CN109062566B - 数字航天器波道遥测源代码人工智能书写方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数字航天器波道遥测源代码人工智能书写方法，包括：根据遥测数据处理和组帧处理流程对数字航天器波道遥测源代码进行分解，获取分解结果；根据所述分解结果进行书写方式制定；获取所述数字航天器波道遥测源代码的配置文件；智能书写程序读取所述配置文件，并根据所述书写方式，书写数字航天器波道遥测源代码。本发明面向波道体制遥测的航天器，利用人工智能书写程序，能够提升程序开发效率，进而也提高了研发效率。为航天器研制、试验阶段提供验证方法，也可为地面测控人员的培训和训练提供平台。

Description

数字航天器波道遥测源代码人工智能书写方法

技术领域

本发明涉及人工智能和卫星测控技术领域，特别涉及一种数字航天器波道遥测源代码人工智能书写方法。

背景技术

近年来，数字仿真在各个领域比例提高，逐渐成为一种研究趋势。数字航天器是与真实航天器的功能、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，在航天器论证、研制、试验、运行等整个生命周期中都起到重要作用。然而随着航天器数量的逐年增加，人工构建数字仿真系统逐渐体现出其周期长、通用性差等局限性。利用人工智能技术构建智能书写程序代替人工程序员可以有效解决上述问题。

遥测是数字飞行器系统中重要组成部分，波道体制遥测具有较高成熟度，是现阶段主流遥测方式之一。由于遥测数据量巨大，传统的人工书写数字航天器波道源代码工作量大周期长，尤其是波道资源有限造成的每个波道复杂的复用情况，又很大程度增添了源代码书写的难度，且难以保证书写的正确性，问题更为突出。如何降低该部分源代码开发工作量，压缩研制周期，提升程序开发效率同时保证正确性，是同行业人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种数字航天器波道遥测源代码人工智能书写方法，该方法利用人工智能技术构建智能书写程序代替人完成源代码书写可以有效解决上述问题。对整个源代码书写过程进行逐层分解，能够快速建立通用的仿真源程序，压缩研制周期，提升程序开发效率，进而也提高了研发效率。为航天器研制、试验阶段提供验证方法，也可为地面测控人员的培训和训练提供平台。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供数字航天器波道遥测源代码人工智能书写方法，该方法包括：

根据遥测数据处理和组帧处理流程对数字航天器波道遥测源代码进行分解，获取分解结果；

根据所述分解结果进行书写方式制定；

获取所述数字航天器波道遥测源代码的配置文件；

智能书写程序读取所述配置文件，并根据所述书写方式，书写数字航天器波道遥测源代码。

在一个实施例中，根据遥测数据处理和组帧处理流程对数字航天器波道遥测源代码进行分解，获取分解结果，包括：

根据遥测数据处理和组帧处理流程将数字航天器波道遥测源代码分解为主波道分配定义、波道复用工况定义和工况数据编码；

获取所述主波道分配定义、波道复用工况定义和工况数据编码三部分的分解结果。

在一个实施例中，所述主波道分配定义，包括所有波道的分解状况，从波道第一个字节开始到最后一个字节。

在一个实施例中，所述波道复用工况定义，包括每种波道复用的详细信息；所述详细信息包括每种工况条件、所述每种工况条件下的下传数据和所述下传数据的排列信息。

在一个实施例中，所述工况数据编码，包括工况数据编码函数的定义，根据工况中数据的排列顺序以及每个数据的编码方式完成所述工况下的波道数据编码。

在一个实施例中，所述进行书写方式制定，包括：

主波道分配定义源代码书写方式制定、波道复用工况定义源代码书写方式制定和工况数据编码源代码书写方式制定。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的数字航天器波道遥测源代码人工智能书写方法，包括：根据遥测数据处理和组帧处理流程对数字航天器波道遥测源代码进行分解，获取分解结果；根据所述分解结果进行书写方式制定；获取所述数字航天器波道遥测源代码的配置文件；智能书写程序读取所述配置文件，并根据所述书写方式，书写数字航天器波道遥测源代码。本发明面向波道体制遥测的航天器，利用人工智能书写程序，能够提升程序开发效率，进而也提高了研发效率。为航天器研制、试验阶段提供验证方法，也可为地面测控人员的培训和训练提供平台。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地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在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的数字航天器波道遥测源代码人工智能书写方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明所涉及的数字航天器波道遥测源代码，是针对每一颗波道体制遥测卫星开发的遥测编码仿真程序，既具有相似的框架结构，又具有不同的遥测信息定义。

其中涉及到的智能书写程序，其建立过程如下：对数字航天器波道遥测源代码进行多层次分解；建立数字航天器波道遥测源代码书写决策树；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，也就是智能书写程序；

人工智能程序员书写源代码规范决策与执行方法，包括：(1)对数字航天器波道遥测源代码进行多层次分解后的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；

(2)将最小分解结果聚类后，建立决策树。

上述聚类依据包括通用性：

根据通用性对代码层次中的应用层代码进行聚类，包括所有飞行器通用、同一类型飞行器通用、不同飞行器型号特殊三部分；

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；书写操作规范执行方法包括保存为文件、保存为数据库、将书写逻辑固定在人工智能程序员中，也就是智能书写程序中。

参照图1所示，本发明实施例提供的数字航天器波道遥测源代码人工智能书写方法，包括步骤S101～S103：

S101、根据遥测数据处理和组帧处理流程对数字航天器波道遥测源代码进行分解，获取分解结果；

S102、根据所述分解结果进行书写方式制定；

S103、获取所述数字航天器波道遥测源代码的配置文件；

S104、智能书写程序读取所述配置文件，并根据所述书写方式，书写数字航天器波道遥测源代码。

本实施例中，步骤S101～S104对整个航天器波道遥测源代码书写过程进行逐层分解，可以将整个源代码书写过程分解成多个小的层次，根据分解结果和设计方案教会计算机，完成智能书写航天器波道遥测源代码。人只需要根据当前航天器的实际情况录入数据、传输流程、波道复用情况，计算机自动写出风格统一的数字航天器波道遥测源代码，能够快速建立通用的仿真源程序，为航天器研制、试验阶段提供验证方法，也可为地面测控人员的培训和训练提供平台。

下面分别对上述步骤进行详细的说明。

步骤S101中根据遥测数据计算编码处理、组帧流程对数字航天器波道遥测源代码进行分解，获取分解结果；

根据遥测数据计算编码处理、组帧流程对波道遥测源代码进行分解包括主波道分配定义、波道复用工况定义、工况数据编码三部分。

主波道分配定义了所有波道的分解情况，即完整波道字节信息中，哪些字节为一个组合负责下传有关联的多个数据，例如完整波道信息长度为128字节，15帧循环下传，其中第1个字节每帧下传帧号数据，第2、3两个字节根据帧号循环下传卫星3个姿态角信息，则对波道分解，第1个字节为一个组合，2、3两个字节为一个组合。该部分源代码主要是对完整波道中每组波道字节数据的拷贝，最终形成完整的波道字符串，提供遥测下传。

波道复用工况定义，每组波道负责下传相关联的多个数据，由于波道资源有限，可能在2个字节的波道中所需下传多个字节甚至远超于波道长度的数据，利用波道复用即可完成多个数据的编排。例如完整波道信息长度为128字节，15帧循环下传，其中第2、3两个字节根据帧号循环下传卫星3个姿态角信息，则根据遥测量中的帧号进行波道复用，当帧号为0、3、6、9、12时下传卫星滚转姿态角，当帧号为1、4、7、10、13时下传卫星俯仰姿态角，当帧号为2、5、8、11、14时下传卫星偏航姿态角。通过工况定义每种波道复用情况的详细信息，包括每种工况的条件、该条件下的下传数据、下传数据的排列情况。该部分源代码通过判断每次组合遥测数据时的条件满足哪种工况，调用相应的工况数据编码函数完成该种工况下的波道数据编码。

工况数据编码源代码即为工况数据编码函数的定义，根据工况中数据的排列顺序以及每个数据的编码方式完成该工况下的波道数据编码。对数据类型进行分解包括基本字节数据和综合字节数据两种，其中基本字节数据为单个的完整字节数据或单个位数据，综合字节数据是由多个位数据构成的完整字节数据。例如卫星滚转姿态角为单个完整字节数据，单个推力器开关状态为单个位数据，遥测下传时利用2个字节数据将12个推力器开关状态依次从第1个bit排列到12bit，则该2个字节数据为综合字节数据。对数据处理方式分解，至少包括线性压缩、二进制源码、二进制补码、二进制偏移码、查表法、定点数、指数、对数、乘方、开方以及特殊处理，例如温度量复杂计算式。

根据代码通用性将上述分解结果进行进一步分解，上述分解结果中主波道分配定义、波道复用工况定义源代码根据每个卫星个性化遥测格式，源代码同样是个性化，不具备通用性，不再继续进行分解。工况数据编码源代码中包括多种数据处理方式，每种处理方式输入输出格式一致，计算编码流程统一，每种数据处理方式适用于多种数据的计算处理，对于不同卫星同样具备适用性，因此根据通用性将工况数据编码源代码分解为数据处理函数定义源代码和数据处理函数调用源代码两部分。其中数据处理函数调用源代码部分根据每个工况中数据的排列顺序以及每个数据的处理编码方式各不相同，是个性化源代码。数据处理函数定义源代码由于多个数据通用及不同卫星间通用，为通用源代码，通过一致的输入输出接口进行调用。

步骤S102、根据所述分解结果进行书写方式制定；

数字航天器波道遥测源代码多为规则明确的源代码，根据人工程序员书写该部分源代码的决策依据和决策方式，采用基于明确规范的源代码书写方式进行智能书写程序设计。

主波道分配定义源代码书写方式制定，该部分源代码主要为各组波道数据编码结果的拷贝，只需根据每组波道的数据长度即可完成该部分源代码书写，因此采用将源代码书写逻辑固化在智能书写程序中，通过读取数据库按规则生成每个卫星个性化源代码。

波道复用工况定义源代码书写方式制定，通过判断当前时刻满足的工况条件，调用相应工况数据编码函数完成数据编码，最适合采用条件分支语句。源代码包括条件语句和函数调用语句。其中条件语句可能为多个数据满足条件的逻辑关系判定，通过格式化的定义实现复杂，是和采用固定在文件中的方式实现，通过将条件语句提前配置为文件进行保存，书写时根据工况名称拷贝的方式。函数调用语句，每个工况对应一个工况数据编码函数，因此工况编码函数中包含工况名称即可实现每个工况编码函数的唯一识别，因此采用读取数据库工况名称，根据固定逻辑书写函数调用语句的方式实现函数调用个性化语句书写。

工况数据编码源代码书写方式制定，根据每个工况中数据的排列顺序以及处理方式，依次完成数据的编码和拷贝。根据前述分解结果，对于数据处理函数定义源代码，由于函数可采用标准输入输出接口设计，因此函数定义源代码可通过封装成固定模块化文件实现，一次性开发后通过直接拷贝固定文件方式实现源代码书写。对于数据处理函数调用个性化源代码，源代码书写规范明确，获取每个卫星个性化的数据排列方式和处理方式后即可完成该部分源代码书写，采用读取数据库按规则生成源代码的方式进行智能书写程序设计。

步骤S103、获取所述数字航天器波道遥测源代码的配置文件；

波道遥测配置文件主要为数据库文件，可以采用access、sql server等主流数据库软件实现。其中数据表包括遥测基本字节数据定义表、遥测综合字节数据定义表、综合字节数据内位数据定义表、遥测主波道分配表、波道分配工况定义表、波道内容定义表。

其中测控基本字节数据表存储信息主要包括遥测基本字节数据名称、ID、代号、数据类型、数据长度、压缩长度、数据编码方式、取值范围。

遥测综合字节数据定义表存储信息包括综合字节数据名称、ID、数据类型、数据长度

综合字节数据内位数据定义表存储信息包括综合字节数据ID以及包含每个位数据的序号、ID、长度、起始位置。

遥测主波道分配表存储信息包括每组波道的序号、占用字节长度、起始波道位置、终止波道位置、波道名称。

波道分配工况定义表存储信息包括波道序号、工况ID、工况名称。

波道内容定义表存储信息包括工况ID、物理量序号、物理量ID、物理量类型。

波道遥测配置数据库获取方法可以通过人机交互波道遥测配置界面输入，也可通过直接修改数据库等方式实现。

步骤S104、智能书写程序读取所述配置文件，并根据所述书写方式，书写数字航天器波道遥测源代码；

主波道分配部分源代码，根据遥测主波道分配表中波道的序号、占用字节长度、起始波道位置、终止波道位置，利用固定在智能书写程序中生成逻辑书写波道字符串拷贝源代码。例如第1组波道占用2个字节，起始位置为第0个字节，终止位置为第1个字节，拷贝语句即为memcpy(chrTelemetryData,chr000001,2)，根据波道信息循环完成所有波道字节数据的拷贝，最终形成完整的波道字符串。

波道复用工况定义源代码，波道复用工况部分源代码包括条件分支语句和工况数据编码函数调用语句，条件分支语句通过拷贝配置在文件中的语句信息实现，工况数据编码函数调用语句根据波道分配工况定义表中工况名称进行书写，例如第1组波道中第1个工况，工况名称为Channel000001Case1，工况条件存储文件信息为usFrameNo＝＝0&&ulAOCCTime>1000，则该工况的条件分支语句书写结果为if(usFrameNo＝＝0&&ulAOCCTime>1000&&ulAOCCTime<2000){Get Channel000001Case1Data(chr000001)；}，根据每组波道包含的工况信息循环书写条件分支语句即可完成该部分源代码生成。

工况数据编码函数源代码，工况数据编码函数循环每种工况下的波道内容，对数据依次进行编码和拷贝即完成每个工况下的数据组合，其中基本字节数据直接调用编码函数和拷贝函数即可，综合数据组合处理首先书写其中包含的每个位数据的编码处理，然后根据数据库中配置的位数据和综合数据的位置对应关系调用组位数据的函数完成综合数据的组合操作书写。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.数字航天器波道遥测源代码人工智能书写方法，其特征在于，包括：

根据遥测数据处理和组帧处理流程对数字航天器波道遥测源代码进行分解，获取分解结果；

根据所述分解结果进行书写方式制定；

获取所述数字航天器波道遥测源代码的配置文件；

智能书写程序读取所述配置文件，并根据所述书写方式，书写数字航天器波道遥测源代码；

根据遥测数据处理和组帧处理流程对数字航天器波道遥测源代码进行分解，获取分解结果，包括：

根据遥测数据处理和组帧处理流程将数字航天器波道遥测源代码分解为主波道分配定义、波道复用工况定义和工况数据编码；

获取所述主波道分配定义、波道复用工况定义和工况数据编码三部分的分解结果；所述分解结果中主波道分配定义、波道复用工况定义源代码根据每个卫星个性化遥测格式，源代码同样是个性化，不具备通用性，不再继续进行分解；工况数据编码源代码中包括多种数据处理方式，每种处理方式输入输出格式一致，计算编码流程统一，每种数据处理方式适用于多种数据的计算处理，根据通用性将工况数据编码源代码分解为数据处理函数定义源代码和数据处理函数调用源代码两部分。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主波道分配定义，包括所有波道的分解状况，从波道第一个字节开始到最后一个字节。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述波道复用工况定义，包括每种波道复用的详细信息；所述详细信息包括每种工况条件、所述每种工况条件下的下传数据和所述下传数据的排列信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工况数据编码，包括工况数据编码函数的定义，根据工况中数据的排列顺序以及每个数据的编码方式完成所述工况下的波道数据编码。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行书写方式制定，包括：

主波道分配定义源代码书写方式制定、波道复用工况定义源代码书写方式制定和工况数据编码源代码书写方式制定。

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