CN104155130B - 一种小卫星综合测试智能判读系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小卫星综合测试智能判读系统，该系统包括：参数订阅模块、数据分发模块、判读管理模块、判读执行模块、时钟服务模块、基础数据访问模块、指令处理模块、界面显示模块、以及网络通信模块。判读系统接收卫星测试过程中的实时测试数据，处理分析后，根据不同判读模式和判读算法对遥控指令、遥测参数、测试状态、测试信息流等进行逻辑判断，生成判读过程信息和判读结果信息。本发明采用包括指令判读、状态判读、关键参数判读、信息流判读的多种类型判读，明确了判读执行包括结果、循环、增量、转换，通过对判读类型的划分有效的提高了判读准确率和覆盖性。

Description

一种小卫星综合测试智能判读系统

技术领域

本发明属于小卫星综合测试领域，具体地，涉及一种小卫星综合测试智能判读系统。

背景技术

卫星故障预测和智能判读技术在卫星测试及在轨运行测试中都具有重要意义。越来越多的卫星综合测试单位更加注重卫星测试过程中的自动判读和智能判读技术的研究。一个完善的智能判读体系能够很大程度的提高卫星综合测试效率，减少人工干预并且降低误判的概率。同时提升综合测试的自动化执行能力。

以往的小卫星综合测试判读方式为简单的参数上下限判断、参数分层值跳变判断和简单的参数逻辑判断、指令判读为相关参数上下限判读等。这些判读方式的判据录入和修改比较繁琐，同时，虚警率较高。大部分判读过程都需要人工干预，缺乏对整星状态的判读和更加实际的逻辑判断能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种小卫星综合测试智能判读系统。

本发明采用的技术方案包括：

一种小卫星综合测试智能判读系统，包括：参数订阅模块、数据分发模块、判读管理模块、判读执行模块、时钟服务模块、基础数据访问模块、指令处理模块、界面显示模块、以及网络通信模块，其中，

参数订阅模块：向外部的实时和历史数据库发送需要订阅的参数，并接收实时数据库返回的所订阅的实时参数工程值和源码，并且将参数工程值和源码发送给数据分发模块；

数据分发模块：开辟缓冲区，用于缓存来自参数订阅模块的信息；接收参数订阅模块发送的实时参数工程值和源码，并根据判读管理模块的请求，将实时参数工程值和源码传送给判读管理模块；

基础数据访问模块：从外部的基础数据库获取测试基础信息数据，包括：遥测参数信息、遥控指令信息、以及判据信息；

指令处理模块：实时接收来自主测试处理器的遥控指令信息，根据该遥控指令信息向判读管理模块发送前判请求，并接收判读管理模块返回的前判结果信息，如果前判成功，则向遥控前端发送遥控指令，之后指令处理模块向判读管理模块发送后判请求；如果前判不成功，则不向遥控前端发送遥控指令；

判读管理模块：(1)接收数据分发模块发送的参数工程值和源码，并从基础数据访问模块获取遥测参数信息、遥控指令信息和判据信息；(2)根据指令处理模块发送的判读请求，将遥测参数信息、遥控指令信息、判据信息、参数工程值和源码发送给判读执行模块；然后向判读执行模块发送指令判读请求和信息流判读请求，由判读执行模块进行具体的判读，并接收判读执行模块传送的判读结果，并将判读结果分别传送给界面显示模块、网络通信模块、指令处理模块；(3)根据数据分发模块实时发送的参数工程值和源码的刷新，判断与该参数工程值和源码对应的参数是否属于状态判读和关键参数判读，如果属于状态判读和关键参数判读，则向判读执行模块发送判读请求，由判读执行模块进行相应的状态判读和关键参数判读，并接收判读执行模块返回的判读结果，并将判读结果分别传送给界面显示模块和网络通信模块；

判读执行模块：接收判读管理模块发送的遥测参数信息、遥控指令信息、判据信息、参数工程值和源码，并按照指令判读、状态判读、关键参数判读、信息流判读四种判读类型将判读请求推送到相应的判读队列；判读队列取出其中的判据信息，根据判据信息中的判读时限向时钟服务模块发送包括该判读时限的计时请求，并接收时钟服务模块返回的计时结束信息，如果判读时间结束还没有达到判读结果要求，则判读失败，否则，判读成功，判读执行模块向时钟服务模块发送计时结束的信息，由时钟服务模块退出计时；指令判读执行和状态判读执行时，从判据信息中获取判读类型，包括结果判读、循环判读、增量判读、转换判读，再根据判读类型将遥测参数信息、参数工程值和源码进行运算后得出判读结果，并将判读结果返回给判读管理模块；信息流判读执行时，按照遥控指令信息划分到分系统，根据该分系统指令共有属性进行判读，并将判读结果返回给判读管理模块；关键参数判读执行时，从遥测参数信息中获取参数类型信息，对参数进行采样分析，当参数波动范围超出预期结果时给出警告，并将判读结果返回给判读管理模块；

时钟服务模块：接收判读执行模块发送的计时请求，进行判读计时，当收到判读执行模块的判读成功信息后，退出计时；如果判读时限结束仍未收到判读执行模块的计时结束信息，时钟服务模块则向判读执行模块返回判读超时的信息；

界面显示模块：接收判读管理模块发送的判读结果信息，并在系统界面显示判读结果；

网络通信模块：接收判读管理模块发送的判读结果信息，将判读结果发送到实时和历史数据库，由实时和历史数据库存储接收到的判读结果。

与现有技术相比，根据本发明的小卫星综合测试智能判读系统具有有益的技术效果：

(1)本发明采用了包括指令判读、状态判读、关键参数判读、信息流判读的多种类型判读，明确了判读执行包括结果、循环、增量、转换，通过对判读类型的划分有效的提高了判读准确率和覆盖性；

(2)本发明建立了一种具体的判读方式-状态判读，状态判读通过多种参数组合而成，通过这种方式将以前抽象的问题具体化，用户可以自由定义状态参数生成具体的工作状态，判读系统获取用户定义的状态判断是否满足状态定义；

(3)本发明采用一种新的智能分析技术，可以根据参数的变化范围、波动趋势进行智能分析，并对波动的范围、分布形态进行自适应调整，根据设置进行适当的提示，辅助测试人员进行进一步的分析与判断；

(4)本发明采用模块设计级多线程技术，判读核心功能包括判读管理模块和判读执行模块。判读系统可以与自动化执行系统结合，实现卫星测试自动化。

附图说明

图1为根据本发明的系统的原理框图；

图2为本发明的判读管理流程图；

图3为本发明的判读执行－指令判读流程图；

图4为本发明的判读执行－状态判读流程图；

图5为本发明的判读执行－关键参数判读流程图；

图6为本发明的判读执行－信息流判读流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对根据本发明的小卫星综合测试智能判读系统做进一步详细的说明。

根据小卫星综合测试判读的需求，本发明包括指令判读、参数判读、状态判读、信息流判读四种形式。判读分类包括结果、循环、增量、转换判读方式。用户可以通过系统和终端软件全面了解测试卫星的运行情况，为进一步实现小卫星综合测试自动化打下坚实基础。

如图1所示，根据本发明的系统包括参数订阅模块、网络通信模块、界面显示模块、数据分发模块、判读管理模块、基础数据访问模块、指令处理模块、判读执行模块、时钟服务模块。判读分类包括指令判读、状态判读、关键参数判读、信息流判读。其中，核心技术为判读管理模块、判读执行模块。

其中，参数订阅模块向外部的实时和历史数据库发送需要订阅的参数，并接收实时数据库返回的所订阅的实时参数工程值和源码，并且将参数工程值和源码发送给数据分发模块。

数据分发模块开辟缓冲区，用于缓存来自参数订阅模块的信息；接收参数订阅模块发送的实时参数工程值和源码，并根据判读管理模块的请求，将实时参数工程值和源码传送给判读管理模块。

基础数据访问模块：从外部的基础数据库获取测试基础信息数据，包括：遥测参数信息、遥控指令信息、以及判据信息。

指令处理模块：实时接收来自主测试处理器的遥控指令信息，根据该遥控指令信息向判读管理模块发送前判请求，并接收判读管理模块返回的前判结果信息，如果前判成功，则向遥控前端发送遥控指令，之后指令处理模块向判读管理模块发送后判请求；如果前判不成功，则不向遥控前端发送遥控指令。

判读管理模块：(1)接收数据分发模块发送的参数工程值和源码，并从基础数据访问模块获取遥测参数信息、遥控指令信息和判据信息；(2)根据指令处理模块发送的判读请求，将遥测参数信息、遥控指令信息、判据信息、参数工程值和源码发送给判读执行模块；然后向判读执行模块发送指令判读请求和信息流判读请求，由判读执行模块进行具体的判读，并接收判读执行模块传送的判读结果，并将判读结果分别传送给界面显示模块、网络通信模块、指令处理模块；(3)根据数据分发模块的实时发送的参数工程值和源码的刷新，判断与该参数工程值和源码对应的参数是否属于状态判读和关键参数判读，如果属于状态判读和关键参数判读，则向判读执行模块发送判读请求，由判读执行模块进行相应的状态判读和关键参数判读，并接收判读执行模块返回的判读结果，并将判读结果分别传送给界面显示模块和网络通信模块；上面提到的指令处理模块发送的判读请求，包括指令前判请求和指令后判请求。

判读执行模块：接收判读管理模块发送的遥测参数信息、遥控指令信息、判据信息、参数工程值和源码，并按照指令判读、状态判读、关键参数判读、信息流判读四种判读类型将判读请求推送到相应的判读队列；判读队列取出其中的判据信息，根据判据信息中的判读时限向时钟服务模块发送包括该判读时限的计时请求，并接收时钟服务模块返回的计时结束信息，如果判读时间结束还没有达到判读结果要求，则判读失败，否则，判读成功，判读执行模块向时钟服务模块发送计时结束的信息，由时钟服务模块退出计时；指令判读执行和状态判读执行时，从判据信息中获取判读类型，包括结果判读、循环判读、增量判读、转换判读，再根据判读类型将遥测参数信息、参数工程值和源码进行运算后得出判读结果，并将判读结果返回给判读管理模块；信息流判读执行时，按照遥控指令信息划分到分系统，根据该分系统指令共有属性进行判读，并将判读结果返回给判读管理模块；关键参数判读执行时，从遥测参数信息中获取参数类型信息，对参数进行采样分析，当参数波动范围超出预期结果时给出警告，并将判读结果返回给判读管理模块。在前述判读执行模块的描述中提到的信息流判读，是面向同一类型的指令，具有公共判据部分的判读，完成指令集合的公共判读。

时钟服务模块：接收判读执行模块发送的计时请求，进行判读计时，当收到判读执行模块的判读成功信息后，退出计时；如果判读时限结束仍未收到判读执行模块的计时结束信息，时钟服务模块则向判读执行模块返回判读超时的信息。

界面显示模块：接收判读管理模块发送的判读结果信息，并在系统界面显示判读结果。

网络通信模块：接收判读管理模块发送的判读结果信息，将判读结果发送到实时和历史数据库，由实时和历史数据库存储接收到的判读结果。

判读的具体流程如下：

(1)初始化，判读管理模块和判读执行模块初始化，网络通信模块建立判读管理模块与实时和历史数据库之间的网络通信，基础数据访问模块从外部的基础数据库读取测试基础信息数据，参数订阅模块与外部的实时和历史数据库建立连接关系，时钟服务模块进行初始化；

(2)触发判读管理模块，判读管理模块通过基础数据访问模块读取遥测参数信息、遥控指令信息和判据信息；

(3)判读管理模块将获取的信息推送到判读执行模块；

(4)判读执行模块从判读队列中取出判据信息，根据判据信息选取判读类型，如：指令判读、参数判读、状态判读、信息流判读；

(5)判读执行模块执行判读时，根据判读时限启动判读时钟；

(6)判读管理模块通过数据分发模块向参数订阅模块获取相关遥测参数工程值和源码；

(7)判读执行模块通过判读管理模块获取判据遥测参数工程值和源码；

(8)判读管理模块将遥测参数信息、遥控指令信息、判据信息、参数工程值和源码发送给判读执行模块，判读执行模块按照结果判读、循环判读、增量判读、转换判读进行判读；

(9)判读完成后判读执行模块向判读管理模块返回判读结果；

(10)判读管理模块将判读结果发送到界面显示模块和网络通信模块。界面显示模块显示判读管理模块返回的判读结果，网络通信模块接收判读管理模块发送的判读结果信息，并将这些信息存入实时和历史数据库。

如图2所示，判读管理模块的判读管理过程包括指令判读管理、状态判读管理、关键参数判读管理和信息流判读管理。

1、指令判读管理过程：接收指令处理模块发送的指令判读请求，根据指令所关联的判据信息查找判据参数信息(判据参数号与判据号形成关联的Map中查找)，再根据判据参数号从数据分发模块获取参数工程值和源码，生成指令判读的数据结构，放入指令判读队列，等待判读执行模块取出该数据。之后将指令号作Key值，判据号、判据参数号等信息作为Value值存入Map中，作为判读执行过程依据。

2、状态判读管理过程：根据状态判据信息查找判据参数信息(判据参数号与判据号形成关联的Map中查找)，再根据判据参数号从数据分发模块获取参数工程值和源码，生成状态判读的数据结构，放入状态判读队列，等待判读执行模块取出该数据。以状态号为Key值，以判据号、判据参数为Value值，生成Map的映射结构。

3、关键参数判读管理过程：根据关键参数判据信息查找判据参数信息(判据参数号与判据号形成关联的Map中查找)，再根据判据参数号从数据分发模块获取参数工程值和源码，生成关键参数判读的数据结构，放入关键参数判读队列，等待判读执行模块取出该数据。

4、接收指令处理模块发送的信息流判读请求，根据指令系统号所关联的判据信息查找判据参数信息(判据参数号与判据号形成关联的Map中查找)，再根据判据参数号从数据分发模块获取参数工程值和源码，生成信息流判读的数据结构，放入信息流判读队列，等待判读执行模块取出该数据。

根据判读管理模块的判读要求，触发具体的判读执行模式，主要包括指令判读、状态判读、关键参数判读、信息流判读。

1、判读执行模块-指令判读

如图3所示，该功能主要分为两部分，即指令前判据判读和指令后判据判读。指令前判据判读与指令后判据判读流程一致。指令判读触发条件为指令处理模块发送指令。

前判据判读：当判读管理模块从指令处理模块接收到指令信息即触发该指令前判据判读。后判据判读：当判读管理模块从指令处理模块接收到指令发送成功信息即触发该指令后判据判读。支持将指令前判据判读结果返回给主测试处理器，以供主测试处理器作为发送指令的依据。支持将指令后判据判读结果传送至组播接口，以供数据采集软件接收并存入实时数据库。

该功能的判读过程具有时效性，由时钟服务模块进行时钟管理。判读执行模块采用线程的工作方式，判读执行线程从指令判读执行队列中取出判读数据结构，检测判据号所关联的判据是否已定时，如果没有定时，则调用时钟服务模块进行计时，之后获取判据参数的类型，如果类型为结果或者增量，那么判据参数就不再进行计时，如果参数判断类型为循环，则取出参数的判断时限进行计时。然后执行指令判读执行函数，判读结束后将判读结果返回给判读管理模块。

2、判读执行模块-状态判读，图4所示，是对卫星状态进行监视判读。判读触发条件是状态判读参数更新。判读执行线程从状态判读执行队列中取出判读数据结构，根据状态判据信息要求调用状态判读执行函数，当判据参数满足某种状态判据要求时，将判读结果返回给判读执行模块，否则继续判读。

3、判读执行模块-关键参数判读，图5所示，该功能主要作用是对卫星一些关键参数信息进行监视和判读。关键参数判读触发条件是关键参数更新。判读执行线程从关键参数判读执行队列中取出判读数据结构，根据状态判据信息要求调用关键参数判读执行函数，当判据参数满足某种关键参数判据要求时，将判读结果返回给判读执行模块，否则继续判读。

该功能模块能够读取判读处理线程中的参数数据信息作为判读依据。支持将判读结果传送到组播接口，以供数据采集软件接收并存入实时数据库。该功能是由参数数据信息更新触发判读执行。

关键参数判读算法描述，在正常情况下，模拟量参数的特性决定了其随时间周期性连续变化，围绕中心值进行上下波动，在特殊情况下(如外加激励或系统动作调整)，参数值会持续攀升或持续下降，经过一段时间后保持稳定，围绕新的中心值重新波动。如果只是简单的对数值进行判断，很容易造成误判。针对这种情况，采用一种新的智能分析技术，可以根据参数的变化范围、波动趋势进行智能分析，并对波动的范围、分布形态进行自适应调整。当参数变化超出波动范围或波动标准时自动做出识别，当波动稳定后，用新的标准替代旧的标准，重新调整参数的波动范围及波动标准，实现自适应功能。

4、判读执行模块-信息流判读，图6所示，指令判读触发条件为指令处理模块执行成功后。判读执行线程从信息流判读执行队列中取出判读数据结构，检测判据号所关联的判据是否已定时，如果没有定时，则调用时钟服务模块进行计时，之后获取判据参数的类型，如果类型为结果或者增量，那么判据参数就不再进行计时，如果参数判断类型为循环，则取出参数的判断时限进行计时。然后执行信息流判读执行函数，判读结束后将判读结果返回给判读管理模块。

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)

1.一种小卫星综合测试智能判读系统，包括：参数订阅模块、数据分发模块、判读管理模块、判读执行模块、时钟服务模块、基础数据访问模块、指令处理模块、界面显示模块、以及网络通信模块，其特征在于：

参数订阅模块：向外部的实时和历史数据库发送需要订阅的参数，并接收实时数据库返回的所订阅的实时参数工程值和源码，并且将参数工程值和源码发送给数据分发模块；

数据分发模块：开辟缓冲区，用于缓存来自参数订阅模块的信息；接收参数订阅模块发送的实时参数工程值和源码，并根据判读管理模块的请求，将实时参数工程值和源码传送给判读管理模块；

基础数据访问模块：从外部的基础数据库获取测试基础信息数据，包括：遥测参数信息、遥控指令信息、以及判据信息；

指令处理模块：实时接收来自主测试处理器的遥控指令信息，根据该遥控指令信息向判读管理模块发送前判请求，并接收判读管理模块返回的前判结果信息，如果前判成功，则向遥控前端发送遥控指令，之后指令处理模块向判读管理模块发送后判请求；如果前判不成功，则不向遥控前端发送遥控指令；

判读管理模块：(1)接收数据分发模块发送的参数工程值和源码，并从基础数据访问模块获取遥测参数信息、遥控指令信息和判据信息；(2)根据指令处理模块发送的判读请求，将遥测参数信息、遥控指令信息、判据信息、参数工程值和源码发送给判读执行模块；然后向判读执行模块发送指令判读请求和信息流判读请求，由判读执行模块进行具体的判读，并接收判读执行模块传送的判读结果，并将判读结果分别传送给界面显示模块、网络通信模块、指令处理模块；(3)根据数据分发模块实时发送的参数工程值和源码的刷新，判断与该参数工程值和源码对应的参数是否属于状态判读和关键参数判读，如果属于状态判读和关键参数判读，则向判读执行模块发送判读请求，由判读执行模块进行相应的状态判读和关键参数判读，并接收判读执行模块返回的判读结果，并将判读结果分别传送给界面显示模块和网络通信模块；

判读执行模块：接收判读管理模块发送的遥测参数信息、遥控指令信息、判据信息、参数工程值和源码，并按照指令判读、状态判读、关键参数判读、信息流判读四种判读类型将判读请求推送到相应的判读队列；判读队列取出其中的判据信息，根据判据信息中的判读时限向时钟服务模块发送包括该判读时限的计时请求，并接收时钟服务模块返回的计时结束信息，如果判读时间结束还没有达到判读结果要求，则判读失败，否则，判读成功，判读执行模块向时钟服务模块发送计时结束的信息，由时钟服务模块退出计时；指令判读执行和状态判读执行时，从判据信息中获取判读类型，包括结果判读、循环判读、增量判读、转换判读，再根据判读类型将遥测参数信息、参数工程值和源码进行运算后得出判读结果，并将判读结果返回给判读管理模块；信息流判读执行时，按照遥控指令信息划分到分系统，根据该分系统指令共有属性进行判读，并将判读结果返回给判读管理模块；关键参数判读执行时，从遥测参数信息中获取参数类型信息，对参数进行采样分析，当参数波动范围超出预期结果时给出警告，并将判读结果返回给判读管理模块；

时钟服务模块：接收判读执行模块发送的计时请求，进行判读计时，当收到判读执行模块的判读成功信息后，退出计时；如果判读时限结束仍未收到判读执行模块的计时结束信息，时钟服务模块则向判读执行模块返回判读超时的信息；

界面显示模块：接收判读管理模块发送的判读结果信息，并在系统界面显示判读结果；以及

网络通信模块：接收判读管理模块发送的判读结果信息，将判读结果发送到实时和历史数据库，由实时和历史数据库存储接收到的判读结果。