CN105610530B - 一种卫星数据采集分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卫星数据采集分析方法及系统，该方法包括：按照预设的采集参数采集接收到的卫星数据；存储采集到的卫星数据，并在采集到的每个数据包中标记采集时间戳；读取存储的卫星数据，并按照预设的分析参数进行解调和解码分析；显示分析得到的信号时域和频域图。通过可以预设的采集参数和分析参数，可以针对不同通信体制的卫星设定针对的采集分析方案，同时可以提高数据采集和数据分析工作的效率和准确率，能够实现对不同通信机制卫星数据采集和分析，节约硬件和软件开发成本。

Description

一种卫星数据采集分析方法及系统

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，具体地，涉及一种适用于不同通信体制的卫星数据采集分析方法及系统。

背景技术

数据采集主要用于各类数据的采集，存储，处理等工作，与信号处理技术，计算机技术一起构成了现代测试技术的基础。卫星数据的采集主要通过对卫星通信系统中卫星的数据采集分析，实现对当前卫星通信系统的数据分析和性能测试。

通过对国内外文献进行充分查阅之后，发现现有技术中的卫星数据采集方案都是针对某种特定卫星通信体制、帧格式、编码方式、调制方式提出的，并且卫星数据采集软件的开发周期长，软件的开发成本高，软件的可扩展性、可维护性和操作性都较差，不能够满足不同通信体制的卫星数据采集分析的需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种卫星数据采集分析方法及装置，以解决现有技术中的卫星数据采集方案针对某种特定卫星通信体制，不能够满足不同通信体制的卫星数据采集分析的需求的缺陷。

一种卫星数据采集分析方法，包括：

按照预设的采集参数采集接收到的卫星数据；

存储采集到的卫星数据，并在采集到的每个数据包中标记采集时间戳；

读取存储的卫星数据，并按照预设的分析参数进行解调和解码分析；

显示分析得到的信号时域和频域图。

较佳的，按照预设的采集参数采集接收到的卫星数据之前，还包括：

预先配置采集参数，所述采集参数至少包括中心频点和采样速率。

较佳的，按照预设的分析参数进行解调和解码分析之前，还包括：

预先配置分析参数，所述分析参数至少包括调制方式、编码方式和帧格式。

较佳的，所述按照预设的分析参数进行解调和解码分析，包括：

按照分析参数中的调制方式、编码方式和帧格式，对卫星数据进行信号分析，并对分析的信号进行时域和频域分析。

较佳的，所述存储采集到的卫星数据，包括：

将采集到的卫星数据以直接内存存取的方式写入内存，再写入磁盘阵列。

相应于上述方法，本申请还提供了一种卫星数据采集分析系统，包括：

数据采集模块，用于按照预设的采集参数采集接收到的卫星数据；

数据存储模块，用于存储采集到的卫星数据，并在采集到的每个数据包中标记采集时间戳；

数据分析模块，用于读取存储的卫星数据，并按照预设的分析参数进行解调和解码分析；

人机交换模块，用于显示分析得到的信号时域和频域图。

较佳的，所述的卫星数据采集分析系统，还包括：

第一配置单元，用于预先配置采集参数，所述采集参数至少包括中心频点和采样速率。

较佳的，所述的卫星数据采集分析系统，还包括：

第二配置单元，用于预先配置分析参数，所述分析参数至少包括调制方式、编码方式和帧格式。

较佳的，所述的卫星数据采集分析系统中，所述数据分析模块包括：

时域分析单元，用于在按照分析参数中的调制方式、编码方式和帧格式对卫星数据进行信号分析之后，对分析的信号进行时域分析；

频域分析单元，用于在按照分析参数中的调制方式、编码方式和帧格式对卫星数据进行信号分析之后，对分析的信号进行频域分析。

较佳的，所述的卫星数据采集分析系统中，所述数据存储模块包括：

第一存储单元，用于将采集到的卫星数据以直接内存存取的方式写入内存；

第二存储单元，用于将所述卫星数据从所述内存再写入磁盘阵列。

本发明基于提出一种适用于多种通信体制的卫星通信数据采集和分析方法和系统，通过可以预设的采集参数和分析参数，能够代替传统专用仪器的硬件功能，在数据采集、分析、处理、显示、存储等功能上更加高效灵活，可以针对不同通信体制的卫星设定针对的采集分析方案，同时可以提高数据采集和数据分析工作的效率和准确率，能够实现对多速率、多种调制方式、多种编码方式、多种帧格式的不同通信机制卫星数据采集和分析。该方案能够很好的适应多种卫星通信体制数据的采集分析，节约硬件和软件开发成本。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的卫星数据采集分析方法流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的卫星数据采集分析系统架构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种卫星数据采集分析方法及装置，以解决现有技术中的卫星数据采集方案针对某种特定卫星通信体制，不能够满足不同通信体制的卫星数据采集分析的需求的缺陷。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本实施例提供了一种卫星数据采集分析方法，如图1所示，为该方法的流程示意图，具体包括以下步骤：

步骤S101，按照预设的采集参数采集接收到的卫星数据；

本步骤主要用于采集接收到的卫星数据，采样时钟可以为120M，采样精度可以为16bit。

此外，本步骤之前，还可以包括：

预先配置采集参数，所述采集参数至少包括中心频点和采样速率等。当然所述采集参数可以包括其它内容。

为了提高所述卫星数据采集分析方法在人机交互方向的可操作性，该方法可以LabVIEW(美国国家仪器公司研制开发的程序开发环境)为工具，设计完成用户界面，并通过该用户界面配置采集参数。

步骤S102，存储采集到的卫星数据，并在采集到的每个数据包中标记采集时间戳；

本步骤中将步骤101中采集的原始卫星数据实时地写入磁盘阵列，并在卫星数据后标注采集的卫星数据时间。

具体的，为了提高数据采集的实时性，可以先将采集到的卫星数据以直接内存存取的方式写入内存，同时为了提高卫星数据的存储容量，之后可以在将所述卫星数据从内存写入到磁盘阵列中。

步骤S103，读取存储的卫星数据，并按照预设的分析参数进行解调和解码分析；

本步骤中，可以从内存或者磁盘阵列中读取所述卫星数据，可以根据需求选择某一个卫星的数据全部，也可以采集时间戳选取某一时间段的卫星数据进行后续分析。

同时，本步骤之前，还可以包括：

预先配置分析参数，所述分析参数至少包括调制方式、编码方式和帧格式等。上述配置的过程，也可以通过LabVIEW开发的用户界面完成。

上述分析过程具体包括：按照分析参数中的调制方式、编码方式和帧格式，对卫星数据进行信号分析，并对分析的信号进行时域和频域分析。当然还以对所述信号进行其它类型的分析。

步骤S104，显示分析得到的信号时域和频域图。

上述分析过程中产生的信号时域、频域图通过人机交互接口在显示器中进行实时图形显示。

同时，由于本实施例提供的卫星数据采集分析方法，可以对不同通信体制的卫星数据进行采集分析，而且不同通信机制的卫星数据的采集法中，涉及到的采集参数不同，因此在卫星数据采集过程中，可以所述采集参数进行动态调整。

本实施例提供的卫星数据采集分析方法，通过可以预设的采集参数和分析参数，能够代替传统专用仪器的硬件功能，在数据采集、分析、处理、显示、存储等功能上更加高效灵活，可以针对不同通信体制的卫星设定针对的采集分析方案，同时可以提高数据采集和数据分析工作的效率和准确率，能够实现对多速率、多种调制方式、多种编码方式、多种帧格式的不同通信机制卫星数据采集和分析。本方法能够很好的适应多种卫星通信体制数据的分析，节约成本。

实施例二：

相应于实施例一提供的卫星数据采集分析方法，本实施例还对应的提供了一种卫星数据采集分析系统，如图2所示，为该系统的一种组成结构示意图，包括：

数据采集模块201，用于按照预设的采集参数采集接收到的卫星数据；

数据存储模块202，用于存储采集到的卫星数据，并在采集到的每个数据包中标记采集时间戳；

数据分析模块203，用于读取存储的卫星数据，并按照预设的分析参数进行解调和解码分析；

人机交互模块204，用于显示分析得到的信号时域和频域图。

上述卫星数据采集分析系统可以通过不同的采集参数和分析参数实现对不同通信机制卫星数据的采集和分析。

同时，为了进一步提高该系统的使用便利性，该系统中还可以包括配置模块205，用于对采集参数和分析参数进行配置，该参数配置模块205可以为LabVIEW开发的用户界面。

具体的，所述的卫星数据采集分析系统中，该参数配置模块205还可以包括：

第一配置单元，用于预先配置采集参数，所述采集参数至少包括中心频点和采样速率。

所述的卫星数据采集分析系统，还可以包括：

第二配置单元，用于预先配置分析参数，所述分析参数至少包括调制方式、编码方式和帧格式。

在对卫星数据进行分析时，可以通过不同的分析功能单元实现不同的分析目的，具体的，所述卫星数据采集分析系统中，所述数据分析模块203还可以包括：

时域分析单元，用于在按照分析参数中的调制方式、编码方式和帧格式对卫星数据进行信号分析之后，对分析的信号进行时域分析；

频域分析单元，用于在按照分析参数中的调制方式、编码方式和帧格式对卫星数据进行信号分析之后，对分析的信号进行频域分析。

本系统中，对卫星数据的采集可以进行实时存储，为了提高存储的实时性的同时，提供较大的存储容量，所述卫星数据采集分析系统，所述数据存储模块202还可以包括：

第一存储单元，用于将采集到的卫星数据以直接内存存取的方式写入内存；

第二存储单元，用于将所述卫星数据从所述内存再写入磁盘阵列。

此外，上述卫星数据采集分析系统中，还可以包括：

主控制模块200，用于对数据采集分析系统的各模块进行初始化配置；其中主控制模块承载LabVIEW软件系统。

串口通信模块205，用于测试人员对卫星数据采集分析系统的监控和调试。

JTAG(Joint Test Action Group；联合测试工作组)接口模块206，用于系统开发人员对卫星数据采集分析系统软硬件程序的开发和调试。

此外，所述人机交互模块204，可以连接显示单元或者外接键盘设备，用于人机交互，实现采集的卫星信号的时频域图形的实时显示，以及采集数据的参数输入。

整个系统硬件部分采用PCI-E架构，采样时钟为120M，采样精度为16bit。系统采样时，数据以DMA方式写入内存，再写入磁盘阵列，即将前端采集的原始数据实时地写入磁盘阵列。

该卫星数据采集分析系统可以以LabVIEW为工具，设计完成用户界面，用于对需要采集的卫星数据的速率、调制方式、编码方式、帧格式等参数进行配置和调整。界面设计以循环事件结构为整体框架，可以以波形图表为工具实时显示采样数据的功率、频谱图等；此外，用户界面还可以具有当前样本数的显示、当前鼠标所在位置幅值的显示等辅助功能。

本实施例提供的卫星数据采集分析系统，通过可以预设的采集参数和分析参数，能够代替传统专用仪器的硬件功能，在数据采集、分析、处理、显示、存储等功能上更加高效灵活，可以针对不同通信体制的卫星设定针对的采集分析方案，同时可以提高数据采集和数据分析工作的效率和准确率，能够实现对多速率、多种调制方式、多种编码方式、多种帧格式的不同通信机制卫星数据采集和分析。该系统能够很好的适应多种卫星通信体制数据的采集分析，节约成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本实施例为方法实施例一对应的系统实施例，其中各个模块功能的实现方式可以参见上述方法实施例，其类同之处相互参见即可，不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种卫星数据采集分析方法，其特征在于，包括：

预先配置采集参数，所述采集参数至少包括中心频点和采样速率；

按照预设的采集参数采集接收到的卫星数据；

存储采集到的卫星数据，并在采集到的每个数据包中标记采集时间戳；

预先配置分析参数，所述分析参数至少包括调制方式、编码方式和帧格式；

根据所述采集时间戳选取并读取存储的待分析的卫星数据，并按照预设的分析参数进行解调和解码分析；

显示分析得到的信号时域和频域图。

2.根据权利要求1所述的卫星数据采集分析方法，其特征在于，按照预设的分析参数进行解调和解码分析，包括：

按照分析参数中的调制方式、编码方式和帧格式，对卫星数据进行信号分析，并对分析的信号进行时域和频域分析。

3.根据权利要求1所述的卫星数据采集分析方法，其特征在于，存储采集到的卫星数据，包括：

将采集到的卫星数据以直接内存存取的方式写入内存，再写入磁盘阵列。

4.一种卫星数据采集分析系统，其特征在于，包括：

第一配置单元，用于预先配置采集参数，所述采集参数至少包括中心频点和采样速率；

数据采集模块，用于按照预设的采集参数采集接收到的卫星数据；

数据存储模块，用于存储采集到的卫星数据，并在采集到的每个数据包中标记采集时间戳；

第二配置单元，用于预先配置分析参数，所述分析参数至少包括调制方式、编码方式和帧格式；

数据分析模块，用于根据所述采集时间戳选取并读取存储的待分析的卫星数据，并按照预设的分析参数进行解调和解码分析；

人机交换模块，用于显示分析得到的信号时域和频域图。

5.根据权利要求4所述的卫星数据采集分析系统，其特征在于，所述数据分析模块，包括：

时域分析单元，用于在按照分析参数中的调制方式、编码方式和帧格式对卫星数据进行信号分析之后，对分析的信号进行时域分析；

频域分析单元，用于在按照分析参数中的调制方式、编码方式和帧格式对卫星数据进行信号分析之后，对分析的信号进行频域分析。

6.根据权利要求4所述的卫星数据采集分析系统，其特征在于，所述数据存储模块，包括：

第一存储单元，用于将采集到的卫星数据以直接内存存取的方式写入内存；

第二存储单元，用于将所述卫星数据从所述内存再写入磁盘阵列。

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