CN105302861B - 一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法 - Google Patents

一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105302861B
CN105302861B CN201510604619.8A CN201510604619A CN105302861B CN 105302861 B CN105302861 B CN 105302861B CN 201510604619 A CN201510604619 A CN 201510604619A CN 105302861 B CN105302861 B CN 105302861B
Authority
CN
China
Prior art keywords
telemetry
message
exception monitoring
amount
monitoring amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510604619.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105302861A (zh
Inventor
侯文才
李国军
王旭
刘强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd
Original Assignee
Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd filed Critical Aerospace Dongfanghong Satellite Co Ltd
Priority to CN201510604619.8A priority Critical patent/CN105302861B/zh
Publication of CN105302861A publication Critical patent/CN105302861A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105302861B publication Critical patent/CN105302861B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/22—Indexing; Data structures therefor; Storage structures
    • G06F16/2228—Indexing structures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/24—Querying
    • G06F16/245—Query processing
    • G06F16/2455—Query execution
    • G06F16/24552—Database cache management
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/24—Querying
    • G06F16/245—Query processing
    • G06F16/2457—Query processing with adaptation to user needs
    • G06F16/24578—Query processing with adaptation to user needs using ranking
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/24—Querying
    • G06F16/245—Query processing
    • G06F16/2458—Special types of queries, e.g. statistical queries, fuzzy queries or distributed queries
    • G06F16/2462—Approximate or statistical queries

Abstract

本发明涉及一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法。星务中心计算机通过自身采集或轮询下位机获取遥测数据。经过预处理后，区分出常态监测量和异常监测量，对于常态监测量按照统一遥测标准进行组包、格式化后发送到遥测信道；对于异常监测量，首先根据正确性判决表评估遥测量的正确性。若正确，不做后续处理；若错误，对出错的遥测量按照相关性复查表进行相关参数查询，组装成错误标记消息。错误标记消息压入发送队列后，适时被推送发布到遥测信道中。本发明可以有效提高遥测信道的利用率，同时提升遥测数据判读效率。

Description

一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法
技术领域
本发明提出一种基于消息推送机制的卫星遥测数据处理方法，属于卫星遥测信息处理领域。
背景技术
卫星在轨运行时，与地面的信息交互通道主要有两种：数传通道和测控通道。数传通道主要负责对载荷数据进行编码、格式化后下传到地面，是单工通信；测控通道以信息流方向划分为遥控上行和遥测下行。遥控上行主要是用于对星上设备工作状态、参数进行调节、设置。遥测下行信息直接能够反映星上设备工作环境、健康状态、任务执行进度等。主要用于地面对卫星进行常规维护和故障预判。随着卫星集成化程度越来越高，星上设备也更加复杂。若要全面地监视各单机、部件的工作状态，对于遥测参数数量的需求将急剧增加。而当前卫星传输带宽很难满足要求。通过加大发射功率的方式提高星上遥测码速率，将消耗更多的卫星能源，射频部件也需要进一步的升级，成本的提高是必然的。在不增加卫星的耗能与成本的前提下，如何提升遥测通道使用效率，成为亟待解决的技术问题。
在当前数据处理领域，常用压缩编码的方式对数据进行处理，以提升信息的传输效率。遥测数据压缩面临的最大难题是信道误码带来的误码扩散问题，传统压缩算法将多字节数据打包处理，一比特的错误将带来一包数据的错误，极大地影响了遥测数据的可信度，也使得遥测压缩算法迟迟得不到飞行验证的机会。
从调研来看，国内外对遥测数据的压缩均采取保守的态度，认为遥测数据压缩将有可能导致任务风险，因此在轨卫星很少采用对遥测数据的压缩。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提出一种基于消息推送机制的卫星遥测数据处理方法。
本发明的技术解决方案是：一种基于消息推送机制的卫星遥测数据处理方法，包括如下步骤：
(1)对星上遥测信息进行统计、分类，将遥测数据分为常态监测量、异常监测量；所述的常态监测量是指卫星正常在轨运行时，需要实时连续监测的遥测参数；异常监测量是指在卫星正常运行时，无需进行地面监视，而在故障事件出现后，需要作为重要依据进行原因排查的遥测量；
(2)将异常监测量以其对卫星安全威胁的紧急程度为依据进行优先级排序、编号；建立正确性判决表和相关性复查表；正确性判决表用于存放对每个异常监测量进行正确性评估的条件；复查表用于存放与异常监测量变化相关的参数信息，可以间接反映出故障事件出现的过程。
(3)在卫星加电工作后，星务中心计算机实时采集自身状态或轮询其他下位机获得遥测数据；对采集到的信息进行预处理，如果得到的是常态监测量，则按照统一遥测标准进行组包、格式化下传；如果是异常监测量，则将得到的遥测数据依据正确性判决表进行正确性评估检查；若异常监测量符合判据，则对该数据不作后续处理；若不符合，则进入步骤(4)；
(4)判断是单个异常监测量出现错误还是多个出现错误，如果是单个异常监测量错误，则进入步骤(5)；否则进入步骤(6)；
(5)以不符合判据的异常监测量序号为索引，在相关性复查表中查询该监测量的关联性信息，组装形成包含错误过程信息的错误标记消息；星务中心计算机主动推送该消息到遥测信道，进行格式化后，下传至地面；
(6)根据预先设定的异常监测量优先级，依次对不符合判据的异常监测量进行处理，进入步骤(7)；
(7)以不符合判据的异常监测量序号为索引，在相关性复查表中查询该监测量的关联性信息，组装形成包含错误过程信息的错误标记消息；然后，将消息依次发送到消息队列进行缓存，星务中心计算机分时推送发布该消息到遥测信道，进行格式化后，下传至地面。
为了满足卫星电测期间对所有遥测量进行覆盖性检查的需求，可以通过地面发送指令，控制与某异常监测量相关的错误标记消息通过遥测通道下传或停止下传至地面。
在相关性复查表内，每个异常监测量所对应的过程信息参数数量不一定相同，但最多不超过10个字节。
所述的正确性判决表和相关性复查表采用三模冗余的方式存储到星务中心计算机的嵌入式系统。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明提出的遥测数据处理方法采取了消息推送机制，实现了“常态+紧急”遥测数据信息组合的方式。在卫星处于正常状态时，只下传常态监测量。一旦星上出现故障，不符合判据条件的异常监测量将被自动检测出来。星务中心计算机自主推送含有该异常监测量的错误标记消息到遥测通道。该发明可以达到对有限遥测信道的高效利用的目的，也能满足紧急状态下对特定遥测数据监视的需求。
(2)本发明通过建立正确性判决表和相关性复查表，实现了星上自主故障诊断、消息通知等功能。星务中心计算机自动参照判决表的条件，对异常监测量进行正确性评估，对卫星健康状况作出智能判断。对含有异常监测量过程信息的错误标记消息能够进行实时推送，为地面维护人员提供了更为快捷、直观遥测输入，有利于提高故障排查效率；
(3)本发明提出的遥测数据处理方式从宏观上来讲，是对遥测数据进行无损压缩，任何比特错误都不会影响其他数据的传输正确性，具有较高可靠性；
(4)在卫星处于正常工作的状态下，地面也可以通过发送指令控制某异常监测量对应的错误标记消息下传，数据格式同自动推送时一致。该遥测数据处理方法简便灵活、可靠、适应性强，可用于卫星、空间站等各类航天器。
附图说明
图1为本发明提出的遥测数据处理方法的工作原理图；
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图1对本发明作进一步详细的描述：
以星务中心计算机与各总线节点(下位机)的数据约定、整星遥测文件格式约定作为输入，进行遥测数据统计、分类。整星所有设备的遥测量总和有上千个，甚至更多。由于篇幅有限不能穷举，本文举例进行说明。
常态监测量：在卫星正常运行时，需要实时进行采集监视的遥测量。如：主备机状态，电压电流值，任务指令执行计数，温度遥测，控温状态，数据通道开关、加解密状态等等；
异常监测量：在卫星正常运行时，无需进行地面监视，而在故障事件出现后，需要作为重要依据进行原因排查的遥测量。现梳理出电源异常标志、姿控异常标志、程控区指令更新标志、程控指令启动冲突标志、遥控数据接收错误标志、总线网络通信异常标志、加热回路自检状态等7个监测量。
将异常监测量以对整星安全威胁的紧急程度为依据进行优先级排序，优先级由高到低依次是：电源异常标志(A1)、姿控异常标志(A2)、程控区指令更新标志(A3)、总线网络通信异常标志(A4)、程控指令启动冲突标志(A5)、加热回路自检状态(A6)、遥控数据接收错误标志(A7)。
以异常监测量为索引建立正确性判决表和相关性复查表，如表1和表2所示。
表1异常监测量正确性判决表
表2异常监测量相关性复查表
将这些表格信息和映射关系转化为机器语言，三模冗余存储到星务中心计算机的嵌入式系统中。
卫星加电后，星务中心计算机通过对自身状态采集或轮询下位机获得遥测数据。而后，自动对常态监测量和异常监测量进行区分。对常态监测量进行采集后，根据统一遥测标准对分包遥测的定义，形成的遥测数据包格式如下表3所示，包括包主导头和数据域，其中各部分的含义解释如下：
包版本号：占用3位，指明分包遥测协议的版本号，一般为000
包类型：占用1位，用于区分该数据的类型，如区分遥测包、遥控包、压缩包等
副导头标志：占用1位，用于指示遥测包中有无副导头，如果有则填1，并在数据域填充副导头。常态监测量时，标志设为0，无副导头
应用过程识别：占用11位，用于识别该遥测包代表的应用过程识别，如姿控遥测包
顺序标志：占用2位，用于指示该遥测包是否分段
包顺序计数或包名称：占用14位，用于对遥测包进行计数或指示遥控包的名称
包长：占用16位，指明遥测包数据域的长度，一般为有效数据长度-1。
数据域：包含副导头和有效数据，长度为1～65536可变。
表3包格式
对于采集到的异常监测量，首先根据判决表对遥测量的正确性进行评估。若检查到电源异常标志A1＝99H，遥控数据接收错误标志A7＝99H，表明电源处于异常状态，同时遥控数据接收出现错误。通过查找表可知，A1的优先级为1，遥控数据接收错误标志A7的优先级为7，前者具有更高的响应级别。
在确定以异常监测量A1作为产生第一条消息的激励后，根据相关性复查表采集A1对应的参数信息，包括母线电压、蓄电池组电压、蓄电池组当前电量、蓄电池组温度、电源下位机通信状态等。为了保持遥测包格式统一，异常监测量在形成错误标记消息时，使用同常态监测量相同的数据格式，即统一遥测标准对分包遥测定义。与常态监测量的不同之处是，副导头标志设为1。在数据域的副导头位置填充异常监测量A1的序号(2字节)00 01H。数据域内有效数据区填充实时采集到的母线电压值(1字节)、蓄电池组电压(1字节)、蓄电池组当前电量(1字节)、蓄电池组温度(1字节)、电源下位机通信状态(1字节)等5个字节，见表4。这样就组成了以包主导头(6字节)、数据域(7字节)为内容的错误标记消息。将第一条错误标记消息压入消息队列缓冲区，等待推送发布。
数据域的内容格式
表4包数据域格式
在第二条消息组装过程中，是以异常监测量A7作为激励。星务中心计算机根据相关性复查表采集A7对应的参数信息。在数据域的副导头位置填充异常监测量A7的序号(2字节)00 07H。数据域内有效数据区填充数据版本号(1字节)、航天器识别字(2字节)、数据帧长(2字节)、接收长度(2字节)、数据异或和正确标志(1字节)，形成包含8个字节。这样就组成了以包主导头(6字节)、数据域(10字节)为内容的错误标记消息。该消息将作为第二条信息压入到消息队列，等待推送发布。
在所有错误标记消息完成组装后，星务中心计算机即时从消息队列中取出第一条错误标记消息推送到下传的遥测帧中，完成发布任务。将在下一任务周期内完成第二条错误标记消息的推送发布。
无论是单个还是多个异常监测量被检查出不符合判据条件，均按照上述处理过程进行错误标记消息的组装、推送和发布。
为了满足卫星电测期间对所有遥测量进行覆盖性检查的需求，地面可以通过发送指令控制不同异常监测量对应的错误标记消息进行在线组装、推送发布或者离线。
表5指令格式
指令标识：上注时地面和星务中心计算机约定的数据标志，当星务中心计算机收到数据判断该标识正确后进行相应参数设置等处理工作。
异常监测量序号：以十六进制表示，0-65535个异常监测量的路序，由地面用户根据需要选择。
在线/离线：在线表示要对异常监测量序号所对应的错误标记消息进行组装、推送和发布，用66H表示；离线表示停止对指令中异常监测量序号所对应的消息进行组装、推送和发布，用99H表示。
经过对小卫星遥测参数进行初步梳理、归类，得出约有1/3的遥测量可以归为异常监测量。据不完全统计，小卫星平均在轨故障率约为3～4次/星/年。采用本发明提出的基于消息推送机制的遥测数据处理方法，遥测通道在绝大部分时间内被常态遥测量占用；在紧急突发情况下，可以自动推送发布错误标记消息。这样的设计可以大大提升遥测信道的使用效率，促进卫星的自主管理能力提升。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (4)

1.一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)对星上遥测信息进行统计、分类，将遥测数据分为常态监测量、异常监测量；所述的常态监测量是指卫星正常在轨运行时，需要实时连续监测的遥测参数；异常监测量是指在卫星正常运行时，无需进行地面监视，而在故障事件出现后，需要作为重要依据进行原因排查的遥测量；
(2)将异常监测量以其对卫星安全威胁的紧急程度为依据进行优先级排序、编号；建立正确性判决表和相关性复查表；正确性判决表用于存放对每个异常监测量进行正确性评估的条件；复查表用于存放与异常监测量变化相关的参数信息；
(3)在卫星加电工作后，星务中心计算机实时采集自身状态或轮询其他下位机获得遥测数据；对采集到的信息进行预处理，如果得到的是常态监测量，则按照统一遥测标准进行组包、格式化下传；如果是异常监测量，则将得到的遥测数据依据正确性判决表进行正确性评估检查；若异常监测量符合判据，则对该数据不作后续处理；若不符合，则进入步骤(4)；
(4)判断是单个异常监测量出现错误还是多个出现错误，如果是单个异常监测量错误，则进入步骤(5)；否则进入步骤(6)；
(5)以不符合判据的异常监测量序号为索引，在相关性复查表中查询该监测量的关联性信息，组装形成包含错误过程信息的错误标记消息；星务中心计算机主动推送该消息到遥测信道，进行格式化后，下传至地面，并结束本任务周期遥测消息的推送；
(6)根据预先设定的异常监测量优先级，依次对不符合判据的异常监测量进行处理，进入步骤(7)；
(7)以不符合判据的异常监测量序号为索引，在相关性复查表中查询该监测量的关联性信息，组装形成包含错误过程信息的错误标记消息；然后，将消息依次发送到消息队列进行缓存，星务中心计算机分时推送发布该消息到遥测信道，进行格式化后，下传至地面，并结束本任务周期遥测消息的推送。
2.根据权利要求1所述的一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法，其特征在于：为了满足卫星电测期间对所有遥测量进行覆盖性检查的需求，可以通过地面发送指令，控制与某异常监测量相关的错误标记消息通过遥测通道下传或停止下传至地面。
3.根据权利要求1所述的一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法，其特征在于：在相关性复查表内，每个异常监测量所对应的过程信息参数数量不一定相同，但最多不超过10个参数。
4.根据权利要求1所述的一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法，其特征在于：所述的正确性判决表和相关性复查表采用三模冗余的方式存储到星务中心计算机的嵌入式系统。
CN201510604619.8A 2015-09-21 2015-09-21 一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法 Active CN105302861B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510604619.8A CN105302861B (zh) 2015-09-21 2015-09-21 一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510604619.8A CN105302861B (zh) 2015-09-21 2015-09-21 一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105302861A CN105302861A (zh) 2016-02-03
CN105302861B true CN105302861B (zh) 2018-11-23

Family

ID=55200132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510604619.8A Active CN105302861B (zh) 2015-09-21 2015-09-21 一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105302861B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108599835A (zh) * 2018-05-08 2018-09-28 上海微小卫星工程中心 一种可遥控订制的通用分包遥测技术
CN108966283B (zh) * 2018-06-25 2021-09-07 北京微纳星空科技有限公司 一种遥测数据压缩传输方法、装置和计算机可读介质
US11405141B2 (en) 2019-03-13 2022-08-02 Juniper Networks, Inc. Telemetry data error detection
CN111126020B (zh) * 2019-12-03 2023-09-29 航天东方红卫星有限公司 一种表格化自主安全模式设计方法及系统
CN111726392B (zh) * 2020-05-15 2021-10-12 清华大学 基于卫星移动轨迹的内容推送方法、系统及设备
CN112947326B (zh) * 2021-01-28 2022-09-06 深圳市科陆电子科技股份有限公司 模糊柔性台区供电质量数据处理方法、装置及存储介质
CN113242407A (zh) * 2021-04-25 2021-08-10 西安微电子技术研究所 一种星载实时可视化遥测系统
CN114354854B (zh) * 2022-01-06 2024-02-13 武汉祁联生态科技有限公司 一种烟气监测数据的异常检测方法
CN117713914B (zh) * 2024-02-06 2024-05-03 北斗天汇（北京）科技有限公司 一种北斗卫星智能遥测遥控通信一体化终端系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101788817A (zh) * 2010-01-29 2010-07-28 航天东方红卫星有限公司 一种基于星载总线的故障识别与处理方法
CN103941681A (zh) * 2014-03-31 2014-07-23 航天东方红卫星有限公司 一种基于阈值判断的延时遥测数据采样方法
CN104821894A (zh) * 2015-04-15 2015-08-05 航天东方红卫星有限公司 一种卫星在轨自主管理系统及自主管理方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0152221B1 (ko) * 1995-10-26 1998-11-02 정선종 원격측정 데이타의 출력 및 그 제어방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101788817A (zh) * 2010-01-29 2010-07-28 航天东方红卫星有限公司 一种基于星载总线的故障识别与处理方法
CN103941681A (zh) * 2014-03-31 2014-07-23 航天东方红卫星有限公司 一种基于阈值判断的延时遥测数据采样方法
CN104821894A (zh) * 2015-04-15 2015-08-05 航天东方红卫星有限公司 一种卫星在轨自主管理系统及自主管理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
低轨卫星可控式冗余分包遥测技术;何涛等;《飞行器测控学报》;20140731;第33卷(第4期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105302861A (zh) 2016-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105302861B (zh) 一种基于消息推送机制的遥测数据处理方法
CN104821894B (zh) 一种卫星在轨自主管理系统及自主管理方法
CN104168148B (zh) 一种多接口数据采集装置及采集方法
CN105978159B (zh) 一种变电站远方遥控测试在线免执行核对方法
CN102545387B (zh) 一种智能变电站一体化信息平台
CN106448110B (zh) 基于北斗卫星的计量自动化数据采集系统及方法
CN101788817B (zh) 一种基于星载总线的故障识别与处理方法
CN105262220B (zh) 变电站智关机远动信息校核方法及系统
CN106712300A (zh) 智能变电站主子站多级防误闭锁系统
CN105576831A (zh) 一种主子站安全控制的自动校核方法
CN107069954A (zh) 变电站设备云维护系统和监控系统
CN106374993A (zh) 全自动无人值守的卫星遥测监控平台及数据处理方法
CN109450094A (zh) 一种变电站继电保护巡检方法及系统
CN104216361A (zh) 二次设备的状态监测系统
CN107742925A (zh) 基于三级网络的变电站硬压板巡检方法
CN106452922A (zh) 一种应用于物联网的数据中心处理方法
CN103926896A (zh) 一种基于网络的井下隔爆电源监控系统及其方法
CN113179291A (zh) 一种物联网安全用电系统
CN104750095B (zh) 调控中心巡检试验系统及方法
CN106532660B (zh) 一种继电定值修改的主站系统、远程系统及控制方法
CN102840992A (zh) 一种基于星上网的星载自测试方法
CN104486101A (zh) 一种在线电力远动iec104传输异常检测方法
CN106410968A (zh) 一种提高变电站自动化系统的可用性方法
CN109587161A (zh) 智能电网遥控命令传送全过程信息的监测方法
CN106788532A (zh) 一种操作票防误一体化手持终端及系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant