CN105825068B - 一种基于xml的小卫星遥测参数衍生计算方法 - Google Patents

Abstract

一种基于XML的小卫星遥测参数衍生计算方法，首先根据当前卫星遥测需要使用的所有衍生计算方法构建参数配置信息表、衍生计算方法关系表、衍生计算方法配置信息表，然后获取并解析得到遥测参数原码值，根据遥测参数原码值查表得到所需要的衍生计算方法处理类、衍生计算方法配置方法，最后根据衍生计算方法处理类、衍生计算方法配置方法将遥测参数原码值计算为遥测参数工程值。本发明方法通过利用可扩展标记语言管理遥测参数衍生计算方法配置信息，并增加衍生计算方法处理类，克服了现有技术只支持读、补码、曲线、温度等常用遥测参数衍生计算方法，数据应用水平不高的缺陷，具有较好的可扩展性。

Description

一种基于XML的小卫星遥测参数衍生计算方法

技术领域

本发明涉及一种卫星遥测技术，特别是一种基于XML的小卫星遥测参数衍生计算方法。

背景技术

遥测数据是卫星上各种被测信息经过传感器变换、采集编排后通过无线信道传达到地面的数据，每颗卫星需要传输的遥测参数多达几千个，直接反映了卫星所有搭载设备的工作状态和健康情况，在卫星电性能测试过程中，主要通过遥测数据来判断卫星状态。

在实际应用中，地面系统从小卫星测控系统接收到卫星遥测帧后，数据采集软件需要将遥测帧解析为遥测包和遥测参数原码，并将遥测参数原码衍生计算为遥测工程值。以某型号获取设备温度为例，遥测参数原码值为星上采集的电压值，要获知设备温度值，需要利用公式将电压值衍生计算为摄氏温度值，公式中N为遥测原码值，a、b、c、k、Vref、V1、Rt的取值需要针对不同的热敏电阻进行配置。a、b、c分别为热敏电阻的拟合参数，k为温度测量分层值，Vref为参考电压，热敏电阻两端的压降V1＝k×N，Rt为热敏电阻的阻值，Ln为对数符号。

通常，不同的遥测参数需要使用不同的衍生计算方法(比如，温度计算法)，而不同的衍生计算方法需要配置不同的参数(比如，温度计算法需要配置a、b、c，k，Vref等参数)，这为衍生计算方法管理带来了难度。传统测试系统只支持只读、补码、曲线、温度等几种常用的遥测参数衍生计算方法，严重限制了数据应用水平，因此需要一种新的实现遥测参数衍生的计算方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种通过利用可扩展标记语言管理遥测参数衍生计算方法配置信息，并增加衍生计算方法处理类，具有较好的可扩展性的基于XML的小卫星遥测参数衍生计算方法。

本发明的技术解决方案是：一种基于XML的小卫星遥测参数衍生计算方法，包括如下步骤：

(1)根据当前卫星遥测需要使用的所有衍生计算方法构建参数配置信息表；所述的参数配置信息表包括多个不相同的参数配置信息行，每个参数配置信息行均包括遥测参数代号、遥测参数描述、遥测参数类型、遥测参数处理号，其中，遥测参数类型包括浮点数A、无符号整数D、有符号整数I，遥测参数处理号包括衍生计算方法标识、衍生计算方法配置信息代号；

(2)根据当前卫星遥测需要使用的所有衍生计算方法构建衍生计算方法关系表；所述的衍生计算方法关系表包括多行不相同的衍生计算方法关系，每行衍生计算方法关系均包括衍生计算方法标识、衍生计算方法处理类、衍生计算方法描述、衍生计算方法配置方法；所述的衍生计算方法处理类为完成遥测参数源码值到遥测参数工程值转换的计算函数；所述的衍生计算方法配置方法包括当前衍生计算方法需要配置的参数个数、参数类型、参数名字；

(3)根据当前卫星遥测需要使用的所有衍生计算方法构建衍生计算方法配置信息表，其中，每个衍生计算方法均对应一个衍生计算方法配置信息表；所述的衍生计算方法配置信息表包括多行衍生计算方法配置信息，其中，每行衍生计算方法配置信息均包括衍生计算方法配置信息代号及当前衍生计算方法配置方法中参数取值；

(4)从遥测前端获取遥测帧，然后将遥测帧解析为遥测包，并从遥测包中提取得到遥测参数原码值；

(5)查看步骤(1)得到的参数配置信息表，根据遥测参数描述获取得到当前遥测参数源码值对应的参数处理号并分解，确定得到当前遥测参数源码对应的衍生计算方法标识、衍生计算方法配置信息代号；

(6)根据步骤(5)得到的衍生计算方法标识确定得到当前遥测参数源码对应的衍生计算方法处理类、衍生计算方法配置方法；

(7)根据步骤(5)得到的参数处理号、步骤(6)得到的衍生计算方法配置方法查看衍生计算方法配置信息表，获取得到当前衍生计算方法配置信息，进而得到当前衍生计算方法配置方法中参数取值；

(8)根据步骤(6)得到的衍生计算方法处理类、步骤(7)得到的衍生计算方法配置方法中参数取值将当前遥测参数原码值计算为遥测参数工程值，并将遥测帧、遥测包和遥测参数原码值、遥测参数工程值存储到本地实时数据库。

所述的衍生计算方法处理类包括getValue函数、getDifference函数，其中，getValue函数能够将遥测参数原码值计算为遥测参数工程值，getDifference函数能够计算两个遥测参数工程值的差值。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明方法通过利用可扩展标记语言管理遥测参数衍生计算方法配置信息，并增加衍生计算方法处理类，克服了现有技术只支持读、补码、曲线、温度等常用遥测参数衍生计算方法，数据应用水平不高的缺陷，具有较好的可扩展性；

(2)本发明方法与现有技术相比，通过构建参数配置信息表、衍生计算方法关系表、衍生计算方法配置信息表能够方便的添加、删除、查看衍生计算方法，并读取各衍生计算方法所需的配置参数，具有较好的易维护性；

(3)本发明方法利用可扩展标记语言管理遥测参数衍生计算方法所需配置信息，与现有技术相比能够更灵活地描述衍生计算方法所需配置参数个数、类型及参数名称，具有较好的通用性。

附图说明

图1为本发明一种基于XML的小卫星遥测参数衍生计算方法中遥测数据解析流程图；

图2为本发明一种基于XML的小卫星遥测参数衍生计算方法流程图；

图3为本发明一种基于XML的小卫星遥测参数衍生计算方法中添加遥测参数衍生计算方法的流程图。

具体实施方式

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于XML(extensible markup language,简称XML)的小卫星遥测参数衍生计算方法，本发明方法建立并使用关系表DataEvaluator集中管理所有衍生计算方法，DataEvaluator中每条记录表示一种衍生计算方法，使用属性“标识”指定衍生计算方法，使用属性“处理类”指定实现衍生计算的类，使用属性“描述”说明衍生计算方法的描述信息，使用属性“配置方法”指定衍生计算所需提供的配置信息，其中

配置方法：为XML(可扩展标记语言，extensible markup language，简称XML)类型，对应XML文件遵循指定XML Schema。XML文件使用元素inputs描述衍生计算方法需要配置的参数，inputs元素包含一个属性number和多个子元素input，属性number表示配置参数的个数，属性number的数值与子元素input的个数相同，每个配置参数使用一个input子元素进行描述。

处理类：处理类指定的类实现一个标准接口Evaluator，Evaluator定义两个函数getValue(Object originValue,ArrayList<Object>inputs)和getDifference(ObjectcurrentValue,Object lastValue)，调用getValue函数能将遥测参数原码衍生计算为工程值，调用getDifference函数能计算两个遥测参数的差值。

数据采集软件在进行衍生计算时，依据关系表DataEvaluator属性“处理类”加载程序包，调用getValue函数进行衍生计算，依据属性“配置方法”找到存储该衍生计算方法配置信息的关系表，确定所有传递给getValue方法的参数值。下面结合附图对本发明方法进行详细说明。

如图1所示，数据采集软件从遥测前端获取遥测帧后，需要完成数据接收、解析、衍生计算和存储。

数据接收：通过网络途径从遥测前端获取遥测帧。

数据解析：将遥测帧解析为遥测包，从遥测包提取遥测参数原码值。

数据衍生计算：将遥测参数原码值衍生计算为工程值。

数据存储：将遥测帧、遥测包和遥测参数的值(包括原码值和工程值)存储到实时数据库中。

如图2所示，本发明将遥测参数原码值衍生计算为工程值包括以下步骤：

(1)步骤1：获取遥测参数的原码值；

(2)步骤2：查看参数配置信息表，获取参数处理号；

如表1所示，本发明使用一张关系表存储参数配置信息，依据参数代号，可以获取参数处理号，表1中，参数NH001对应的参数处理号为T003。

表1参数配置信息表

参数代号	参数描述	参数类型	参数处理号	其他信息
					NH001	蓄电池组温度1	A	T003	…
NH002	电池单体电压1	A	E005
					…	…	…	…	…

(3)步骤3：分解参数处理号，确定衍生计算方法和该方法对应的衍生计算配置表。参数处理号由衍生计算方法的标识和配置信息代号两部分信息组成。如表1中参数处理号T003，“T”为衍生计算方法的标识，“003”为配置信息代号，其中，遥测参数类型包括A-浮点数、D-无符号整数、I-有符号整数。

(4)步骤4：查看衍生计算方法关系表，确定进行衍生计算需要装载的类。本发明使用一张关系表DataEvaluator存储所有衍生计算方法，如表2所示，表中每条记录代表一种计算方法。对于表1中的参数处理号T003，依据衍生计算方法的标识“T”，可以确定进行衍生计算需要装载的类为T_Evaluator。

表2衍生计算方法关系表DataEvaluator

衍生计算方法关系表DataEvaluator定义了四个属性：

1)标识：为关系表的唯一关键属性。如表2所示，用代号Q表示线性计算方法，代号T表示温度计算方法。

2)处理类：实现该衍生计算方法的类名，调用这个类能完成参数原码值到工程值的转换。比如，类Q_Evaluator通过线性计算方法将参数原码值计算为参数工程值，类T_Evaluator通过温度计算方法将参数原码值计算为参数工程值。

3)描述：这个属性对计算方法进行简单介绍。

4)配置方法：本发明使用XML文件对衍生计算方法需要配置的参数个数、参数类型和参数名字信息进行说明。表3为一个范例，它描述了温度计算的配置方法。

表3温度计算的配置方法

本发明中，每种衍生计算方法都使用一个XML文件描述配置方法，XML文件遵循统一的XML Schema，使用以下关键XML元素：

1)dataEvaluator为根元素；

2)tag为衍生计算方法的标识；

3)description为描述信息；

4)inputs元素对衍生计算方法所有需要配置的参数进行说明，它包含一个属性number和多个子元素input，属性number表示配置参数的个数，属性number的数值与子元素input的个数相同，每个配置参数使用一个input子元素进行描述；

5)input元素对应一个配置参数，属性description为配置参数的描述信息，dataType为参数的数据类型，元素值为配置参数名称。

表3为温度计算的配置方法，对温度计算方法需要配置的参数个数、参数类型和参数名字信息进行说明。：

1)dataEvaluator为根元素；

2)tag元素值“T”为温度计算方法的标识；

3)description元素值“温度计算方法”为描述信息；

4)inputs元素的属性number说明需要配置6个参数，对应参数为“REF_V”、“REF_C”、“REF_R”、“VALUE_A”、“VALUE_B”和“VALUE_C”，分别表示“参考电压”、“系数”、“上拉电阻”、“参数A”、“参数B”和“参数C”；

5)每个参数对应一个input元素，元素值“REF_V”为参数名，description属性值“参考电压”为参数描述，dataType属性值“Double”为数据类型。

(5)步骤5：查看衍生计算方法配置信息表，依据参数处理号，获取衍生计算类需要的配置信息。

本发明中，利用XML文件解析，为关系表DataEvaluator中的每个衍生计算方法生成一个用于存储配置信息的关系表，关系表的名称与表2中处理类属性值保持一致，关系表的数据模式依XML文件而定。

如表2中标识为“T”的衍生计算方法，使用表4所示的关系表T_Evaluator存储配置信息。关系表T_Evaluator的数据模式是依据表3的XML文件生成的，它由7个属性组成，第一个属性为代号，其余6个为参数名，参数名与表3XML文件中input元素中描述的参数名保持一致。

对于表1中的参数NH001，参数处理号为T003，对应“T”为衍生计算方法的标识，说明其配置信息存储于关系表T_Evaluator中，配置信息由“REF_V”、“REF_C”、“REF_R”、“VALUE_A”、“VALUE_B”和“VALUE_C”组成；“003”为配置信息代号，按照表4中的定义，可确定参数值分别为“0.02”、“10”、“-4.40647”、“4113.96257”、“-100750.1746”和“0.02”。

表4衍生计算方法配置信息表

代号	REF_V	REF_C	REF_R	VALUE_A	VALUE_B	VALUE_C
							001	0.02	10	-6.01188	4622.53337	-86421.72414	0.02
002	0.02	10	-4.37266	4108.8781	-100793.9256	0.02
							003	0.02	10	-4.40647	4113.96257	-100750.1746	0.02
…	…	…	…	…	…	…

(6)步骤6：加载衍生计算类，调用getValue函数，计算遥测参数的工程值。

本发明中，所有衍生计算类必须实现Evaluator接口，Evaluator接口定义以下两个函数：

1)Object getValue(Object originValue,ArrayList<Object>inputs)：调用getValue函数能将遥测参数原码衍生计算为工程值，使用该方法需要提供两个参数originValue和inputs，originValue为遥测参数原码值，inputs为配置信息。

2)Object getDifference(Object currentValue,Object lastValue)：调用getDifference函数能计算两个遥测参数的差值。

对于表1中的参数NH001，依据步骤4，可以确定进行衍生计算需要装载的类为T_Evaluator。调用T_Evaluator的getValue函数需要提供遥测参数原码值和配置信息。依据步骤1，可获取遥测参数原码值；依据步骤5，可获取计算所需配置信息(即由“0.02”、“10”、“-4.40647”、“4113.96257”、“-100750.1746”和“0.02”构建形成的ArrayList<Object>类型配置信息)。

如图3所示，本发明方法中添加一种遥测参数衍生计算方法包括以下步骤：

步骤1：添加衍生计算方法处理类，实现Evaluator接口定义的两个函数getValue和getDifference。

步骤2：在衍生计算方法关系表DataEvaluator中添加一条记录，设置衍生计算方法的标识、处理类、描述以及配置方法。

步骤3：生成衍生计算方法配置信息表，解析步骤2中的配置方法(XML文件)，生成配置信息表。

步骤4：在步骤3生成的关系表中添加衍生计算方法所需配置信息。

步骤5：利用参数处理号，建立遥测参数与衍生计算方法配置信息之间的映射关系，如此以来，数据采集软件在解析得到遥测参数原码后，能按照图2所示的流程完成衍生计算。

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 (2)

1.一种基于XML的小卫星遥测参数衍生计算方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据当前卫星遥测需要使用的所有衍生计算方法构建参数配置信息表；所述的参数配置信息表包括多个不相同的参数配置信息行，每个参数配置信息行均包括遥测参数代号、遥测参数描述、遥测参数类型、遥测参数处理号，其中，遥测参数类型包括浮点数A、无符号整数D、有符号整数I，遥测参数处理号包括衍生计算方法标识、衍生计算方法配置信息代号；

(2)根据当前卫星遥测需要使用的所有衍生计算方法构建衍生计算方法关系表；所述的衍生计算方法关系表包括多行不相同的衍生计算方法关系，每行衍生计算方法关系均包括衍生计算方法标识、衍生计算方法处理类、衍生计算方法描述、衍生计算方法配置方法；所述的衍生计算方法处理类为完成遥测参数源码值到遥测参数工程值转换的计算函数；所述的衍生计算方法配置方法包括当前衍生计算方法需要配置的参数个数、参数类型、参数名字；

(3)根据当前卫星遥测需要使用的所有衍生计算方法构建衍生计算方法配置信息表，其中，每个衍生计算方法均对应一个衍生计算方法配置信息表；所述的衍生计算方法配置信息表包括多行衍生计算方法配置信息，其中，每行衍生计算方法配置信息均包括衍生计算方法配置信息代号及当前衍生计算方法配置方法中参数取值；

(4)从遥测前端获取遥测帧，然后将遥测帧解析为遥测包，并从遥测包中提取得到遥测参数原码值；

(5)查看步骤(1)得到的参数配置信息表，根据遥测参数代号获取得到当前遥测参数源码值对应的参数处理号并分解，确定得到当前遥测参数源码对应的衍生计算方法标识、衍生计算方法配置信息代号；

(6)根据步骤(5)得到的衍生计算方法标识确定得到当前遥测参数源码对应的衍生计算方法处理类、衍生计算方法配置方法；

(7)根据步骤(5)得到的参数处理号、步骤(6)得到的衍生计算方法配置方法查看衍生计算方法配置信息表，获取得到当前衍生计算方法配置信息，进而得到当前衍生计算方法配置方法中参数取值；

(8)根据步骤(6)得到的衍生计算方法处理类、步骤(7)得到的衍生计算方法配置方法中参数取值将当前遥测参数原码值计算为遥测参数工程值，并将遥测帧、遥测包和遥测参数原码值、遥测参数工程值存储到本地实时数据库。

2.根据权利要求1所述的一种基于XML的小卫星遥测参数衍生计算方法，其特征在于：所述的衍生计算方法处理类包括getValue函数、getDifference函数，其中，getValue函数能够将遥测参数原码值计算为遥测参数工程值，getDifference函数能够计算两个遥测参数工程值的差值。