CN109039426A - 一种多卫星组网测控数据分析过滤方法 - Google Patents

一种多卫星组网测控数据分析过滤方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多卫星组网测控数据分析过滤方法，属于卫星组网通信技术领域，解决了多颗卫星组网工作时，域外卫星测控数据被节点卫星对应测控数据专用处理设备错误解析处理的问题。包括：为每颗卫星配置一台测控数据专用处理设备，并对卫星及配置的相应处理设备进行分组；同一组内上述设备内均配置组内所有卫星的卫星标识符及本设备所支持卫星的航天器唯一标识符；测控中心计算机系统将测控数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备；每一测控数据专用处理设备对接收到的测控数据进行二次过滤处理，并对合法的数据进行分析处理。本发明通过将地面测控数据专用处理设备进行分组及二次过滤，实现了对组网卫星的域外卫星测控数据的解析处理。

Description

一种多卫星组网测控数据分析过滤方法
技术领域
本发明涉及卫星组网通信技术领域，尤其涉及一种多卫星组网测控数据分析过滤方法。
背景技术
随着航天事业的发展，单星作业已难以满足各式各样的需求，多颗卫星组网共同作业的方式是必然趋势。卫星测控系统用于对航天器(卫星、飞船和其它航天器)进行跟踪、测量和控制的系统。
目前在卫星测控系统中，测控数据处理主要流程为：
1)为每颗卫星配置一台测控数据专用处理设备，并在该设备中分别配置对应卫星的测控数据解析处理协议。
2)所有卫星的测控数据专用处理设备均作为测控中心计算机系统的一个网络节点接入同一局域网。
3)测控中心计算机系统在接收到测控数据帧后，将该数据帧发送给测控数据专用处理设备；测控数据专用处理设备在接收到测控数据帧后，首先根据数据帧中的卫星标识符滤除它星测控数据，然后调用测控数据解析处理协议对数据进行解析处理。
多颗卫星组网作业时，当该网内有卫星在域外(测控系统不可达)空间范围时，需由域内(测控系统可达)卫星作为节点，将域外卫星的遥测数据下传给测控地面应用系统；同样，在对域外卫星进行遥控指令/数据上注时，也需由域内卫星作为节点进行数据接收，然后通过卫星星间链路将遥控指令/数据发送到域外目标卫星。由于，目前的卫星测控系统地面应用单元中，测控数据帧中用于区分卫星的标识符，均是该数据帧节点卫星的标识符。这将导致测控中心计算机系统将数据发送到内部局域网后，为节点卫星提供服务的测控数据专用处理设备会对数据进行解析处理，其他测控数据专用处理设备将会把该数据直接丢掉。由于节点卫星的数据解析处理协议与遥测数据信源卫星、遥控数据信宿卫星的数据解析处理协议不同，最终导致上传到域外卫星的遥控数据和域外卫星下传的遥测数据均会解析处理失败。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种多卫星组网测控数据分析过滤方法，用以解决多颗卫星组网工作时，域外卫星测控数据被节点卫星对应测控数据专用处理设备错误解析处理的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
提供了一种多卫星组网测控数据分析过滤方法，包括以下步骤：
为每颗卫星配置一台测控数据专用处理设备，并对卫星及配置的相应测控数据专用处理设备进行分组；同一组内测控数据专用处理设备内均配置组内所有卫星的卫星标识符及本设备所支持卫星的航天器唯一标识符；
测控中心计算机系统将测控数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备；
每一测控数据专用处理设备对接收到的测控数据进行二次过滤处理，并对合法的数据进行分析处理。
本发明有益效果如下：本发明提供的多卫星组网测控数据分析过滤方法。采用按编队、星座及分离载荷等方式对测控数据专用处理设备进行分组，克服了由于不同卫星编队、不同星座、不同卫星(载荷分离)的航天器唯一标识符在帧数据域中位置不同带来的解析错误的缺陷；有效解决了组网卫星的域外卫星测控数据被域内节点卫星对应测控数据专用处理设备错误处理的问题。
在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：
进一步，所述分组按照卫星编队、星座中的至少一种方式划分，相应地将为同一组内卫星提供服务的地面测控数据专用处理设备分为一组。
进一步，所述对接收到的测控数据进行二次过滤处理，包括：
比判接收到的测控数据中的卫星标识符是否为本组内卫星的标识符，不是则丢弃，是则继续对帧数据域中的航天器唯一标识进行进一步比判；
如果不是本测控数据专用数据处理设备对应的航天器唯一标识符，则丢弃该数据，如果是，则调用测控数据专用处理协议进行数据处理。
进一步，所述测控数据，包括：遥测数据、遥控指令/数据。
进一步，所述测控中心计算机系统将测控数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备，包括：
测控中心计算机系统接收到遥测数据帧后，将所述数据帧发送给局域网内所有测控数据专用处理设备；
在发送遥控指令/数据时，测控中心计算机系统将所述需要发送的遥控指令/数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备。
进一步，所述将为同一组内卫星提供服务的地面测控数据专用处理设备分为一组，采用下述至少一种分组方式：
将为同一编队内卫星提供服务的测控数据专用处理设备分为一组；
将为同一星座内卫星提供服务的测控数据专用处理设备分为一组。
进一步，同一组内测控数据专用处理设备并向连接。
进一步，所述为每颗卫星配置一台测控数据专用处理设备，还包括，在所述测控数据专用处理设备中分别配置对应卫星的遥测/遥控数据解析处理协议。
进一步，测控中心计算机系统采用UDP组播的方式将测控数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备。
进一步，所述卫星的航天器唯一标识，由卫星的应用单位进行分配，且同一组内各卫星的航天器唯一标识不同。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为单星作业测控数据星地传输示意图；
图2为本发明实施例中所述多卫星组网测控数据分析过滤方法流程图；
图3为本发明实施例中多星组网作业测控数据星地星间传输示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明的一个具体实施例，公开了一种多卫星组网测控数据分析过滤方法。如图2所示，包括以下步骤：
步骤S1，为每颗卫星配置一台测控数据专用处理设备，并对卫星及配置的相应测控数据专用处理设备进行分组；同一组内测控数据专用处理设备内均配置组内所有卫星的卫星标识符及本设备所支持卫星的航天器唯一标识符；
步骤S2，测控中心计算机系统将测控数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备；
步骤S3，同一组内所有测控数据专用处理设备均对接收到的数据进行过滤处理，并对合法的数据进行分析处理。
与现有技术相比，本实施例提供的多卫星组网测控数据分析过滤方法。采用按编队、星座及分离载荷等方式对测控数据专用处理设备进行分组，克服了由于不同卫星编队、不同星座、不同卫星(载荷分离)的航天器唯一标识符在帧数据域中位置不同带来的解析错误的缺陷；有效解决了组网卫星的域外卫星测控数据被域内节点卫星对应测控数据专用处理设备错误处理的问题。
在本实施例中，以图3中所示的多星组网卫星测控系统进行说明，图中A星为域内的节点卫星，B星和C星均为域外卫星。其中，节点卫星可以同卫星测控系统地面应用单元直接进行通信，用于接收地面发送给本星的遥控数据或由本星转发的它星遥控数据，同时，还用于向测控地面应用系统发送本星遥测数据或转发它星遥测数据。卫星测控系统用于对航天器(卫星、飞船和其它航天器)进行跟踪、测量和控制的系统。主要包括遥控系统和遥测系统两种系统。遥控系统用于完成航天器的姿态、轨道和有效载荷部件的控制。遥测系统用于传递航天器内部工作状态和飞行参数。
在步骤S1中、为每颗卫星配置一台测控数据专用处理设备，并对卫星及配置的测控数据专用处理设备进行分组，具体地。
步骤S101,配置测控数据专用处理设备；
在地面为同一网内(如图3中A星、B星、C星)每颗卫星配置一台测控数据专用处理设备(A星测控数据专用处理设备、B星测控数据专用处理设备、C星测控数据专用处理设备)，其中，测控数据专用处理设备为实现星地测控链路上行遥控信息处理、下行遥测信息进行数据处理的设备。
并在所有测控数据专用处理设备中分别配置该设备对应卫星的遥测/遥控数据解析处理协议；以便实现对应卫星相关测控数据的解析处理。
步骤S102,对卫星及配置的测控数据专用处理设备进行分组；
需要说明的是，为了实现对域外测控数据的接收处理，同时节约资源，提高数据处理的效率，对卫星及测控数据专用处理设备进行分组，可以按照按卫星编队、星座等方式将卫星分组，相应地将为同一组内卫星提供服务的地面测控数据专业设备分为一组，优选的：
可以将同一编队内卫星提供服务的测控数据专用处理设备为一组，
还可将为同一星座内卫星提供服务的测控数据专用处理设备为一组。
特殊情况下，当有多台测控数据专用处理设备为同一卫星不同载荷(分离载荷)提供服务时，可以将这些测控数据专用处理设备为一组。
具体的分组方式，可以根据实际卫星组网方式，及任务内容进行；在本实施例中将同一编队内A星、B星、C星的测控数据专用处理设备分为一组。
步骤S103，将分组后的测控数据专用处理设备连接；
将同一组内设备并向连接，以便提高数据处理的效率，满足测控实时性要求。
同时在测控数据专用处理设备内分别配置组内所有卫星的卫星标识符以及本设备支持卫星的航天器唯一标识符；
需要说明的是，卫星标识符由测控系统地面应用单元统一分配设置，用于地面应用系统内部对不同卫星数据帧的区分；
航天器唯一标识：由卫星的应用单位进行分配，且同一组内各卫星的航天器唯一标识不同，从而对同一编队内、同一星座内、同一卫星不同载荷进行区分。
步骤S104，将每组设备接入测控中心内部局域网；
将测控数据专用处理设备以网络节点形式接入测控中心内部局域网；且同组内的测控数据专用处理设备并向连接。
在步骤S2中，测控中心计算机系统将测控数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备；
具体来说，下行遥测数据传输：域外的C星通过B星转发将遥测数据传输给域内A星，B星将遥测数据传递给A星，A星将自身的遥测数据及接收到的B星、C星的遥测数据传输给测控地面站，测控地面站将接收得到的A/B/C星的遥测数据传递给测控中心计算机系统，测控中心计算机系统接收到遥测数据帧后(遥测数据帧由卫星发射信号时设置)，进行信道解码，并在数据帧的固定位置设置节点卫星的标识符，然后以UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)组播的方式将该数据帧发送给局域网内所有测控数据专用处理设备，测控数据专用处理设备按照步骤S3进行二次过滤处理。
上行遥控数据传输：当在发送遥控指令/数据时，测控中心计算机系统在遥控数据帧(由地面应用系统设置)固定位置设置卫星的标识符，测控中心计算机系统以UDP组播的方式将该数据帧发送给局域网内所有测控数据专用处理设备。测控数据专用处理设备，按照步骤S3对接收到的遥控指令/数据进行二次过滤处理。
步骤S3，同一组内所有测控数据专用处理设备均对接收到的数据进行二次过滤处理，并对验证为合法的数据进行分析处理，并将处理后的数据传递给测控中心计算机系统。具体包括以下步骤：
步骤S301，比判该数据帧中的卫星标识符是否为本组内卫星的标识符，不是则丢弃，是，则进入步骤S302。
步骤S302，对帧数据域中的航天器唯一标识进行进一步比判；
如果不是本测控数据专用数据处理设备对应的航天器唯一标识符，则丢弃该数据，如果是，则调用遥测/遥控数据专用处理协议进行数据处理。
步骤S303，对获得的测控数据进行加工处理，具体为根据测控数据的不同进行包括变换、滤波、加扰、解扰等运算及逻辑处理工作，上述处理工作采用现有处理手段即可实现。
步骤S304，将处理后的遥测数据、遥控指令/数据发送给测控中心计算机系统；
测控中心计算机系统将接收到的处理后的遥控指令/数据通过测控地面站发送到A星，A星将遥控指令/数据进行接收或转发处理。
本发明实施例，通过将地面测控数据专用处理设备进行分组，采用多台地面设备并行为同一网内的指定卫星系统提供测控数据解析处理服务；并对收到的测控数据进行分级过滤，首次解析过滤去除非本组卫星数据，二次过滤去除非本机支持卫星测控数据，实现了对组网卫星的域外卫星测控数据的解析处理。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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。

Claims (10)

1.一种多卫星组网测控数据分析过滤方法，其特征在于，包括以下步骤：
为每颗卫星配置一台测控数据专用处理设备，并对卫星及配置的相应测控数据专用处理设备进行分组；同一组内测控数据专用处理设备内均配置组内所有卫星的卫星标识符及本设备所支持卫星的航天器唯一标识符；
测控中心计算机系统将测控数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备；
每一测控数据专用处理设备对接收到的测控数据进行二次过滤处理，并对合法的数据进行分析处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分组按照卫星编队、星座中的至少一种方式划分，相应地将为同一组内卫星提供服务的地面测控数据专用处理设备分为一组。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对接收到的测控数据进行二次过滤处理，包括：
比判接收到的测控数据中的卫星标识符是否为本组内卫星的标识符，不是则丢弃，是则继续对帧数据域中的航天器唯一标识进行进一步比判；
如果不是本测控数据专用数据处理设备对应的航天器唯一标识符，则丢弃该数据，如果是，则调用测控数据专用处理协议进行数据处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测控数据，包括：遥测数据、遥控指令/数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述测控中心计算机系统将测控数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备，包括：
测控中心计算机系统接收到遥测数据帧后，将所述数据帧发送给局域网内所有测控数据专用处理设备；
在发送遥控指令/数据时，测控中心计算机系统将所述需要发送的遥控指令/数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将为同一组内卫星提供服务的地面测控数据专用处理设备分为一组，采用下述至少一种分组方式：
将为同一编队内卫星提供服务的测控数据专用处理设备分为一组；
将为同一星座内卫星提供服务的测控数据专用处理设备分为一组。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，同一组内测控数据专用处理设备并向连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述为每颗卫星配置一台测控数据专用处理设备，还包括，在所述测控数据专用处理设备中分别配置对应卫星的遥测/遥控数据解析处理协议。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，测控中心计算机系统采用UDP组播的方式将测控数据发送给局域网内所有测控数据专用处理设备。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述卫星的航天器唯一标识，由卫星的应用单位进行分配，且同一组内各卫星的航天器唯一标识不同。
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