CN107241276B - 一种多星遥测数据的统一接收处理方法 - Google Patents

一种多星遥测数据的统一接收处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于多星遥测数据的统一接收处理方法，它主要应用与卫星状态监视等卫星应用领域。本发明提出了一种适用于多星遥测的高效数据接收与处理方法，本方法中有通用的接收模块接收所有卫星的遥测数据帧，每颗卫星都有单独的判读模块和处理模块进行数据格式判读与数据解析，该方法通过将业务流程分解从而缓解大量数据等待处理导致的延迟与丢包，实现多星数据的快速接收与并行处理，提高了遥测数据的接收完整度和处理效率。

Description

一种多星遥测数据的统一接收处理方法
技术领域
本发明涉及多颗卫星遥测数据流的接收处理技术方法，特别适合于卫星管控、卫星监控等应用领域。
背景技术
卫星遥测数据是卫星下传测量的工程测量数据的有序数据集合，它在监视卫星运行状态、工作环境以及卫星上各个设备的工作状态等方面起着重要作用。在卫星运行状态监视领域中，对卫星遥测数据处理的实现方法不足之处在于：随着越来越多的卫星遥测数据，传统的遥测数据接收处理无法适应同时接收处理多颗卫星的大量、复杂的遥测数据的情况，造成网络数据拥堵丢包而数据不完整，浪费计算资源等。因此需要寻找更合理的方法来统一多颗卫星的遥测数据接收、保证大量遥测数据完整性以及遥测数据处理效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提出的一种多星遥测数据的统一接收处理方法。
本发明解决的技术问题主要由以下技术方案实现，
一种多星遥测数据的统一接收处理方法，包括以下步骤：
①配置文件按数据级、集合级、数据流级和卫星级分层描述每颗卫星的遥测数据帧的格式约定和网络信息；
②在配置文件的数据级和卫星级中分别对应配置每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式和网络信息；所述的传输帧格式包括传输帧头和帧数据域；所述的传输帧头格式包括信源、信宿、信息类别、任务代号、帧长和同步码各自分别对应的位置、长度和基准值；所述的帧数据域包括遥测数据帧的数据，数据格式由遥测格式约定定义；所述的网络信息包括网络的接收IP地址和端口号信息；
③知识库读取模块分别从配置文件中读取配置的每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式和网络信息；
④每个接收模块分别接收各自对应网络上卫星的遥测数据帧，并分别从知识库读取模块中读取配置的每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式和网络信息；
⑤每个接收模块分别通过接收的遥测数据帧中任务代号的位置和长度读出任务代号参数原码，判读任务代号参数原码是否与配置的对应卫星的遥测数据帧中任务代号的基准值一致，若一致则根据网络信息将遥测数据帧放入相应卫星的判读数据缓冲池中，否则丢弃遥测数据帧；
⑥每个判读模块分别从各自的判读数据缓冲池中读取遥测数据帧，并分别从知识库读取模块中读取配置的每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式；
⑦每个判读模块分别通过读取的遥测数据帧中信源、信宿、信息类别、帧长和同步码各自分别对应的位置和长度一一对应读出各自的参数原码，并分别判读各自的参数原码是否和配置的对应卫星的遥测数据帧中各自的基准值一致，若一致则为有效数据帧，将有效数据帧放入对应卫星的处理数据缓冲池，否则丢弃遥测数据帧；
⑧每个处理模块分别从各自的处理数据缓冲池中读取遥测数据帧，并分别从知识库读取模块中读取遥测格式约定，根据遥测格式约定按位解析遥测数据帧，得到遥测数据帧中各个遥测参数的原码和遥测数据处理结果；
⑨返回步骤④，直至接收处理完所有的遥测数据帧；
完成多星遥测数据的统一接收处理。
其中，所述步骤(1)具体为：配置文件按数据级、集合级、数据流级和卫星级进行分层；其中所述的数据级通过数据的位置、长度、单位、编码方式、处理方法、基准值以及值域信息描述遥测数据帧中数据的格式约定；所述的集合级是数据级的有序集合，描述每个遥测数据在集合级中的位置；所述的数据流级是集合级的有序集合，描述数据流的组织排列方式；所述的卫星级是数据流级的有序集合，包括数据流级和网络信息；所述长度的单位为位；所述的编码方式包括二进制编码方式、整型编码方式、浮点型编码方式以及字符串型编码方式；所述的数据是组成遥测数据帧的数据。
其中，每个网络信息都由一个接收模块实现，每颗星都有相互独立的判读模块、处理模块、判读数据缓冲池和处理数据缓冲池。
本发明与背景技术相比的优点为：
1.本发明采用XML技术实现对遥测数据格式约定和网络信息进行描述，具有可扩展性和灵活性；
2.本发明采用多线程接收处理数据帧，从而保证数据接收处理的效率；
3.本发明将业务流程分解，为每个模块开辟线程和内存队列，从而降低了接收模块的压力、减少网络网络堵塞和丢包率。
附图说明
图1是本发明的组成原理图。
图2是本发明的流程图。
具体实现方式
现结合附图1和附图2对本发明作进一步的说明。
如图1为本发明的原理框图，包括接收模块、判读模块、处理模块和知识库读取模块。每个网络信息都由一个接收模块实现，每颗星都有相互独立的判读模块、处理模块、判读数据缓冲池和处理数据缓冲池。本方法中有通用的接收模块接收所有卫星的遥测数据卫星，每颗卫星都有单独的判读模块和处理模块进行数据格式判读与数据解析，判断数据帧的有效性，将有效的遥测数据帧放入处理的数据缓冲池中，由处理模块进行解析处理，获取遥测参数原码与处理结果。
一种多星遥测数据的统一接收处理方法，其中遥测数据接收处理的工作流程如图2所示，各事件的处理步骤如下：
①配置文件按数据级、集合级、数据流级和卫星级进行分层；其中所述的数据级通过数据的位置、长度、单位、编码方式、处理方法、基准值以及值域信息描述遥测数据帧中数据的格式约定；所述的集合级是数据级的有序集合，描述每个遥测数据在集合级中的位置；所述的数据流级是集合级的有序集合，描述数据流的组织排列方式；所述的卫星级是数据流级的有序集合，包括数据流级和网络信息；所述长度的单位为位；所述的编码方式包括二进制编码方式、整型编码方式、浮点型编码方式以及字符串型编码方式；所述的数据是组成遥测数据帧的数据。
②在配置文件的数据级和卫星级中分别对应配置每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式和网络信息；所述的传输帧格式包括传输帧头和帧数据域；所述的传输帧头格式包括信源、信宿、信息类别、任务代号、帧长和同步码各自分别对应的位置、长度和基准值；所述的帧数据域包括遥测数据帧的数据，具体格式由遥测格式约定定义；所述的网络信息包括网络的接收IP地址和端口号信息；
③知识库读取模块分别从配置文件中读取配置的每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式和网络信息；
④每个接收模块分别接收各自对应网络上卫星的遥测数据帧，并分别从知识库读取模块中读取配置的每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式和网络信息；
⑤每个接收模块分别通过接收的遥测数据帧中任务代号的位置和长度读出任务代号参数原码，判读任务代号参数原码是否与配置的对应卫星的遥测数据帧中任务代号的基准值一致，若一致则根据网络信息将遥测数据帧放入相应卫星的判读数据缓冲池中，否则丢弃遥测数据帧；
⑥每个判读模块分别从各自的判读数据缓冲池中读取遥测数据帧，并分别从知识库读取模块中读取配置的每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式；
⑦每个判读模块分别通过读取的遥测数据帧中信源、信宿、信息类别、帧长和同步码各自分别对应的位置和长度一一对应读出各自的参数原码，并分别判读各自的参数原码是否和配置的对应卫星的遥测数据帧中各自的基准值一致，若一致则为有效数据帧，将有效数据帧放入对应卫星的处理数据缓冲池，否则丢弃遥测数据帧；
⑧每个处理模块分别从各自的处理数据缓冲池中读取遥测数据帧，并分别从知识库读取模块中读取遥测格式约定，根据遥测格式约定按位解析遥测数据帧，得到遥测数据帧中各个遥测参数的原码和遥测数据处理结果；
⑨返回步骤④，直至接收处理完所有的遥测数据帧；
完成多星遥测数据的统一接收处理。

Claims (2)

1.一种多星遥测数据的统一接收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
①配置文件按数据级、集合级、数据流级和卫星级分层描述每颗卫星的遥测数据帧的格式约定和网络信息；
具体为：配置文件按数据级、集合级、数据流级和卫星级进行分层；其中所述的数据级通过数据的位置、长度、单位、编码方式、处理方法、基准值以及值域信息描述遥测数据帧中数据的格式约定；所述的集合级是数据级的有序集合，描述每个遥测数据在集合级中的位置；所述的数据流级是集合级的有序集合，描述数据流的组织排列方式；所述的卫星级是数据流级的有序集合，包括数据流级和网络信息；所述长度的单位为位；所述的编码方式包括二进制编码方式、整型编码方式、浮点型编码方式以及字符串型编码方式；所述的数据是组成遥测数据帧的数据；
②在配置文件的数据级和卫星级中分别对应配置每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式和网络信息；所述的传输帧格式包括传输帧头和帧数据域；所述的传输帧头格式包括信源、信宿、信息类别、任务代号、帧长和同步码各自分别对应的位置、长度和基准值；所述的帧数据域包括遥测数据帧的数据，数据格式由遥测格式约定定义；所述的网络信息包括网络的接收IP地址和端口号信息；
③知识库读取模块分别从配置文件中读取配置的每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式和网络信息；
④每个接收模块分别接收各自对应网络上卫星的遥测数据帧，并分别从知识库读取模块中读取配置的每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式和网络信息；
⑤每个接收模块分别通过接收的遥测数据帧中任务代号的位置和长度读出任务代号参数原码，判读任务代号参数原码是否与配置的对应卫星的遥测数据帧中任务代号的基准值一致，若一致则根据网络信息将遥测数据帧放入相应卫星的判读数据缓冲池中，否则丢弃遥测数据帧；
⑥每个判读模块分别从各自的判读数据缓冲池中读取遥测数据帧，并分别从知识库读取模块中读取配置的每颗卫星的遥测数据帧的传输帧格式；
⑦每个判读模块分别通过读取的遥测数据帧中信源、信宿、信息类别、帧长和同步码各自分别对应的位置和长度一一对应读出各自的参数原码，并分别判读各自的参数原码是否和配置的对应卫星的遥测数据帧中各自的基准值一致，若一致则为有效数据帧，将有效数据帧放入对应卫星的处理数据缓冲池，否则丢弃遥测数据帧；
⑧每个处理模块分别从各自的处理数据缓冲池中读取遥测数据帧，并分别从知识库读取模块中读取遥测格式约定，根据遥测格式约定按位解析遥测数据帧，得到遥测数据帧中各个遥测参数的原码和遥测数据处理结果；
⑨返回步骤④，直至接收处理完所有的遥测数据帧；
完成多星遥测数据的统一接收处理。
2.根据权利要求1所述的一种多星遥测数据的统一接收处理方法，其特征在于：每个网络信息都由一个接收模块实现，每颗星都有相互独立的判读模块、处理模块、判读数据缓冲池和处理数据缓冲池。
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