的数据内容，可以将多个数据位置和数据内容固定的参数设置为标识符来联合搜索数据包，并将其按照数据包进行解析；循环数组起始位置和循环数组代号用于将固定数据格式转化为了表格化数据格式配置，使其可以适应长度可变的数据包格式，并具备数据格式配置文件循环嵌套的功能。

3.根据权利要求1所述的一种卫星有效载荷数据通用解析方法，其特征在于在：所述步骤(1)中的表格化数据翻译文件，是将载荷各项参数进行工程值翻译的一种表格化文件。表格化数据翻译文件中参数是由参数名称、参数代号、条件、表达式来表述；通过引入表格化数据格式配置文件中定义的参数代号，实现了参数工程值的直接翻译、不同工程值范围参数的翻译、需进行数值运算的参数的工程值翻译、以及需结合其它参数数值的工程值翻译。