CN109062565B - 数字卫星aos协议遥测源代码人工智能书写方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，包括：获取数字卫星流设计XML文件和包设计数据库；预先将AOS协议遥测源代码中的通用部分保存成模板存储至代码库中，根据部件类型建立模板路径；根据XML文件和包设计数据库中携带的信息，及模板路径读取模板并对模板进行书写操作，得到AOS协议遥测数据处理通用源代码；根据XML文件和包设计数据库中携带的信息，书写AOS协议遥测数据处理个性化源代码；根据系统维将AOS协议遥测数据处理通用源代码和AOS协议遥测数据处理个性化源代码进行组合，有效减少数字卫星AOS协议遥测源代码开发的工作量，减少了数字卫星源代码中的人的主观因素，便于管理与交流。
Description
技术领域
本发明涉及源代码智能书写源代码的技术领域，更具体的说是涉及一种数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法。
背景技术
数字卫星是与真实卫星的功能、组成、结构、模式、程序、操作完全一致的且运行在软件模拟的空间环境中的动态模拟仿真系统。
目前，工程设计、研发、测试过程中利用数字世界进行仿真验证的比例大大提升，卫星实物测试成本高，数字卫星的作用更加明显。其中，数字卫星源代码可分为静态、动态两部分，其中数字卫星的静态源代码部分可分解为信息包传输、遥测、遥控等，其中遥测传输是每个卫星都要用的重要部分，卫星遥测的主流方法有传统的基于波道的遥测方法、基于AOS协议的分包遥测方法，基于AOS协议分包遥测是近年来卫星遥测数传的发展趋势。但是， AOS协议数据处理流程复杂、数据源多样化，卫星个性化等特点，加之通常星上遥测编码程序和地面解码源程序不是同一团队开发，程序风格以及交流理解方面不容易迅速达成共识，造成了数字卫星AOS协议遥测源程序书写的工作量大。
因此，如何提供人工开发工作量小数字卫星AOS协议遥测源代码书写方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，有效减少数字卫星AOS协议遥测源代码开发的工作量，减少了数字卫星源代码中的人的主观因素，便于管理与交流。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，包括：
步骤一，获取数字卫星流设计XML文件和包设计数据库；
步骤二，预先将AOS协议遥测源代码中的通用部分保存成模板存储至代码库中，并根据部件类型建立相应的模板路径；
步骤三，根据所述XML文件和所述包设计数据库中携带的信息，以及所述模板路径读取所述模板并对所述模板进行书写操作，得到AOS协议遥测数据处理通用源代码；
步骤四，根据所述XML文件和所述包设计数据库中携带的信息，书写 AOS协议遥测数据处理个性化源代码；
步骤五，根据系统维将所述AOS协议遥测数据处理通用源代码和AOS 协议遥测数据处理个性化源代码进行组合，得到数字卫星AOS协议遥测源代码。
优选的，所述预先将AOS协议遥测源代码中的通用部分保存成模板存储至代码库中具体包括：
(1)根据系统维对数字卫星AOS协议遥测源代码中的通用部分进行维分解；分解为星上遥测编码通用源代码和地面遥测解码通用源代码两大部分；
(2)将分解好的星上遥测编码通用源代码和地面遥测解码通用源代码两大部分保存到模板中，存储至代码库中，以供后续读取调用。
优选的，所述对所述模板进行书写操作包括：文件重命名、函数重命名、语句重命名及变量重命名。
优选的，所述文件重命名的具体步骤包括：
(1)获取所述模板路径下的模板文件名；
(2)若是书写星上遥测编码通用源代码则直接从所述包设计数据库携带的实体定义表中获取卫星实体名称；若是书写地面遥测解码通用源代码则通过查询实体间通信关系配置，得到地面站或CCSDS解码器对应的卫星实体名称；
(3)在所述模板文件名前加上所述卫星实体名称，得到书写结果的文件名。
优选的，所述函数重命名、所述语句重命名及所述变量重命名均以替换关键字的方式实现，具体步骤包括：
(1)在所述模板存入所述代码库时，在所述模板中需要重命名的函数、语句和变量处加上特殊的标记符；
(2)书写时，通过所述XML文件携带的实体定义、实体间通信关系配置表、单机组配置确定替换规则；
(3)逐行判断所述模板中的字符，若发现所述标记符，则根据所述替换规则替换所述模板中相应的代码，完成代码书写。
优选的，所述的AOS协议遥测数据处理个性化源代码包括星上遥测个性化源代码和地面遥测个性化源代码，其中，所述星上遥测个性源代码包括：遥测包发送序列源代码、遥测源包组包源代码、遥测通道定义源代码、AOS 协议参数初始化源代码和遥测参数宏定义源代码；所述地面遥测个性化源代码包括：遥测通道定义源代码、AOS协议参数初始源代码和遥测参数宏定义源代码。
优选的，所述的遥测包发送序列源代码，具体步骤包括：
(1)创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2)将遥测包发送序列定义为一个字节型的二维数组；其中所述遥测包发送序列表存储在包设计数据库中；
(3)根据遥测包发送序列表中的数据列写出遥测包发送序列数组的赋值语句。
优选的，所述的遥测源包组包源代码，具体步骤包括：
(1)创建遥测源包组包源代码的C文件；
(2)根据实体名称书写出函数名称及函数声明；其中，所述实体名称存储在包设计数据库中；
(3)遍历遥测包列表将“包编号”的值书写为分支选择语句的选择条件；其中，所述遥测包列表存储在包设计数据库中，包编号具体指某个遥测包在所有遥测包中的标识；
(4)根据“包ID”的值依次查询包列表、包包含状态量表、状态量定义表，得到每种状态量的基本信息及处理方式，根据以上信息依次列写出包中每个状态量的处理及组包的源代码；其中，上述的表都存储在包设计数据库中，包ID具体指某个包在卫星中包括遥测包在内的所有包中的标识。
优选的，所述的遥测通道定义源代码，具体步骤包括：
(1)创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2)根据数字卫星包设计数据库中的单机组配置、总线配置确定通道的定义的书写方式；
(3)单分支的通道将通道定义为宏定义形式，将多分支的通道定义为一维数组的形式，数组的大小由分支数决定，宏定义或者数组的值为由总线配置得到的通道号。
优选的，所述的AOS协议参数初始化源代码，具体步骤包括：
(1)创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2)根据参数的特点和范围，将AOS协议参数定义为一维数组或者整型变量；其中，所述参数存储在XML和包设计数据库中；
(3)根据数字卫星包设计数据及数字卫星流设计XML中保存的信息，为相应的变量进行初始化。
优选的，所述的遥测参数宏定义源代码，具体步骤包括：
(1)创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2)获取包设计数据库中的遥测包列表、遥测包发送序列表、包包含状态量表、位流数据格式表，统计得到遥测源包的总数、次组包最大允许组的源包数、遥测源包最大长度、位流数据路数；
(3)根据统计得到的参数列写出遥测参数宏定义。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，减少了源代码书写过程中人的工作量，减少了数字卫星源代码中的人的主观因素，便于管理与交流。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的AOS星上遥测编码源代码的数据处理流程图；
图2为本发明提供的AOS地面遥测解码源代码的数据处理流程图。
具体实施方式
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。
本发明实施例公开了一种数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，包括：
步骤一，获取数字卫星流设计XML文件和包设计数据库；
步骤二，预先将AOS协议遥测源代码中的通用部分保存成模板存储至代码库中，并根据部件类型建立相应的模板路径；
步骤三，根据所述XML文件和所述包设计数据库中携带的信息，以及所述模板路径读取所述模板并对所述模板进行书写操作，得到AOS协议遥测数据处理通用源代码；
步骤四，根据所述XML文件和所述包设计数据库中携带的信息，书写AOS协议遥测数据处理个性化源代码；
步骤五，根据系统维将所述AOS协议遥测数据处理通用源代码和AOS 协议遥测数据处理个性化源代码进行组合，得到数字卫星AOS协议遥测源代码。
在代码开发的过程中，不需要重复书写，每次根据流设计XML文件和包设计数据库中输入的具体信息来自动调用预先存储好的模板，之后根据需求对模板中的文件名、函数、语句、变量进行重命名即可完成AOS协议遥测数据处理通用源代码书写，再根据输入信息书写出AOS协议遥测数据处理个性化源代码，减少了人的工作量，提高了代码书写效率。
其中，数字卫星流设计XML文件、数字卫星包设计数据库的获取方法可以是通过人机交互界面输入，或者通过其他智能手段得到，其主要功能是保存卫星AOS协议遥测配置的个性化信息、卫星遥测子系统部件通道等其他信息，为数字卫星AOS协议遥测源代码智能书写程序提供决策依据。
数字卫星流设计XML文件、数字卫星包设计数据库。
数字卫星流设计XML文件中保存的信息包括EPDU主导头、虚拟信道优先级、虚拟信道调度方式、编码方式、CADU同步码。
数字卫星包设计数据库中相关的表组主要包括实体定义、实体间通信关系配置、单机组配置、接口配置、包格式配置、总线配置、状态量定义、包传输配置、星务遥测配置、联邦配置。
上述数据库中实体定义中保存的信息包括数字飞行器的代号、名称以及实体类型，在这里实体类型包括“卫星”、“地面站”、“地面虚拟系统”。
单机组配置中保存实体中的包含的部件信息，比如卫星中包含的星务计算机(CMU)、天线(Antenna)，以及地面站中的运动学解算器(Kinematics)，地面虚拟系统中的CCSDS解码器(TransferCCSDS)。
实体间通信关系配置中定义了卫星与地面站、地面站与CCSDS解码器的通信关系，主要包括发送发与接收方的对应关系、传输用的通道类型、包格式等。
接口配置定义了实体部件信息传输的真实及虚拟接口，包括无线网络接口、有线网络接口、高速接口等。
包格式配置定义了实体部件间信息传输的格式，包括包头、标识符、长度等信息，主要用到的格式有自定义缺省格式、自定义无线格式、标准的AOS 协议格式。
总线配置定义了卫星遥测数据从产生到归档的传输路径，包括从卫星的星务计算机到卫星天线，从卫星的天线到地面站，从地面站到CCSDS解码器，从CCSDS解码器到归档或显示程序。
状态量定义中保存了卫星部件的状态量信息，包括名称、数据类型、长度、编码方式、取值范围等。
包传输配置中定义了卫星传输的遥测包名称、包含的状态量、包格式、发送条件等。
星务遥测配置保存的信息包括遥测源包、遥测包发送序列、遥测状态量、位流数据格式、虚拟信道多路复用信息等。
联邦配置表中的保存的信息包括联邦的名称(及生成处理的工程文件夹名称)、联邦中包含的部件等。
为了进一步优化上述技术方案，预先将AOS协议遥测源代码中的通用部分保存成模板存储至代码库中具体包括：
(1)根据系统维对数字卫星AOS协议遥测源代码中的通用部分进行维分解；分解为星上遥测编码通用源代码和地面遥测解码通用源代码两大部分；
(2)将分解好的星上遥测编码通用源代码和地面遥测解码通用源代码两大部分保存到模板中，存储至代码库中，以供后续读取调用。
进一步的，可以将对数字卫星AOS协议遥测源代码分解为AOS协议遥测星上数据处理流程通用源代码、AOS协议遥测星上个性化源代码、AOS协议遥测地面数据处理流程通用源代码和AOS协议遥测地面个性化源代码。
为了进一步优化上述技术方案，对所述模板进行书写操作包括：文件重命名、函数重命名、语句重命名及变量重命名。
为了进一步优化上述技术方案，所述文件重命名的具体步骤包括：
(1)获取所述模板路径下的模板文件名；
(2)若是书写星上遥测编码通用源代码则直接从所述包设计数据库携带的实体定义表中获取卫星实体名称；若是书写地面遥测解码通用源代码则通过查询实体间通信关系配置，得到地面站或CCSDS解码器对应的卫星实体名称；
(3)在所述模板文件名前加上所述卫星实体名称，得到书写结果的文件名。
为了进一步优化上述技术方案，所述函数重命名、所述语句重命名及所述变量重命名均以替换关键字的方式实现，具体步骤包括：
(1)在所述模板存入所述代码库时，在所述模板中需要重命名的函数、语句和变量处加上特殊的标记符；
(2)书写时，通过所述XML文件携带的实体定义、实体间通信关系配置表、单机组配置确定替换规则；
(3)逐行判断所述模板中的字符，若发现所述标记符，则根据所述替换规则替换所述模板中相应的代码，完成代码书写。
为了进一步优化上述技术方案，所述的AOS协议遥测数据处理个性化源代码包括星上遥测个性化源代码和地面遥测个性化源代码，其中，所述星上遥测个性源代码包括：遥测包发送序列源代码、遥测源包组包源代码、遥测通道定义源代码、AOS协议参数初始化源代码和遥测参数宏定义源代码；所述地面遥测个性化源代码包括：遥测通道定义源代码、AOS协议参数初始源代码和遥测参数宏定义源代码。
为了进一步优化上述技术方案，所述的遥测包发送序列源代码，具体步骤包括：
(1)创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2)将遥测包发送序列定义为一个字节型的二维数组；其中所述遥测包发送序列表存储在包设计数据库中；
(3)根据遥测包发送序列表中的数据列写出遥测包发送序列数组的赋值语句。
为了进一步优化上述技术方案，所述的遥测源包组包源代码，具体步骤包括：
(1)创建遥测源包组包源代码的C文件；
(2)根据实体名称书写出函数名称及函数声明；其中，所述实体名称存储在包设计数据库中；
(3)遍历遥测包列表将“包编号”的值书写为分支选择语句的选择条件；其中，所述遥测包列表存储在包设计数据库中，包编号具体指某个遥测包在所有遥测包中的标识；
(4)根据“包ID”的值依次查询包列表、包包含状态量表、状态量定义表，得到每种状态量的基本信息及处理方式，根据以上信息依次列写出包中每个状态量的处理及组包的源代码；其中，上述的表都存储在包设计数据库中，包ID具体指某个包在卫星中包括遥测包在内的所有包中的标识。
为了进一步优化上述技术方案，所述的遥测通道定义源代码，具体步骤包括：
(1)创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2)根据数字卫星包设计数据库中的单机组配置、总线配置确定通道的定义的书写方式；
(3)单分支的通道将通道定义为宏定义形式，将多分支的通道定义为一维数组的形式，数组的大小由分支数决定，宏定义或者数组的值为由总线配置得到的通道号。
所述的AOS协议参数初始化源代码，具体步骤包括：
(1)创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2)根据参数的特点和范围，将AOS协议参数定义为一维数组或者整型变量；其中，所述参数存储在XML和包设计数据库中；
(3)根据数字卫星包设计数据及数字卫星流设计XML中保存的信息，为相应的变量进行初始化。
所述的遥测参数宏定义源代码，具体步骤包括：
(1)创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2)获取包设计数据库中的遥测包列表、遥测包发送序列表、包包含状态量表、位流数据格式表，统计得到遥测源包的总数、次组包最大允许组的源包数、遥测源包最大长度、位流数据路数；
(3)根据统计得到的参数列写出遥测参数宏定义。
下面具体介绍数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法。
首先，根据数字卫星XML文件和数字卫星包设计数据库读取相应的代码模板，书写AOS协议遥测数据处理通用源代码；
AOS协议遥测数据处理通用源代码是AOS协议遥测数据处理源代码中相对固定的代码，不同的卫星通用，同时具备可扩展性。
所述的通用源代码包括AOS协议星上遥测通用源代码与AOS协议地面遥测通用源代码。
根据包数字装配的结果数据库中的实体定义表中的实体类型及联邦配置表中的部件类型确定需要读取的模板、书写星上遥测源代码还是地面遥测源代码，星上源代码包括部件类型为“CMU”、“Antenna”等部件的联邦，地面源代码包括部件类型为“Kinematics”且实体类型为地面站、或者部件类型为“TransferCCSDS”的联邦。
(1)AOS协议遥测星上数据处理流程通用源代码智能书写
将AOS协议遥测星上数据处理流程通用源代码存到代码库中作为书写的模块，根据部件类型建立相应的模板路径。根据数字卫星流设计XML文件、数字卫星包设计数据库中携带的实体定义、单机组配置、联邦配置表组，确定需要读取的模板，以及对模板的书写操作形式。若联邦配置中部件类型包含“CMU”或“Antenna”，则读取相应路径下的模板进行代码的书写，主要书写操作包括文件重命名、函数重命名、语句重命名及变量重命名。
文件重命名，首先获取模板路径下的模板文件名以及实体定义表中的实体名称，然后在模板文件名前加上实体名称得到书写结果的文件名，如：模板名称为“EPDUPacket.c”,实体名称为“Craft1”，则生成的文件名为“Craft1EPDUPacket.c”。
函数重命名与变量重命名都是以替换关键字的方式实现，首先模板入库时在模板中需要重命名的函数、语句、变量处加上特殊的标记符(如“$$$$”)，书写时首先通过实体定义、单机组配置等表确定替换规则(如将“$$$$”替换为实体名称)，书写时逐行判断模板中的字符，若发现标记符，则根据替换规则替换模板中相应代码，完成代码书写。
上述的星上数据处理流程通用源代码主要包括：包装业务源代码、位流业务源代码、多路复用业务源代码、虚拟信道数据单元业务源代码、虚拟信道访问业务源代码。
包装业务源代码的主要功能是将工程源数据处理为EPDU，主要过程是在工程源数据前添加规范格式的EPDU包头。
位流业务源代码的功能是将位流数据经过压缩、复接处理，再拆分为 BPDU。
多路复用业务源代码的功能是将EPDU添加到所属源包对应的虚拟信道，再添加规范格式的MPDU包头组成MPDU。
虚拟信道数据单元业务源代码是将MPDU或者BPDU添加规范格式的 VCDU包头组成VCDU存入缓冲区，再通过VCDU调度，根据优先级取出需要处理的VCDU。
虚拟信道访问业务源代码是将VCDU经过编码后，再添加CADU主导头、包长度组成一个VCDU，再通过物理通道发送出去。
综上所述得到AOS星上遥测编码源代码的数据处理流程，如图1所示。
(2)AOS协议遥测地面数据处理流程通用源代码智能书写
将AOS协议遥测地面数据处理流程通用源代码存到代码库中作为书写的模块，根据部件类型建立相应的模板路径。根据数字卫星流设计XML文件、数字卫星包设计数据库中携带的实体定义、实体间通信关系配置、单机组配置、联邦配置表组，确定需要读取的模板，以及对模板的书写操作形式。若联邦配置中部件类型为“Kinematics”且实体类型为地面站、或者部件类型为“TransferCCSDS”，则根据模板进行相应代码的书写，主要书写操作包括文件重命名、函数重命名、语句重命名及变量重命名。
文件重命名，首先获取模板路径下的模板文件名以及实体定义表中的实体名称，再根据地面站或CCSDS解码器的实体名称查询实体间通信关系配置，得到地面站或CCSDS解码器对应的卫星实体名称，然后在模板文件名前加上对应的卫星实体名称得到书写结果的文件名，如：模板名称为“EPDUToSourcePacket.c”,地面站1对应的卫星实体名称为“Craft1”，则生成的文件名为“Craft1EPDUTo SourcePacket.c”。
函数重命名与变量重命名都是以替换关键字的方式实现，首先模板入库时在模板中需要重命名的函数、语句、变量处加上特殊的标记符(如“$$$$”)，书写时首先通过实体定义、实体间通信关系配置表、单机组配置等表确定替换规则(如将“$$$$”替换为地面站或CCSDS解码器对应的卫星实体名称)，书写时逐行判断模板中的字符，若发现标记符，则根据替换规则替换模板中相应代码，完成代码书写。
上述的地面数据处理流程通用源代码主要包括：虚拟信道访问业务源代码、虚拟信道数据单元业务源代码、多路复用业务逆过程源代码、位流业务逆过程源代码和包装业务逆过程源代码。
虚拟信道访问业务源代码的功能是对接收到的数据寻找同步码来划定 CADU界限，再经过解装、解码得到VCDU，再送至虚拟信道数据单元业务解码源代码进行解码。
虚拟信道数据单元业务源代码的功能是根据VCDU包头信息判断VCDU 数据类型，再从中解出MPDU或者BPDU，再送至路复用业务逆过程源代码进行解码。
多路复用业务逆过程源代码的功能是从MPDU中解出所有EPDU，再依次送至包装业务逆过程源代码进行解码。
位流业务逆过程源代码的功能是将BPDU经过解复接、解压缩处理还原成位流数据，再将位流数据发送给载荷图像显示程序。
包装业务逆过程源代码的功能是从EPDU中解出工程源包，在将工程源包发送给遥测归档程序。
综上所述得到AOS地面遥测编码源代码的数据处理流程，如图2所示。
接下来，根据数字卫星XML文件和数字卫星包设计数据库书写AOS协议遥测数据处理个性化源代码。
AOS协议遥测数据处理个性化源代码是每个卫星特殊的代码，不同卫星需要重新配置生成。
所述的个性化源代码包括AOS协议星上遥测个性化源代码与AOS协议地面遥测个性化源代码。
根据包数字装配的结果数据库中的实体定义表确定书写星上遥测源代码还是地面遥测源代码。若实体类型是“卫星”则生成星上遥测个性化源代码，若实体类型是“地面站”或“地面虚拟系统”则生成地面遥测个性化源代码。
(1)AOS协议星上遥测个性化源代码智能书写
星上遥测个性化源代码主要包括：遥测包发送序列源代码、遥测源包组包源代码、遥测通道定义源代码、AOS协议参数初始化源代码、遥测参数宏定义源代码。
遥测包发送序列源代码的功能是定义每次遥测源包组哪几个包、所有遥测源包按照什么顺序依次处理。遥测包发送序列源代码书写依赖于数字卫星包设计数据库中的遥测包发送序列表。将遥测包发送序列书写为一个字节型的二维数组，行数为遥测包分发可能的最大次数，列数为每次可能发送的遥测包的最大个数，将数组中的第i列、第j行变量的值书写为卫星第i次、发送的第j个遥测包的编号。遥测包发送序列源代码的格式为C代码的头文件，根据遥测包发送序列表中的数据在文件中列写出遥测包发送序列数组的赋值语句，遥测包发送序列表中“序列号”、“个数”、“包编号”字段分别与遥测包发送序列数组的行号、列号、变量的值。
遥测源包组包源代码的功能是将卫星的遥测状态量经过数据处理组成遥测源包，作为包装业务源代码的输入。遥测源包组包源代码书写子模块依赖于数字卫星包设计数据库中的包列表、包包含状态量表、状态量定义、单机组配置、包格式配置。将遥测源包组包过程封装为一个函数，函数的形参包括包编号和输出的源包数组，函数的返回值为源包的长度，函数主体采用多分支选择语句，将遥测包编号作为分支的选择条件。遥测源包组包代码的格式为C文件，根据实体名称书写出函数名称及函数声明，遍历遥测包列表将“包编号”的值书写为分支选择语句的选择条件，根据“包ID”的值去查询包列表，得到遥测包包含的状态量，根据“状态量属性”及“状态量ID”查询状态量定义表，得到每种状态量的基本信息及处理方式。上述的状态量基本信息包括状态量名称、状态量类型、状态量长度、处理后长度、最大值、最小值、初始值等。上述的处理方式包括线性压缩、二进制原码、二进制补码、二进制偏移码、八进制原码、十六进制原码、温度、遥测电压量、线性处理、查表法、单精度浮点数、线性内插等，封装为一个固定的源文件，书写时只需根据处理方式书写相应的函数调用即可。根据以上信息依次列写出包中每个状态量的处理及组包的源代码。
遥测通道定义源代码功能是定义CADU传输的物理通道及载荷采集的视频图像数据接收通道，其中CADU传输的物理通道包括从星务计算机或中心遥测部件传输到天线的通道，从天线往地面站发送的无线信道。遥测通道定义源代码书写子模块依赖于数字卫星包设计数据库中的单机组配置、总线配置。通道的定义的书写方式根据通道分支数可分为宏定义与一维数组，其中对于单分支的通道将通道定义为宏定义形式，将多分支的通道定义为一维数组的形式，数组的大小由分支数决定，宏定义或者数组的值为由总线配置得到的通道号。遥测通道定义源代码的格式为C代码的头文件，根据通道所属的部件将头文件分为星务计算机的通道定义头文件、天线通道定义头文件。星务计算机的通道定义头文件中书写载荷采集的视频图像数据接收通道及星务计算机传输到天线的通道，前者以宏定义书写，后者书写为一维数组。天线通道定义头文件中书写天线从星务计算机的数据接收通道及从天线往地面站发送的无线信道，两者都书写为一维数组。
AOS协议参数初始化源代码定义AOS协议中最重要或各星特异的参数，包括包装业务中用到的EPDU主导头参数、位流业务的视频图像及其压缩参数、多路复用业务中的虚拟信道复用关系、虚拟信道数据单元业务中的虚拟信道优先级与调度方式、虚拟信道访问业务中的编码方式、CADU同步码等。 AOS协议参数初始化源代码书写依赖于数字卫星包设计数据库中的位流数据格式、虚拟信道多路复用信息，数字卫星流设计XML中保存的信息包括EPDU 主导头、虚拟信道优先级、虚拟信道调度方式、编码方式、CADU同步码。将EPDU主导头参数定义为无符号整形变量，包括版本号与类型；将视频图像及其压缩参数定义为一维数组，包括图像或视频识别标识、压缩方式、数据帧的宽度和高度，数组的长度为视频图像的路数；将虚拟信道复用关系定义为两个一维数组，分别存储遥测工程源包数据与视频图像数据复用的虚拟信道号，数组的长度分别为遥测工程源包的个数及视频图像数据的路数；将虚拟信道优先级定义为一维数组，数组的长度为虚拟信道总个数；将虚拟信道的调度方式定义为、编码方式定义为无符号的字节变量；将CADU同步码都定义为无符号的长整型变量。AOS协议参数初始化源代码的格式为C代码的头文件，根据数字卫星包设计数据及数字卫星流设计XML中保存的信息，为相应的变量进行初始化。
遥测参数宏定义源代码的功能是定义卫星AOS遥测的统计信息，以宏定义形式保存，包括遥测源包的总数、每次组包最大允许组的源包数、遥测源包最大长度、位流数据路数等。遥测参数宏定义源代码书写依赖于数字卫星包设计数据库中的包列表、包包含状态量表、状态量定义、包格式配置、位流数据格式。遥测参数宏定义源代码的格式为C代码的头文件，根据包设计数据库中的遥测包列表中的数据，统计出遥测源包的总数；根据遥测包发送序列表，统计出每次组包最大允许组的源包数；根据遥测包列表的包ID去查询包包含状态量表，得到包包含状态量，将包中所有状态量处理后的长度相加得到遥测源包的长度，遍历所有包ID统计得到遥测源包最大长度；统计位流数据格式表，得到位流数据路数。
(2)AOS协议地面遥测个性化源代码智能书写
地面遥测个性化源代码主要包括：遥测通道定义源代码、AOS协议参数初始源代码、遥测参数宏定义源代码。
遥测通道定义源代码功能是定义从天线往地面站发送的无线信道，地面站给CCSDS解码器发送的有线通道，及CCSDS解码器发送还原后数据的虚拟通道。遥测通道定义源代码书写子模块依赖于数字卫星包设计数据库中的单机组配置、总线配置。通道的定义的书写方式都采用宏定义，宏定义或者数组的值为由总线配置得到的通道号。遥测通道定义源代码的格式为C代码的头文件，根据通道所属的部件将头文件分为地面站通道定义头文件、CCSDS 解码器头文件。地面站通道定义头文件中书写地面站的无线遥测数据接收通道及从地面站给CCSDS解码器发送的有线通道。CCSDS解码器头文件中书写CCSDS解码器的遥测数据接收通道及解码后数据给归档程序及显示程序的虚拟通道。
AOS协议参数初始化源代码定义AOS协议中最重要或各地面站特异的参数，包括虚拟信道访问业务中的编码方式、CADU同步码、位流业务逆过程的视频图像及其压缩参数等。AOS协议参数初始化源代码书写依赖于数字卫星包设计数据库中的位流数据格式、虚拟信道多路复用信息，数字卫星流设计XML中保存的信息包括EPDU主导头、虚拟信道优先级、虚拟信道调度方式、编码方式、CADU同步码。书写过程及形式与星上遥测中的AOS协议参数初始化源代码类似。将编码方式定义为无符号的字节变量；将CADU同步码都定义为无符号的长整型变量；将位流业务逆过程的视频图像及其压缩参数定义为一维数组，包括图像或视频识别标识、压缩方式、数据帧的宽度和高度，数组的长度为视频图像的路数。AOS协议参数初始化源代码的格式为 C代码的头文件，根据数字卫星包设计数据及数字卫星流设计XML中保存的信息，为相应的变量进行初始化。
遥测参数宏定义源代码的功能是定义地面站AOS遥测的统计信息，以宏定义形式保存，包括遥测源包的总数、遥测源包最大长度、位流数据路数等。遥测参数宏定义源代码书写依赖于数字卫星包设计数据库中的状态量定义、包格式配置、遥测源包、遥测状态量、位流数据格式。书写过程及形式与星上遥测中的AOS遥测参数宏定义源代码完全一样。
根据系统维组合为两大部分，星上遥测编码源代码和地面遥测解码源代码。根据星上遥测编码和地面遥测解码的处理顺序对书写出的代码进行组合，得到星上遥测编码源代码和地面遥测解码源代码。
(1)星上遥测编码源代码
主要功能是将星上遥测源包经过包装业务、位流业务、多路复用业务、虚拟信道访问业务、虚拟信道数据单元业务处理变成AOS协议规范格式的传输包，根据调度方式依次发送给地面站。
包括AOS协议遥测星上数据处理流程个性化源代码和AOS协议遥测星上通用源代码。
AOS协议遥测星上个性化源代码通常以头文件、特殊函数等形式存在， AOS协议遥测星上数据处理流程通用源代码通过引用头文件或调用函数形成完整的AOS协议星上遥测编码源代码。
(2)地面遥测解码源代码
主要功能将从地面收到的遥测数据流经过虚拟信道访问业务、虚拟信道数据单元业务、多路复用业务逆过程、位流业务逆过程和包装业务逆过程解出遥测源包，根据源包类型将数据转发给遥测归档程序或者载荷图像显示程序。
包括AOS协议遥测地面数据处理流程个性化源代码和AOS协议地面通用源代码。
AOS协议遥测地面个性化源代码通常以头文件形式存在，AOS协议遥测地面数据处理流程通用源代码通过引用头文件形成完整的AOS协议地面遥测编码源代码。
用到智能书写方法包括：源代码书写推理决策方法、源代码书写有限选择决策方法、源代码书写规范执行方法。利用源代码书写方法库推理决策方法决定工程与文件，例如书写星上源代码还是地面源代码的决策，根据系统维进行代码合并的决策。利用有限选择决策方法决定条件、循环、变量、语句等内容的书写，例如在遥测通道定义源代码中定义方式的决策，AOS协议参数初始化源代码中参数的类型决策。利用源代码书写规范执行方法完成规范源代码书写，例如在函数定义、变量命名、变量赋值、分支选择等语句的书写。
源代码书写推理决策方法，即源代码书写知识库推理决策方法，包括以下步骤：
步骤一，建立数字飞行器源代码书写推理决策知识库；
推理决策知识库的功能是保存程序员书写数字飞行器源代码的所有决策，采用产生式表示法来表示数字飞行器源代码书写的知识，包括事实库与推理规则库。推理决策知识库的描述语言包括但不限于Prolog、LISP、Smalltalk 等人工智能编程语言，存储方式为用上述人工智能语言书写的源文件。
步骤二：对数字飞行器源代码进行维分解，确定分解后各部分源代码中的推理决策的事实库与推理规则库；
事实库用于描述源代码书写过程中程序员的决策依据，记录数字飞行器的特点及仿真相关要求，包括环境、功能、工程、文件、全局变量、函数六个层面。
推理规则库用于描述源代码书写过程中程序员的决策。将数字飞行器源代码的推理规则库分解为不同层次的推理规则，包括但不限于环境、功能、工程、文件、全局变量、函数几个部分。
步骤三，根据数字飞行器的输入启动推理机制；具体包括：
(1)根据数字飞行器的特点，确定事实库，遍历推理规则库，找到与当前事实匹配的推理规则；
(2)执行推理规则的操作部分，并将其结论作为新事实存入事实库；
(3)利用所述新事实重复步骤(1)和步骤(2)，直到没有新的推理规则适用，或者找到适用的书写规则为止，将书写规则保存到书写规则库中；
步骤四，源代码书写模块根据书写规则生成数字飞行器源代码。利用源代码书写模块进行书写规则读取、统计分析及源代码书写。
源代码书写有限选择决策方法包括以下步骤：
步骤一，根据决策目标获取执行对象和决策树；
决策目标包括通用性选择决策和应用层选择决策；
其中，所述通用性选择决策包括：仿真平台与工程选择、变量类型选择、变量定义位置和方式选择、数组和列表的选择、循环方式选择；
所述应用层选择决策为在指定的飞行器结构和参数的基础上决策仿真执行对象。
步骤二，根据输入对象和所述决策树对所述执行对象进行筛选，获取可行执行对象集；
构建有限选择评估体系，包括仿真粒度和仿真平台；
根据有限选择评估体系获取可行执行对象集，具体包括，
根据平台仿真时间和占用资源情况对仿真粒度进行决策；
根据平台仿真时间和占用资源情况判断是否有真实部件接入的需求，对仿真平台进行决策；
选择符合仿真粒度要求和仿真平台要求的执行对象，构成可执行执行对象集。
步骤三，根据决策目标找到该目标下描述执行对象的特征参数及相应计算方法，针对步骤二中的可行执行对象集，计算每个执行对象的特征参数；
步骤三中的特征参数包括仿真精度、仿真时间和资源占用；
仿真精度的衡量标准包括仿真粒度、仿真误差、计算结果精度；其中仿真粒度包括航天器整体级别、子系统级别、部件级别以及部件组件级别；仿真误差包括针对各仿真粒度的原理模型和误差模型；计算结果精度是指结果参数的最小分辨率；
仿真时间是指完成单个仿真周期计算所实际花费的时间；
资源占用的衡量标准包括仿真平台资源、存储资源和计算资源；其中仿真平台资源指占用仿真计算机或仿真板卡的个数；存储资源指全局变量占用的固定内存空间、临时变量占用的堆空间和栈空间；计算资源指算法的复杂程度，即算法的占用空间。
步骤四，对所述决策目标下的执行对象的特征参数进行评分；评分方法为归一化方法，将所述特征参数映射到区间[0,1]上。
步骤五，计算综合评分，得到最优执行对象；采用加权平均的方式，将每个特征参数对应的归一化评分乘以权重，最终得到加权评分，通过对比各执行对象的评分找出评分最高的执行对象，即得最优执行对象。
步骤六，根据选择的所述最优执行对象书写源代码。
源代码书写规范执行方法，即源代码规范决策执行方法包括以下步骤：
步骤一，利用多种维分解方法对数字飞行器源代码进行多层次分解，得到最小分解结果；
分解方法主要包括代码层次、飞行器类型、系统维、仿真粒度，以及多种分解方法之间的交叉组合；
步骤二，对所述最小分解结果进行聚类，并建立数字飞行器源代码书写决策树；
该步骤可细分为以下两个小步骤：
(1)对最小分解结果进行聚类，给出聚类后分支的适用对象和适用条件聚类依据包括通用性、工作逻辑方式。
根据工作逻辑方式进行聚类，卫星中姿轨控子系统源代码主要包括姿态确定模块、姿态控制模块、模式监测和切换模块，导弹制导控制系统中包括飞行事件监测和切换模块、导引模块、控制模块，两种飞行器工作逻辑方式基本一致，因此实现方式聚为一类，聚类后结果将飞行器源代码运动控制部分分为三部分，第一部分为飞行器状态确定模块，第二部分为飞行过程的状态监测和满足特定情况切换逻辑模块，第三部分为飞行器运动控制模块。
(2)建立程序员书写数字飞行器源代码完整决策树：将源代码分解结果聚类后，建立决策树
步骤三，根据决策树分支情况建立执行规范书写操作的人工智能程序员；根据适用范围、变化频率、变化方式因素对源代码书写执行方法进行选择，建立智能程序员。
步骤四，利用所述人工智能程序员读取所需生成场景的配置信息生成数字飞行器仿真源程序。
该步骤可细分为以下两个小步骤：
(1)智能程序员读取所需生成场景包含飞行器配置信息
利用形成的人工智能程序员，读取书写数字飞行所需的配置文件输入信息。配置文件按照文件类型分解包括数据库、格式化文件(xml文件)、文件库等。配置文件根据适用性进行分解，包括所有飞行器通用、每种类型飞行器通用、每种型号特殊等。
(2)根据决策树分支适用条件进行逐层判定，获取源代码书写操作执行方法，执行书写操作自动生成源代码。
人工智能程序员中根据决策树分支语句进行决策树各层级分支的满足条件判定和筛选，查找书写过程中每步的所属最小分支。
根据每个分支的书写方法，通过源代码生成程序书写、数据库读取书写、文件直接拷贝、文件替换拷贝方式，完成完整数字飞行器系统源代码书写。
而且，上述智能书写方法已经在先前申请的专利中详细阐述过，因此，这里不再赘述。
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，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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 (8)
1.一种数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，其特征在于，包括：
步骤一，获取数字卫星流设计XML文件和包设计数据库；
步骤二，预先将AOS协议遥测源代码中的通用部分保存成模板存储至代码库中，并根据部件类型建立相应的模板路径；
步骤三，根据所述XML文件和所述包设计数据库中携带的信息，以及所述模板路径读取所述模板并对所述模板进行书写操作，得到AOS协议遥测数据处理通用源代码；
对所述模板进行书写操作包括：文件重命名、函数重命名、语句重命名及变量重命名；
所述文件重命名的具体步骤包括：
(1) 获取所述模板路径下的模板文件名；
(2) 若是书写星上遥测编码通用源代码则直接从所述包设计数据库携带的实体定义表中获取卫星实体名称；若是书写地面遥测解码通用源代码则通过查询实体间通信关系配置，得到地面站或CCSDS解码器对应的卫星实体名称；
(3) 在所述模板文件名前加上所述卫星实体名称，得到书写结果的文件名；
所述函数重命名、所述语句重命名及所述变量重命名均以替换关键字的方式实现，具体步骤包括：
(1) 在所述模板存入所述代码库时，在所述模板中需要重命名的函数、语句和变量处加上特殊的标记符；
(2) 书写时，通过所述XML文件携带的实体定义、实体间通信关系配置表、单机组配置确定替换规则；
(3) 逐行判断所述模板中的字符，若发现所述标记符，则根据所述替换规则替换所述模板中相应的代码，完成代码书写；
步骤四，根据所述XML文件和所述包设计数据库中携带的信息，书写AOS协议遥测数据处理个性化源代码；
步骤五，根据系统维将所述AOS协议遥测数据处理通用源代码和AOS协议遥测数据处理个性化源代码进行组合，得到数字卫星AOS协议遥测源代码。
2.根据权利要求1所述的数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，其特征在于，所述预先将AOS协议遥测源代码中的通用部分保存成模板存储至代码库中具体包括：
(1) 根据系统维对数字卫星AOS协议遥测源代码中的通用部分进行维分解；分解为星上遥测编码通用源代码和地面遥测解码通用源代码两大部分；
(2) 将分解好的星上遥测编码通用源代码和地面遥测解码通用源代码两大部分保存到模板中，存储至代码库中，以供后续读取调用。
3.根据权利要求1所述的数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，其特征在于，所述的AOS协议遥测数据处理个性化源代码包括星上遥测个性化源代码和地面遥测个性化源代码，其中，所述星上遥测个性化源代码包括：遥测包发送序列源代码、遥测源包组包源代码、遥测通道定义源代码、AOS协议参数初始化源代码和遥测参数宏定义源代码；所述地面遥测个性化源代码包括：遥测通道定义源代码、AOS协议参数初始源代码和遥测参数宏定义源代码。
4.根据权利要求3所述的数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，其特征在于，所述的遥测包发送序列源代码，具体步骤包括：
(1) 创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2) 将遥测包发送序列定义为一个字节型的二维数组；其中所述遥测包发送序列存储在包设计数据库中；
(3) 根据遥测包发送序列表中的数据列写出遥测包发送序列数组的赋值语句。
5.根据权利要求3所述的数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，其特征在于，所述的遥测源包组包源代码，具体步骤包括：
(1) 创建遥测源包组包源代码的C文件；
(2) 根据实体名称书写出函数名称及函数声明；其中，所述实体名称存储在包设计数据库中；
(3) 遍历遥测包列表将“包编号”的值书写为分支选择语句的选择条件;其中，所述遥测包列表存储在包设计数据库中，包编号具体指某个遥测包在所有遥测包中的标识；
(4) 根据“包ID”的值依次查询包列表、包包含状态量表、状态量定义表，得到每种状态量的基本信息及处理方式，根据以上信息依次列写出包中每个状态量的处理及组包的源代码；其中，上述的表都存储在包设计数据库中，包ID具体指某个包在卫星中包括遥测包在内的所有包中的标识。
6.根据权利要求3所述的数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，其特征在于，所述的遥测通道定义源代码，具体步骤包括：
(1) 创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2) 根据数字卫星包设计数据库中的单机组配置、总线配置确定通道的定义的书写方式；
(3) 单分支的通道将通道定义为宏定义形式，将多分支的通道定义为一维数组的形式，数组的大小由分支数决定，宏定义或者数组的值为由总线配置得到的通道号。
7.根据权利要求3所述的数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，其特征在于，所述的AOS协议参数初始化源代码，具体步骤包括：
(1) 创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2) 根据参数的特点和范围，将AOS协议参数定义为一维数组或者整型变量；其中，所述参数存储在XML和包设计数据库中；
(3) 根据数字卫星包设计数据及数字卫星流设计XML中保存的信息，为相应的变量进行初始化。
8.根据权利要求3所述的数字卫星AOS协议遥测源代码人工智能书写方法，其特征在于，所述的遥测参数宏定义源代码，具体步骤包括：
(1) 创建遥测包发送序列源代码的C代码头文件；
(2) 获取包设计数据库中的遥测包列表、遥测包发送序列表、包包含状态量表、位流数据格式表，统计得到遥测源包的总数、次组包最大允许组的源包数、遥测源包最大长度、位流数据路数；
(3) 根据统计得到的参数列写出遥测参数宏定义。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20210615 |
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