CN105183479B - 一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统 - Google Patents
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Abstract
一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，利用数据定义轴对元数据进行展示和编辑，利用算法托盘区对元数据的计算公式和计算结果进行展示，在具体的设计过程中可以实现元数据的拖拽、批量复制和码制变换，在进行展示时，可以对整个计算过程进行实时展示，本发明中的系统可以更加全面的展示卫星遥测数据解析过程，最大程度上满足了卫星遥测数据解析算法设计与展示的需求。
Description
技术领域
本发明是一种算法设计与展示系统，特别是一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，属于卫星数据监控行业遥测数据分析领域。
背景技术
卫星属于空间飞行器，其通信方式采用微波无线通讯，在卫星监控行业中，卫星下行遥测数据分析是业界软件的必备组件，但遥测数据分析大多采用定制化的开发方式或配置式运行方式，设计师分析问题缺乏界面直观，操作方便的工具，配置过程工作量大，导致遥测数据分析方法生产速度低下，生产周期长，并且调试手段少，因此，卫星遥测设计师缺乏一种能够辅助其快速完成遥测数据分析算法设计工作的工具软件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，利用数据定义轴对元数据进行展示和编辑，利用算法托盘区对元数据的计算公式和计算结果进行展示，在具体的设计过程中可以实现元数据的拖拽、批量复制和码制变换，在进行展示时，可以对整个计算过程进行实时展示，本发明中的系统可以更加全面的展示卫星遥测数据解析过程，最大程度上满足了卫星遥测数据解析算法设计与展示的需求。
本发明的技术解决方案：一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，包括：至少两个数据定义轴和至少一个算法托盘区；
所述数据定义轴为尺型结构，用于对卫星遥测数据进行展示；所述数据定义轴从上至下分级排布，每两个相邻级的数据定义轴中间有一个算法托盘区；
所述算法托盘区包括多个算法托盘，算法托盘的输入为两个相邻级的数据定义轴中上一级数据定义轴中数据的计算公式，在进行展示时，算法托盘区对数据定义轴中数据的计算结果进行展示。
所述数据定义轴依次包括负极限指示区、元数据操作区、自动追加操作区和正极限指示区；
所述负极限指示区响应鼠标右键点击操作，点击后设置元数据的负极值；
所述元数据操作区对元数据进行显示和编辑；
所述自动追加操作区响应鼠标拖拽操作和鼠标右键点击操作，分别用于实现对元数据的复制和自动追加次数的编辑；
所述正极限指示区显示数据定义轴的长度统计值。
所述元数据操作区包括元数据拖拽区、元数据尺寸展示区、元数据命名区和元数据分割延长线；
所述元数据拖拽区与元数据尺寸展示区重叠，元数据拖拽区响应鼠标左键释放操作，实现元数据的复制和生成功能；
所述元数据尺寸展示区用于显示基于数据定义轴长度单位的计算值；
所述元数据命名区用于显示元数据名称；
所述元数据分割延长线响应鼠标左键点击，当点击鼠标左键时，元数据分割延长向上下两个方向延展。
所述元数据拖拽区响应鼠标左键释放操作，若拖拽的元数据来自上一级数据定义轴，则在当前元数据拖拽区所在的元数据操作区之前插入一个新的元数据操作区，在新的元数据操作区中生成左对齐算法和码制变换算法，用于将拖拽的元数据左对齐并进行码制变换，并在两级数据定义轴之间生成一个空的算法托盘；若拖拽的元数据来自同一级数据定义轴，则在当前元数据拖拽区所在的元数据操作区之前插入一个新的元数据操作区，在新的元数据操作区中生成一个新的元数据，新生成元数据的名称与拖拽的元数据不同，尺寸和码制与拖拽的元数据相同。
所述元数据命名区响应用户鼠标点击操作，当点击鼠标左键时，用户进行元数据名称的编辑，当点击鼠标右键时，弹出右键菜单，进行元数据码制转换算法的设定，所述元数据码制包括：原码、补码、BCD码、8421码、IEEE754浮点数和字符串。
所述自动追加操作区响应鼠标拖拽操作和鼠标右键点击操作，分别用于实现对元数据的复制和自动追加次数的编辑；具体为：
当将元数据通过鼠标拖拽到自动追加操作区时，系统在数据定义轴最后位置自动生成M个与用户选择的元数据内容和尺寸相同的元数据，所述M为自动追加操作区中显示的自动追加的次数；
当点击鼠标右键时，将弹出追加次数编辑框，对自动追加次数进行编辑。
所述负极限指示区和正极限指示区响应鼠标右键点击操作，用于对数据定义轴的长度单位进行编辑。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)与数学分析方法软件相比，本发明不仅展示丰富的数学公式，还能通过数据定义轴和算法托盘区清晰的展示公式应用变量的定位、尺寸等信息，还能展示多个公式之间的计算顺序；
(2)本发明根据bit流卫星微波数据编码特点，支持数据的bit流定位分解、码值对齐变换和码制变换，最大程度上适应了卫星遥测数据解析算法设计与展示的需求；
(3)本发明定义了一些编辑码元数据的软件操作方法(拖拽、批量复制等)，大大简化了配置遥测数据解析公式中的人机交互操作次数。
附图说明
图1为数据定义轴示意图；
图2为数据定义轴元数据分割延长线操作过程示意图；
图3为数据定义轴数据悬停分割插入操作过程示意图；
图4为数据定义轴元数据拖拽与自动追加生成操作过程示意图；
图5为数据定义轴元数据自动追加生成操作过程示意图；
图6为数据定义轴元数据码制定义操作过程示意图；
图7为时间轴多层分解行示意图；
图8为定义轴顺序调整操作过程示意图；
图9为遥测数据定义过程示例图；
图10为遥测数据调试过程示例图；。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，包括：至少两个数据定义轴和至少一个算法托盘区；
所述数据定义轴为尺型结构，用于对卫星遥测数据进行展示；所述数据定义轴从上至下分级排布，每两个相邻级的数据定义轴中间有一个算法托盘区；
如图1所示为数据定义轴示意图，从图1可知，所述数据定义轴依次包括负极限指示区、元数据操作区、自动追加操作区和正极限指示区；
所述负极限指示区响应鼠标右键点击操作，点击后设置元数据的负极值；
所述元数据操作区对元数据进行显示和编辑；所述元数据操作区包括元数据拖拽区、元数据尺寸展示区、元数据命名区和元数据分割延长线；
所述元数据拖拽区与元数据尺寸展示区重叠，元数据拖拽区响应鼠标左键释放操作，实现元数据的复制和生成功能；
所述元数据拖拽区响应鼠标左键释放操作，若拖拽的元数据来自上一级数据定义轴，则在当前元数据拖拽区所在的元数据操作区之前插入一个新的元数据操作区，在新的元数据操作区中生成左对齐算法和码制变换算法，用于将拖拽的元数据左对齐并进行码制变换，并在两级数据定义轴之间生成一个空的算法托盘；具体过程如图3所示。
若拖拽的元数据来自同一级数据定义轴，则在当前元数据拖拽区所在的元数据操作区之前插入一个新的元数据操作区，在新的元数据操作区中生成一个新的元数据，新生成元数据的名称与拖拽的元数据不同，尺寸和码制与拖拽的元数据相同，具体过程如图4所示。
以上过程举例如下：
如果将X(8bit)元数据，拖拽到邻级的B(16bit)元数据上时，系统自动生成左对齐算法和空算法托盘，如果B为上一级则生成B复制到X的对齐算法，如果B为下一级则生成X复制到B的左对齐算法。
如果将X(8bit)元数据，拖拽到任何数据定义轴操作区时，系统自动生成一个(8bit)元数据，其名为Xn(n为系统整数计数)(如图3所示)；
如果将X(8bit)元数据，拖拽到追加次数操作区时，系统在本级最后位置自动生成“追加次数”个8bit元数据。(如图4、5所示)；
所述元数据尺寸展示区用于显示基于数据定义轴长度单位的计算值；例如：数据长度8bit尺寸单位为bit，那么将显示8bit；数据长度8bit尺寸单位为byte，那么将显示1byte。
所述元数据命名区用于显示元数据名称；所述元数据命名区响应用户鼠标点击操作，当点击鼠标左键时，用户进行元数据名称的编辑，当点击鼠标右键时，弹出右键菜单，进行元数据码制转换算法的设定，在数据输入此元数据前生成对应码制转换算法。如：输入码制为“原码”，本元数据码制为“补码”，则生成从“从原码到补码”的转换算法。所述元数据码制包括：原码、补码、BCD码、8421码、IEEE754浮点数和字符串，具体如图6所示。
所述元数据分割延长线响应鼠标左键点击，当点击鼠标左键时，元数据分割延长向上下两个方向延展，方便用户观看数据，元数据分割延长线操作过程示意图如图2所示。
所述自动追加操作区响应鼠标拖拽操作和鼠标右键点击操作，分别用于实现对元数据的复制和自动追加次数的编辑；具体为：
当将元数据通过鼠标拖拽到自动追加操作区时，系统在数据定义轴最后位置自动生成M个与用户选择的元数据内容和尺寸相同的元数据，所述M为自动追加操作区中显示的自动追加的次数；具体过程如图4和图5所示。
当点击鼠标右键时，将弹出追加次数编辑框，对自动追加次数进行编辑。
所述正极限指示区显示数据定义轴的长度统计值。所述负极限指示区和正极限指示区响应鼠标右键点击操作，用于对数据定义轴的长度单位进行编辑。如：一个定义轴单位为bit，其由X(8bit)、B(16bit)构成，负极限为4bit，这时，正极限显示28bit。正极限指示区响应鼠标“右键”点击操作，弹出数据定义轴长度尺寸选择菜单。
所述算法托盘区包括多个算法托盘，算法托盘的输入为两个相邻级的数据定义轴中上一级数据定义轴中数据的计算公式，在进行展示时，算法托盘区对数据定义轴中数据的计算结果进行展示。
基于以上对数据定义轴和算法托盘区的定义，可以进一步的定义时间轴数据多层分解行，主要用于分段函数数据解析过程的展示，所述时间轴数据多层分解行包括时间轴、数据定义轴、算法托盘区和分段条件算法托盘区、函数生成控制区构成。(如图7所示)
时间轴从上向下排列，展示算法执行顺序(如图7所示)，数据定义轴分为两种：顺序函数数据定义轴(圆点图标)和分段函数数据定义轴(三角图标)，用户通过点击时间轴上的“函数生成控制区”中的对应图标来产生。用户通过鼠标拖拽时间轴上的函数图标可调整数据定义轴的顺序(如图8所示)。
顺序函数数据定义轴如图1所示，包括算法托盘区和数据定义轴。分段函数定义轴包括算法托盘区、分段条件算法托盘区和数据定义轴(如图7所示)。
分段函数由一个分段条件算法托盘区、一个子时间轴和若干个子顺序函数定义轴构成。(如图7所示)
分段条件算法托盘区中只能输入唯一一个算法公式，公式中只能使用上一级定义轴中任何元数据。算法托盘区从左到右可定义大量算法，算法必须有输出，并通过箭头图标指定到下一级的元数据；输入参数可以没有，如果有则必须为上一级元数据。子时间轴的节点与子顺序函数定义轴一一对应。
数据定义轴长度尺寸支持一下的长度单位如表1所示：
表1
| 序号 | 长度单位 | 元数据最小定义长度(bit) |
| 1 | Bit | 1bit |
| 2 | Byte | 8bit |
| 3 | Word | 16bit |
| 4 | DWord | 32bit |
| 5 | Qword | 64bit |
每个定义轴最长20.48kbit，即在单位为Bit时，定义轴存在20480个显示单位尺寸格，每个单位尺寸格占0.01英寸显示宽度。
数据定义轴和其上的所有图形区域都是一个独特的图形组件，每个组件都实现了拖拽操作接口DragDrop、DragEnter、等多个鼠标操作事件接口，每种图形组件按照表2选择对应操作。
表2
时间轴多层分解行和其上的所有图形区域都是一个独特的图形组件，每个组件都实现了拖拽操作接口DragDrop、DragEnter等多个鼠标操作事件接口，每种图形组件按照表3选择对应操作。
表3
关于图形组件操作表，即表2和表3中相关功能的详细说明：
时间轴的邻级判定方法，两级的序号差的绝对值为1。
时间轴的邻级输入输出方向判定方法，序号小的对象为输出，另一个为输入，所有算法的操作方向是“从输出到输入”。
时间轴邻级算法生成功能的实现，根据操作方向和码制，生成从输出到输入的算法，并生成一个“空算法”托盘和两个箭头线，从输出元数据坐标中点到算法托盘上边沿坐标中点，再从算法托盘下边沿坐标中点到输入元数据坐标中点。
时间轴轴位置交换功能，根据拖拽发起方和拖拽放下方，将发起方移动到放下方之前，然后，调整放下方及其后所有定义轴的轴序号。
算法托盘结果复制方向关联功能，在算法托盘中记录，算法结果的输入元数据对象序号，并根据输入元数据码制和尺寸，生成转换算法。
实施例
下面以利用本发明建立某卫星X遥测数据包解析算法定义过程说明。
X遥测数据包帧格式说明。
数据包长48bit，具体参数分割和公式如表4所示：
表4
具体算法设计和展示分为两步：
第一步，录入以上遥测数据解析公式，如图9所示；
第二步，运行对应卫星的计算软件，观察解析计算结果，图10所示。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，使用本发明的领域技术人员能够根据具体协议的情况，向系统中添加具体协议控制逻辑，而不脱离本发明的权利要求。
本发明未详细说明内容为本领域技术人员公知技术。
Claims (6)
1.一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，其特征在于包括：至少两个数据定义轴和至少一个算法托盘区；
所述数据定义轴为尺型结构，用于对卫星遥测数据进行展示；所述数据定义轴从上至下分级排布，每两个相邻级的数据定义轴中间有一个算法托盘区；
所述数据定义轴依次包括负极限指示区、元数据操作区、自动追加操作区和正极限指示区，其中：
所述负极限指示区响应鼠标右键点击操作，点击后设置元数据的负极值；
所述元数据操作区对元数据进行显示和编辑；
所述自动追加操作区响应鼠标拖拽操作和鼠标右键点击操作，分别用于实现对元数据的复制和自动追加次数的编辑；
所述正极限指示区显示数据定义轴的长度统计值；
所述算法托盘区包括多个算法托盘，算法托盘的输入为两个相邻级的数据定义轴中上一级数据定义轴中数据的计算公式，在进行展示时，算法托盘区对数据定义轴中数据的计算结果进行展示。
2.根据权利要求1所述的一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，其特征在于：所述元数据操作区包括元数据拖拽区、元数据尺寸展示区、元数据命名区和元数据分割延长线；
所述元数据拖拽区与元数据尺寸展示区重叠，元数据拖拽区响应鼠标左键释放操作，实现元数据的复制和生成功能；
所述元数据尺寸展示区用于显示基于数据定义轴长度单位的计算值；
所述元数据命名区用于显示元数据名称；
所述元数据分割延长线响应鼠标左键点击，当点击鼠标左键时，元数据分割延长向上下两个方向延展。
3.根据权利要求2所述的一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，其特征在于：所述元数据拖拽区响应鼠标左键释放操作，若拖拽的元数据来自上一级数据定义轴，则在当前元数据拖拽区所在的元数据操作区之前插入一个新的元数据操作区，在新的元数据操作区中生成左对齐算法和码制变换算法，用于将拖拽的元数据左对齐并进行码制变换，并在两级数据定义轴之间生成一个空的算法托盘；若拖拽的元数据来自同一级数据定义轴，则在当前元数据拖拽区所在的元数据操作区之前插入一个新的元数据操作区，在新的元数据操作区中生成一个新的元数据，新生成元数据的名称与拖拽的元数据不同，尺寸和码制与拖拽的元数据相同。
4.根据权利要求2所述的一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，其特征在于：所述元数据命名区响应用户鼠标点击操作，当点击鼠标左键时，用户进行元数据名称的编辑，当点击鼠标右键时，弹出右键菜单，进行元数据码制转换算法的设定，所述元数据码制包括：原码、补码、BCD码、8421码、IEEE754浮点数和字符串。
5.根据权利要求1所述的一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，其特征在于：所述自动追加操作区响应鼠标拖拽操作和鼠标右键点击操作，分别用于实现对元数据的复制和自动追加次数的编辑；具体为：
当将元数据通过鼠标拖拽到自动追加操作区时，系统在数据定义轴最后位置自动生成M个与用户选择的元数据内容和尺寸相同的元数据，所述M为自动追加操作区中显示的自动追加的次数；
当点击鼠标右键时，将弹出追加次数编辑框，对自动追加次数进行编辑。
6.根据权利要求2所述的一种卫星遥测数据解析算法设计与展示系统，其特征在于：所述负极限指示区和正极限指示区响应鼠标右键点击操作，用于对数据定义轴的长度单位进行编辑。
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