CN109067704B - 一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统及方法，该系统通过对指令码字各个字段的属性进行归纳总结，制定独立于型号、标准化、通用化的数据字段类型，根据型号的需求和设计规范，对指令格式进行分类并建立指令格式树；通过对指令各字段的属性配置和拼接，灵活地完成指令格式设计，按照指令格式设计的结果，根据指令格式中，自动从后台数据库中的属性设计表和指令编码配置表中读取相应的处理参数，生成指令编码表；通过自动生成指令编码文件，免去了设计师手动填写指令码字信息的工作，大幅提高设计效率，保证设计结果与输出的完全一致。本发明提高了设计效率，保证了设计结果的完整性、唯一性和正确性。

Description

一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，适用于卫星或航天器总体设计阶段，用于完成卫星星载信息系统相关的遥控指令格式设计和编码生成及管理，属于航天器电气设计技术领域。

背景技术

在卫星地面测试、飞控、在轨测试及运行等阶段，地面需要将不同指令按照一定的格式编排成码字，通过地面控制中心发送至卫星，使卫星完成指定动作。在AIT测试、对接试验和飞控集同前，卫星遥控指令的格式及编码需提供给相关单位，作为开展后续工作的关键输入，必须保证编码的正确性和完整性。

在卫星研制初期，由星载信息系统总体设计师(下称信息总体设计师)明确整星指令的分类、格式、发令模式(主要为正常模式和应急模式)。指令编码的部分字段，如主导头、校验位等，由信息总体设计师统一规定，并在整星指令格式说明文件中进行明确。指令编码的有效码字部份来源不同，大致分为三类，一类是完全由硬件接点设计和分配所决定的码字，这其中包括大多数的硬件指令，这些硬件指令的码字都与硬件接点设计和分配有着直接的关联，当接点分配设计完成，指令与硬件接点一对一“绑定”后，即可确定硬件指令码字。第二类是软件指令，与接点分配无关，由相关软件设计师根据软件设计状态提供编码说明。

传统的指令格式设计与编码管理以人工为主，基于Word文件进行交互和管理，流程见图1。可见，指令格式及编码说明的输入来源众多，同一条指令的不同字段需要不同的输入，信息总体设计师需要在充分理解格式及编码说明文件的基础上，手动对整星指令逐条进行编码，并计算长度及校验位，存在机械工作量大，设计周期长，容易出错，版本控制混乱等问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统及方法，根据卫星指令格式设计的规则，通过数字化的方式，实现指令格式的通用化、结构化设计，提高编码工作效率。

本发明的技术解决方案是：一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，该系统包括字典工具箱、测控工具箱、接口工具箱和输出工具箱，其中：

字典工具箱，用于制定指令编码用到包括数据字段类型在内的通用化字典项；

接口工具箱，根据指令发送设备的接口数据单和/或说明书，将需要通过指令发送设备硬件接点发送的硬件指令码字分配到指令发送设备的接点上，从而建立硬件指令码字与指令发送设备接点号之间的映射关系，再将指令参数表中的指令代号与指令发送设备接点号之间关联起来，进而得到硬件指令码字与指令代号之间的映射关系；

测控工具箱，用于设计指令格式，为指令参数表中每个指令分配一个对应的指令格式，得到指令与格式映射关系，形成待编码的指令编码配置表，自动从属性设计表或者指令字段对应的指令编码配置表，获取指令字段相应的码字，生成完整的指令编码表并存储；

输出工具箱，根据外部指令，在完整的指令编码表基础上，设置过滤条件，根据过滤条件和显示条件，按照指令参数表中指令顺序，对指令进行筛选，将筛选后指令生成指令编码文件并输出。

所述测控工具箱包括指令格式设计单元、指令格式分配单元和指令编码管理单元，其中：

指令格式设计单元，用来实现指令格式设计、指令格式预览、指令格式管理；

指令格式分配单元，为指令参数表中每个指令分配一个对应的指令格式，得到指令与格式映射关系；

指令编码管理单元，用于实现指令编码生成、指令编码预览、指令编码管理。

所述指令格式设计单元包括指令格式设计器，格式设计器对指令格式的每个字段进行属性设计，形成属性设计表；具体为：在属性设计表中，根据外部输入的指令，按照顺序添加数据段，对数据段属性进行设置，所述数据段属性包括数据字段类型、字段配置、名称、长度，生成指令格式。

所述字段配置属性根据所选择的数据字段类型采用不同的字段配置表设置。

所述指令格式设计单元对同一型号的指令，依照“平台—型号—各级指令格式”的树型结构进行管理，子级指令格式通过选择是否继承指令格式以及继承哪个父级指令格式，以嵌套的方式嵌入到父级指令格式中。

所述指令编码管理单元包括指令编码生成器，所述指令编码生成器根据的指令格式，获取码字，逐个数据字段填写码字。

所述数据字段类型包括关联选项类、计算类、自定义编辑类、固定码字类、可继承类；

当指令格式中指令数据字段为关联选项类时，通过识别字段配置字段，索引字段配置字段中的指令编码配置表获取相应的码字，填入相应的字段；

当指令格式中指令数据字段为固定码字类时，索引相应的属性设计表获取固定码字，填入相应的字段；

当指令格式中指令数据字段为自定义编辑类的数据字段时，接收外部输入的码字填入相应的字段中；

当指令格式中的指令数据为计算类数据字段时，根据其他字段的码字和该字段的计算公式，得出计算结果，将其作为码字，填入相应的字段；

当指令格式中的指令数据为可继承类数据字段时，根据被继承的指令格式的编码，填入相应的字段；

当指令发送设备的接点为单点连接接点时，接口工具箱根据指令发送设备的接口数据单，获取接点号和硬件指令码字的对应关系，之后，根据卫星设计要求，将指令参数表中的指令代号与指令发送设备的接点号对应，进而得到指令代号与硬件指令码字之间的映射关系。

当指令发送设备的接点为矩阵接点时，接口工具箱根据指令发送设备的说明书，获取矩阵接点行、列号和硬件指令码字的对应关系，之后，根据指令发送设备的数据单，获取接点号与行、列号的对应关系；最后，根据卫星设计要求，将指令参数表中的指令代号与指令发送设备的矩阵接点行、列号对应，进而得到指令代号与硬件指令码字之间的映射关系。

本发明的另一个技术解决方案是：一种卫星遥控指令格式设计与编码管理方法，包括如下步骤：

(1)、建立目标型号的指令格式树，对指令格式树的各级指令进行命名和编号；在所述指令格式树中，存储指令格式的所属卫星平台名称、所属型号名称、各级指令格式名称、编号、上下级关系信息；

(2)、对指令格式内的每个字段的数据段属性进行设置，形成属性设计表，所述数据段属性包括数据字段类型、字段配置、名称、长度，从而完成指令格式设计；

(3)、获取指令参数表，在指令参数表中，将指令代号和指令格式代号建立一对一的映射关系，形成待编码的指令编码配置表；

(4)、根据指令发送设备的接口数据单和/或说明书，将需要通过指令发送设备硬件接点发送的硬件指令码字分配到指令发送设备的接点上，从而建立硬件指令码字与接点号之间的映射关系，再将指令参数表中的指令代号与指令发送设备的接点号对应，进而得到指令代号与硬件指令码字之间的映射关系，生成硬件指令相应的指令编码配置表；

(5)、自动从后台数据库中的属性设计表或者指令编码配置表，逐个数据字段填写码字，完成指令字段相应的编码，生成完整的指令编码表并存储；

(6)、根据外部指令，在完整的指令编码表基础上，设置过滤条件，根据过滤条件和显示条件，按照指令参数表中指令顺序，对指令进行筛选，将筛选后指令生成指令编码文件并输出。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)、本发明兼容现有各通信卫星型号的指令格式设计、编码生成及管理，使设计师通过基于服务器的软件系统完成格式设计，并将结果直接应用于编码生成，避免信息传递过程中由于格式不统一造成的信息翻译和二次加工等不必要的工作量，提高编码工作效率。

(2)、本发明根据指令格式，将指令编码拆分为数据字段，并对数据字段的属性进行归纳、总结，建立通用化、标准化的数据字段类型，作为指令格式设计的基础，指令格式设计基于统一的数据字段类型，使得设计方式更直规范；

(3)、本发明根据指令格式，按顺序添加属性不同的数据字段，当添加了一个数据段时，对该数据段进行配置，对于不同指令格式中相同的数据字段或者继承自父类指令格式的字段，进行一次配置即可，指令设计灵活，便于调整；

(4)、本发明将指令格式以结构树形式进行管理，分级清晰，继承自父类的数据字段的属性无需重复编辑，指令格式可以引用自其它型号，并进行适应性修改，本发明的指令管理功能可有效减少重复工作，提高设计效率；

(5)、本发明通过工具内的设计结果输出功能，自动生成指令编码表，免去了设计师手动填写指令码字信息的工作，大幅提高设计效率，保证设计结果与输出的完全一致；

(6)、本发明可以兼容多种指令格式，兼容多类卫星型号；

(7)、本发明所提供的设计工具和方法有效缓解了当下日益繁重的型号任务和有限的人力资源这一矛盾，短期内收效明显，成果显著。

附图说明

图1为传统遥控指令格式设计及编码管理流程；

图2为本发明实施例基于本发明的遥控指令格式设计及编码管理流程；

图3为本发明实施例可继承类指令格式示意图；

图4为本发明实施例指令格式设计流程；

图5为本发明实施例指令格式树示意图；

图6为本发明实施例指令格式预览示例。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的描述。

如图2所示，本发明提供了一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，该系统包括字典工具箱、接口工具箱、测控工具箱、输出工具箱。

下面分别对这几个工具箱进行详细描述。

(1)字典工具箱

字典工具箱用于根据对指令各个字段进行归纳、总结，制定指令编码中用到的包括数据字段类型、编辑类型(包括下拉框编辑、文本框编辑、计算公式编辑等)、可变属性(是否可变)等通用化字典项，字典项与型号无关。

各数据字段类型主要有关联选项类、计算类、自定义编辑类、固定码字类、可继承类等。具体说明见下：

a)、关联选项类

关联选项类数据是指与指令参数表中的指令参数或者接点信息表中硬件节点相关联的数据，例如，指令发送设备代号/名称、指令发送所在接插件代号、指令发送分配所属模块代号/名称、指令发送分配所属接点号、矩阵发送行编码/列编码、常规指令编码、指令所属设备代号/名称就属于关联选项类数据。

b)、计算类

计算类数据是指通过计算得到的数据。一般包括长度计算、校验和计算、码字处理计算三个子类。

1)长度计算

长度计算类数据的配置项包括：计算初值、计算范围、计算单位。采用计算公式表示。其中：

●计算初值：指在长度计算的结果上增加或减少的数值；

●计算范围：为在本级格式内(不包含子级)以字段为单位，对计算范围进行定义，其中最左侧字段为首个字段，向右依次排序；

●计算单位：为计算结果可选以字、字节、位为单位(1字＝2字节＝8位)。

以图3所示的指令格式为例，假设二级指令格式1.1的字段c的类型为长度计算类，其计算范围只能为二级指令格式，长度为字段a、字段b的总长度(按字计算)-1，则表达式示例为：LEN(0+1)/16-1，其中“0”表示本级格式的第1个字段，即字段a，“1”表示本级格式的第2个字段，即字段b，“LEN(0+1)”表示字段a、字段b的总bit位长度，约束字段a、字段b的长度为16的整数倍，不够填0，，“-1”则表示在上述计算结果上减1，即计算初值为“-1”。

2)校验和计算：

校验和计算类数据在配置项包括：计算初值、计算范围、计算类型。

其中：

●计算初值：指在计算的结果上增加或减少的数值；

●计算范围：为在本级格式内(不包含子集)以字段为单位，对计算范围进行定义，其中最左侧字段为首个字段，向右依次排序；

●计算类型：模二加、奇校验、偶校验、CRC校验、按定长异或和(包括按字、字节异或和)。

3)码字处理计算

码字处理计算主要是指码字截取操作，码字截取操作是对某个关联选项类的码字进行截取处理，可选截取范围(换算为二进制)，例如：某条指令的编码一列中的码字为“02181”，截取范围为：6-12，则首先将02181变换为二进制码字“0000 0010 0001 10000001”再截取第6bit～12bit内容，即“010 0001”。

4)、自定义编辑类

自定义编辑类是用于通过外部输入提供的码字，可以为长度不定的自定义可变码字，或长度固定的自定义固定码字。完成指令格式设计后，在生成编码时，类型为自定义编辑类的字段由软件设计师在表格中填写该条指令的该字段码字，再导入到系统中，得到完整的指令编码表。

5)、固定码字类

固定码字类数据为码字固定不变的数据段，在建立属性配置表时由用户手动填写设置，生成指令编码表时，测控工具箱自动将预设的码字填入相应字段内。

6)可继承类

可继承类是在建立指令格式树时用到的一类特殊数据段类型，定义为可继承类的数据段可以被指令格式的下一级继承，可继承类字段的内容将体现在下一级继承的格式定义中。在生成编码时，引用继承父级指令格式的指令应包含父级格式及更上级格式的所有字段配置或者固定码字。

(2)接口工具箱

接口工具箱与型号相关，根据指令发送设备的接口数据单和/或说明书，将需要通过指令发送设备硬件接点发送的硬件指令码字分配到指令发送设备的接点上，从而建立硬件指令码字与接点号之间的映射关系，并将分配结果存储至该指令发送设备的接点信息表中，再将指令参数表中的指令代号与指令发送设备接点号之间关联起来，进而得到硬件指令码字与指令代号映射关系。

当指令发送设备的接点为单点连接接点时，接口工具箱根据指令发送设备的接口数据单，获取接点号和硬件指令码字的对应关系，之后，根据卫星设计要求，将指令参数表中的指令代号与指令发送设备的接点号对应，进而得到指令代号与硬件指令码字之间的映射关系。

当指令发送设备的接点为矩阵接点时，接口工具箱根据指令发送设备的说明书，获取矩阵接点行、列号和硬件指令码字的对应关系，之后，根据指令发送设备的数据单，获取接点号与行、列号的对应关系；最后，根据卫星设计要求，将指令参数表中的指令代号与指令发送设备的矩阵接点行、列号对应，进而得到指令代号与硬件指令码字之间的映射关系。

指令参数表格式如下表所示：

发送设备的接点信息表如下：

设备代号	接插件代号	接点号	接点内容	硬件指令码字	…
						CA1	X1	1	大电流驱动指令1	AABBCCDD
CA1	X1	2	大电流驱动指令2	A5A5A5A5
						CA1	X1	3	大电流驱动指令3	EFEFEFEF

对于需要通过接点分配的硬件指令，完成指令分配后，得到下表：

由此在数据库中，将硬件指令的指令代号与硬件指令码字进行关联，获得硬件指令的指令编码配置表：

(3)、测控工具箱

测控工具箱，用于设计指令格式，为指令参数表中每个指令分配一个对应的指令格式，得到指令与格式映射，形成待编码的指令编码配置表，自动从属性设计表或者指令字段对应的指令编码配置表，完成指令字段相应的编码，生成完整的指令编码表并存储。

测控工具箱与型号相关，包括指令格式设计单元、指令格式分配单元和指令编码管理单元。具体见下：

(3.1)指令格式设计单元

指令格式设计单元用来实现指令格式设计、指令格式预览、指令格式管理等功能。

(3.1.1)、指令格式设计器

指令格式设计通过指令格式设计器完成。指令格式设计器集成于测控工具箱的指令格式页面内，建立本型号的指令格式树，并完成初始化后，选择某个指令格式可以启动设计器对格式进行设计和编辑，具体过程如图4所示。

格式设计器按照从高位(MSB)到低位(LSB)的顺序，对指令格式的每个字段进行属性设计，形成属性设计表。根据外部输入的指令，按照顺序添加数据段，对数据段属性进行设置，所述数据段属性包括数据字段类型、字段配置、名称、长度，生成指令格式。

属性设计表如下：

	数据字段类型	字段配置	名称	占bit位	说明
						字段1	子类a
字段2	子类b
						…

数据字段类型：主要有六类数据字段类型，即为字典工具箱中所定义的关联选项类、计算类、自定义选项类、自定义编辑类、固定码字类、可继承类。每一种类型又有子类，选择字典项中最低级的类型。

字段配置：“数据字段类型”选择不同的子类，有不同的字段配置方法，例如选择“关联选项类——指令类型关联码”，所述字段配置属性根据所选择的数据字段类型采用不同的字段配置表设置；例如选择“计算类——校验和”，字段配置为对计算公式进行设计；例如选择“固定码字类”，字段配置直接填写码字。

字段配置包括两种配置参数，一种是固定参数，一类为可变参数。对于第一类，固定参数的值可以直接从字段配置表中获得，即直接填写码字。对于第二类，当数据字段类型为关联选项类或者自定义编辑类中的一种时，需要根据指令的某个属性(如指令代号、指令类型、发送设备等)，索引指令编码配置表，得到指令的该字段的码字。

假定属性设计表中字段1、字段2、字段3的“数据字段类型”为“指令类型关联码”，对于采用该格式的指令，其字段1、字段2、字段3的实际码字分别取决于指令参数表中指令的发送设备、指令的指令类型、指令占用的硬件接点，则相应“字段配置”应为如下字段配置表(见斜体表格)：

字段配置表只是定义了该字段如何取值，而指令编码配置表定义了值为不同名称时，所对应的实际的码字(默认为16进制)。以上表中字段1为例，其配置子项列表中“名称”必须与指令参数表中的发送设备一致，在生成码字时，系统读取指令参数表中该指令对应的发送设备，并索引指令编码配置表(见斜体表格)，自动将码字填入字段1的位置。

名称：为该字段命名，表示该字段代表的含义，例如终端地址、指令类型、指令数据、校验位等，指令格式预览时，按照从低位到高位的顺序，显示各个字段的名称。如果数据段为关联选项类，在测控工具箱对可以选择的数据字段类型或者其子类及相应码字进行配置，该数据段名称在下拉选择选项配置时默认与选项配置名称相同，同时允许编辑名称。

占bit位：填写本字段的长度，单位是bit，若本字段长度不确定，即本字段的数据字段类型为自定义编辑类的自定义可变码字，则填写最大长度。允许以bit(位)和byte(字节)为单位，允许长度为不定长，如0～1024byte，最终生成码字长度以实际填充长度为准，例如，对于某指令格式，该字段为自定义可变码字，长度为32bit，实际填写的码字为16bit，则最终生成的指令编码中该字段长度为16bit。

(3.1.2)、指令格式预览

在指令格式页面，左侧为指令格式列表，右侧为格式说明和预览。其中格式说明允许以贴图和文字的方式对指令格式进行说明。指令格式预览包括格式的表头、字序、字段意义以及可以确定的码字。

(3.1.3)、指令格式管理

指令格式管理是指对同一型号的指令格式依照“平台—型号—各级指令格式”的树型结构进行管理，在建立指令格式时，初始项应包含“格式名称”，“格式代号”，是否继承指令格式，以及继承哪个父级指令格式，其中继承父级应在已经建立的格式中进行选择。假设某型号的指令格式共有三级，其指令格式树如图5所示。建立指令格式时，由于卫星指令格式比较固定，同一体系内的卫星指令码字内容继承性很强，可以从其他型号已完成的指令格式库中调用已有格式，减少重复工作。

如图3所示，若高级指令格式设计了字段1、2、3、4、5，其中字段3的数据字段类型为“源数据”，其低级指令格式选择继承父类属性，并设计了字段a、b、c，则低级指令格式的完整指令格式为字段1、字段2、字段a、字段b、字段c、字段4、字段5。

3.2指令格式分配单元

指令格式分配单元在指令编码页面，根据设计需求，为指令参数表中每个指令分配一个对应的指令格式，得到指令与格式映射。可以通过索引发令方式、指令类型、发送设备等，筛选出指令后，为其批量分配同一指令格式，在指令编码页面也可以逐条或批量删除已分配的指令格式，选择某类指令格式，可以查看已分配该格式的所有指令。

完成指令格式分配后，得到下表：

3.3指令编码管理单元

指令编码管理单元用于实现指令编码生成、指令编码预览、指令编码管理等功能。

(5)、指令编码生成器

指令编码生成器根据为该指令分配的指令格式，读取码字来源，逐个数据字段填写码字，在指令编码页面可以逐条或批量删除已生成的指令编码。

码字来源主要有五类：

1)第一类主要针对关联选项类的数据字段，通过识别该指令的属性信息和接点分配结果，如发令方式、发送设备、指令类型等，解析后从属性设计表或者指令字段对应的指令编码配置表得到码字信息，结合指令格式设计时建立的映射关系，匹配填写在相应字段。

第二类主要针对固定码字类的数据字段，在指令格式设计时，根据型号的具体要求，为该类数据字段定义码字，所有分配该格式的指令，该类数据字段的码字便可确定，因此，对于此类数据，索引相应的属性设计表获取固定码字，填入相应的字段。例如对于“硬件指令”格式，其“类型标识”字段为固定码字“A5A5”。

2)第三类主要针对自定义编辑类的数据字段，通过外部输入提供的码字，例如软件指令，完成指令格式设计后，生成指令编码表，编码中的部分字段根据设计结果得到，但类型为自定义编辑类的字段没有码字，由软件设计师在表格中填写该条指令的该字段码字，再导入到系统中，该字段直接为设计师所填写的码字。

3)第四类主要针对计算类的数据字段，根据其他字段的码字和该字段的计算公式，得出长度、校验和等计算结果，将其作为码字，填写在相应字段。预先定义计算类数据字段的计算公式，当码字发生变动时，计算类数据字段可实时更新，无需手动重复计算，提高编码正确率和编码效率。

4)第五类主要针对可继承类的数据字段，根据被继承的指令格式的编码，填写在本字段。

对于关联选项类数据字段，当在其他关联表格中的相关属性或接点信息变动时，系统提示已为指令分配了该格式，会导致相应字段的指令码字发生变动，并允许选择是否保留原来的编码，若不保留，则直接覆盖原来生成的编码，若保留，则允许为新生成的编码填写备注，用以区分，并允许选择是否将新生成的编码设置为主要编码。

对于计算类数据字段，如果实际计算结果并非整数个“字”，则将格式预览中的长度字段单元格标红，同时在码字输出时“报错”。如果长度计算结果小于0则“报错”。另外，计算输入应满足相应类型算法限制，如按定长异或和的计算范围应为定长的整数倍，并且定长应等于该数据段长度，否则“报错”。

完成指令编码生成后，得到指令编码表：

对于每一个指令格式，同时还可以得到按字段显示的指令编码表子页，例如对于指令格式1：

其中：

1)分系统、所属设备、指令代号、发令方式、发送设备、指令名称、指令类型：与指令参数表保持一致。

2)格式代号：填写内容应与指令格式中定义的格式代号一致。

3)可变参数长度：可变长度是根据所有具有“可变”属性字段长度的总和，系统自动填写，其表达方式为X(m/n/.../p)或者X’-Y’(m’/n’/.../p’-q’)，单位为bit。X表示总长度，如果总长度为一个范围则用X’-Y’表示，X’为下限，Y’为上限。括号内的m、n、…、p和m’、n’、…为各个可变字段的长度，用“/”分隔，如果有长度不定的可变字段，最后一个可变字段的长度用p’-q’表示，则X’＝m’+n’+…+p’，Y’＝m’+n’+…+q’。如果某条指令引用的指令格式不含可变字段，则该单元格填写“NA”。

4)可变参数位置：可变参数位置对所有具有“可变”属性字段的位置进行描述，系统自动根据指令格式设计的结果进行填写，位置序号从D0位开始，D0为MSB，单位为bit。表达方式为Da-Db,Dc-Dd,…，与可变参数长度表达式X’-Y’(m’/n’/.../p’-q’)相对应。如：D8-D16/D20-D23/…/D32-D39，其中D8-D15对应长度为m’字段，则m’＝15-8+1＝8，又D32-D39应长度不定可变字段p’-q’，则位置按照不定长度的上限q’计算，即p’＝39-32+1＝8。参数位置的首位应从该指令格式继承的最高级格式的首位开始。

对于可变参数举个例子，码字从D0为开始：

1.可变参数有3个可变字段，均为长度不可变的可变字段

其中：X＝16，m＝8，n＝4，p＝4

2.可变参数有3个可变字段，第3个字段长度可变

其中：X’＝16，Y’＝20，m’＝8，n’＝4，p’＝4，q’＝8。

5)备注，对各种特殊事项进行注释，如：不可加密指令应表示为{不可加密}。

(6)指令编码预览

指令编码预览在指令编码预览页面查看指令编码生成结果，字序应按照D0，D1，D2…Dn顺序排列，D0为MSB。可以选择“二进制”显示或“十六进制”显示，默认显示状态为“二进制”。

本发明将指令格式设计和编码生成结果转换成的二维表格界面，相比文字描述，用户可以直观预览指令格式和编码。

(7)、指令编码管理

生成的指令编码进行统一的版本管理，方便实时在线查询，保证信息源统一、正确。对更改进行记录，若确定更改，则需在测控工具箱中提交审批，选择相关用户进行审查、批准，更改中的指令编码被当前用户锁定，其他用户不可更改，审批流程完成后解锁。同时，本发明根据设计需要，将指令格式中的字段与相应指令属性、指令所分配的接点信息相关联，当相关属性或接点信息变动时，自动提示编码需要变动，保证数据同源，避免了手动更改可能造成的错误或遗漏等问题。

(4)、输出工具箱

输出工具箱，输出工具箱，根据外部指令，在完整的指令编码表基础上，设置过滤条件，根据过滤条件和显示条件，按照指令参数表中指令顺序，对指令进行筛选，将筛选后指令生成指令编码文件并输出。

指令编码导出前可以设置发令方式、指令类型、发令设备等过滤条件，设置导出的编码字段范围为有效码字或者全帧码字，设置导出的码字以二进制或者十六进制显示，设置码字是否插8。索引指令编码页面中指令对应的格式和编码，根据设置，按照指令参数表顺序，生成指令编码文件。

整个工作流程的终点和目的是完成对指令编码的管理。而指令编码的来源如上节所述，大体可以分为两方面，内部输入和外部输入，内部输入主要指指令编码配置表等内部处理得到的表格，外部输入是由设计师通过外部导入的方式对指令格式或者直接对码字进行配置。硬件码字的设计流程较为明确，格式也较为固定，其他非硬件码字的来源比较复杂，格式种类繁多，因此可以建立指令格式库，将设计师运用格式设计器设计完成的格式进行有效的管理，对于不同指令，只需调用格式库中的设计结果，并按照模板导入指令格式中的可变参数以及码字，即可生成完整的指令码字。

本发明提供的另一个技术方案是：一种卫星遥控指令格式设计与编码管理方法。如图2所示，该方法包括如下步骤：

(1)、根据实际卫星型号的信息系统使用功能和整星设计规范，按照指令的类型，对指令格式进行分类，建立目标型号的指令格式树，对指令格式树的各级指令进行命名和编号，不同指令格式编号唯一。在所述指令格式树中，存储指令格式的所属卫星平台名称、所属型号名称、名称、编号、上下级关系和文字或图片备注说明信息。

(2)对指令格式内的每个字段的数据段属性进行设置，形成属性设计表，所述数据段属性包括数据字段类型、字段配置、名称、长度，从而完成指令格式设计；

指令格式由各类不同字段组合而成，指令格式的设计实际上是分别对指令格式内的各个字段进行设计的过程。在设计字段时首先需要设计数据字段类型，按照实际设计的需要，将所有字段类型归类为5大类，包括：关联选项类、计算类、自定义编辑类、固定码字类、可继承类，上述5类的处理逻辑内置在本工具中。在字段类型配置中，将上述5类的处理逻辑中的可定义参数在配置界面上进行配置，并将参数配置结果通过外部指令保存在字段配置表中，形成字段子类，字段子类属于5大类字段类型中的其中一种。然后，通过字段类型配置，定义新增字段子类的名称、编辑类型、编辑类型相关值、是否可变、是否截取、截取表达式以及备注，将上述信息在界面上配置好后，通过工具界面与后台数据库中内置的字段配置表进行信息交互，将所有配置信息存储至字段配置表中。

根据指令接口的设计约束，约束包括指令接收端单机的指令响应功能、采用的硬件接口电路形式或总线形式，总线协议规范等，分别对不同指令格式进行设计，设计的方式是以bit为最小单位，对指令格式中的各字段进行定义，并按照字序(D0为MSB)依次排列，设计的结果储存在属性设计表中，在所述属性设计表中，可以通过外部操作指令对格式中的任意字段进行增加、删除、编辑和保存，并展示在设计界面上。在属性设计表中包含字段的类型、值、名称、长度和字段说明，其中字段的类型从字段配置表中已存储的字段子类中选取，其相应的处理逻辑也与字段配置表中定义的配置参数保持一致。在设计过程中，需要根据实际设计要求完成全部信息的填写，并保存在属性设计表中。

格式设计完成后，根据预先设定的逻辑，将属性设计表中存储的信息以二维表格形式在设计界面上进行即时预览，所述表格包含字序、比特位置、字段名称和字段长度，一行显示一个WORD，即16个bit。所述逻辑关系为，在属性设计表中，各字段以从上到下的顺序存储，本发明工具可以自动读取字段的上下关系并根据属性设计表中的字段长度将各字段拼接成一个指令格式，并按照一个WORD为一行将指令格式进行二次分切，并按照以行为单位从上到下对指令格式进行显示，如图6所示。同时，根据分切后格式，对连续两个及两个以上的WORD同属一个字段的情况进行自动合并，避免预览格式过长，造成难以人工判读的情况。合并的规则为按照a-b的形式显示行号，其中a为合并的首行行号，b为合并的尾行行号。

(3)、获取指令参数表，在指令参数表中，将指令代号和指令格式代号建立一对一的映射关系，形成待编码的指令编码配置表；；指令参数表通过外部输入，如单机接口说明中，按照预先定义的规则收集到卫星指令参数信息生成。指令参数表中的指令代号唯一，并作为数据库中指令参数表的主键(不能为空、不可重复)。

(4)、根据指令发送设备的接口数据单和/或说明书，将需要通过指令发送设备硬件接点发送的硬件指令码字分配到指令发送设备的接点上，从而建立硬件指令码字与接点号之间的映射关系，再将指令参数表中的指令代号与指令发送设备的接点号对应，进而得到指令代号与硬件指令码字之间的映射关系，生成硬件指令相应的指令编码配置表；

通过外部输入，如单机接口说明中，按照预先定义的规则收集到卫星各指令发送设备的电连接器接点信息，形成电连接器接点信息表。其中，电连接器接点信息表中包含设备名称、设备代号、电连接器代号、名称、电连接器型号、接点号、类型、信号内容、已分配信息名称、指令代号和编码，其中指令代号与编码具有一对一的关联关系。

实际应用中，根据不同指令的类型、发送设备、接收设备、使用要求、使用场景等，在指令参数表中，将指令代号和指令格式代号建立一对一的映射关系，即通过外部操作指令，将指令格式代号填写至指令参数表中的“指令格式”一列中，完成该操作后，所有需生成指令编码的指令均属于某一指令格式。

(5)、根据的指令格式，自动从后台数据库中的属性设计表或者指令编码配置表中获取相应的码字，逐个数据字段填写码字，完成指令字段相应的编码，生成完整的指令编码表并存储；

从属性配置表中获得的参数值包括：字段长度、属于固定码字类的只读值、计算类的计算表达式及参数。

从字段配置表获得的处理参数分为两类，一类为固定参数，一类为可变参数。固定参数的值可以直接从字段配置表中获得，当字段类型为关联选项类、自定义选项类或者自定义编辑类中的一种时，需要从与字段配置相关联指令编码配置表、电连接器接点信息表或外部输入的编码配置表中获得。

根据与指令相关的指令格式以及格式相关的处理参数，按照内置的处理逻辑，生成指令编码。通过外部指令将生成的指令编码保存在指令编码表中。根据所述内置处理逻辑，当全部待定参数均可以按照相应的主键关联关系在属性配置表、字段配置表、指令编码配置表、电连接器接点信息表或外部输入的编码配置表中获得时，将参数带入处理逻辑中，可出每个字段的具体码字，再将每个字段的码字按照指令所对应的指令格式中的字段顺序，即属性设计表中所存储的顺序进行拼接后完成指令码字的生成。当按照相应的主键关联关系在属性配置表、字段配置表、指令编码配置表、电连接器接点信息表或外部输入的编码配置表中无法获得完整的处理逻辑所需参数时，指令编码生成失败，需返回上述各步骤将相应参数补充完整，并保存至数据库的相应表格中，再次生成编码。

当使用同一个指令代号多次生成指令编码时，如果生成编码成功，则比对指令编码表中以该指令代号为主键对应的编码是否已经存在，及指令编码完全相同，当完全相同时，则本次生成编码不保存在指令编码表中。当未找到以该指令代号为主键对应的完全相同的编码时，将本次生成的编码保存在指令编码表中。

(6)、根据外部指令，在完整的指令编码表基础上，设置过滤条件，根据过滤条件和显示条件，按照指令参数表中指令顺序，对指令进行筛选，将筛选后指令生成指令编码文件并输出。

在指令编码显示时，可以以指令代号为主键在指令参数表和指令编码表中以不同的搜索条件进行筛选，查询满足条件的指令编码。在指令单元预览界面上，默认显示最近一次成功生成的指令编码，便于快速查询。如果存在多个指令编码对应同一个指令代号时，可以通过外部指令设置主编码，即在指令编码表中的指令编码的后一列填写主编码标识，被设置为主编码的指令编码默认显示在指令单元预览界面上。

本发明说明书未进行详细描述的部分为本领域公知常识。

Claims (10)

1.一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，其特征在于包括字典工具箱、测控工具箱、接口工具箱和输出工具箱，其中：

字典工具箱，用于制定指令编码用到包括数据字段类型在内的通用化字典项；

接口工具箱，根据指令发送设备的接口数据单和/或说明书，将需要通过指令发送设备硬件接点发送的硬件指令码字分配到指令发送设备的接点上，从而建立硬件指令码字与指令发送设备接点号之间的映射关系，再将指令参数表中的指令代号与指令发送设备接点号之间关联起来，进而得到硬件指令码字与指令代号之间的映射关系；

测控工具箱，用于设计指令格式，为指令参数表中每个指令分配一个对应的指令格式，得到指令与格式映射关系，形成待编码的指令编码配置表，自动从属性设计表或者指令字段对应的指令编码配置表，获取指令字段相应的码字，生成完整的指令编码表并存储；

输出工具箱，根据外部指令，在完整的指令编码表基础上，设置过滤条件，根据过滤条件和显示条件，按照指令参数表中指令顺序，对指令进行筛选，将筛选后指令生成指令编码文件并输出。

2.根据权利要求1所述的一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，其特征在于：所述测控工具箱包括指令格式设计单元、指令格式分配单元和指令编码管理单元，其中：

指令格式设计单元，用来实现指令格式设计、指令格式预览、指令格式管理；

指令格式分配单元，为指令参数表中每个指令分配一个对应的指令格式，得到指令与格式映射关系；

指令编码管理单元，用于实现指令编码生成、指令编码预览、指令编码管理。

3.根据权利要求2所述的一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，其特征在于：所述指令格式设计单元包括指令格式设计器，格式设计器对指令格式的每个字段进行属性设计，形成属性设计表；具体为：在属性设计表中，根据外部输入的指令，按照顺序添加数据段，对数据段属性进行设置，所述数据段属性包括数据字段类型、字段配置、名称、长度，生成指令格式。

4.根据权利要求3所述的一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，其特征在于：所述字段配置属性根据所选择的数据字段类型采用不同的字段配置表设置。

5.根据权利要求2所述的一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，其特征在于所述指令格式设计单元对同一型号的指令，依照“平台—型号—各级指令格式”的树型结构进行管理，子级指令格式通过选择是否继承指令格式以及继承哪个父级指令格式，以嵌套的方式嵌入到父级指令格式中。

6.根据权利要求2所述的一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，其特征在于所述指令编码管理单元包括指令编码生成器，所述指令编码生成器根据预设的指令格式，获取码字，逐个数据字段填写码字。

7.根据权利要求6所述的一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，其特征在于：所述数据字段类型包括关联选项类、计算类、自定义编辑类、固定码字类、可继承类；

当指令格式中指令数据字段为关联选项类时，通过识别字段配置字段，索引字段配置字段中的指令编码配置表获取相应的码字，填入相应的字段；

当指令格式中指令数据字段为固定码字类时，索引相应的属性设计表获取固定码字，填入相应的字段；

当指令格式中指令数据字段为自定义编辑类的数据字段时，接收外部输入的码字填入相应的字段中；

当指令格式中的指令数据为计算类数据字段时，根据其他字段的码字和该字段的计算公式，得出计算结果，将其作为码字，填入相应的字段；

当指令格式中的指令数据为可继承类数据字段时，根据被继承的指令格式的编码，填入相应的字段。

8.根据权利要求1所述的一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，其特征在于：当指令发送设备的接点为单点连接接点时，接口工具箱根据指令发送设备的接口数据单，获取接点号和硬件指令码字的对应关系，之后，根据卫星设计要求，将指令参数表中的指令代号与指令发送设备的接点号对应，进而得到指令代号与硬件指令码字之间的映射关系。

9.根据权利要求1所述的一种卫星遥控指令格式设计与编码管理系统，其特征在于：当指令发送设备的接点为矩阵接点时，接口工具箱根据指令发送设备的说明书，获取矩阵接点行、列号和硬件指令码字的对应关系，之后，根据指令发送设备的数据单，获取接点号与行、列号的对应关系；最后，根据卫星设计要求，将指令参数表中的指令代号与指令发送设备的矩阵接点行、列号对应，进而得到指令代号与硬件指令码字之间的映射关系。

10.一种卫星遥控指令格式设计与编码管理方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、建立目标型号的指令格式树，对指令格式树的各级指令进行命名和编号；在所述指令格式树中，存储指令格式的所属卫星平台名称、所属型号名称、各级指令格式名称、编号、上下级关系信息；

(2)、对指令格式内的每个字段的数据段属性进行设置，形成属性设计表，所述数据段属性包括数据字段类型、字段配置、名称、长度，从而完成指令格式设计；

(3)、获取指令参数表，在指令参数表中，将指令代号和指令格式代号建立一对一的映射关系，形成待编码的指令编码配置表；

(4)、根据指令发送设备的接口数据单和/或说明书，将需要通过指令发送设备硬件接点发送的硬件指令码字分配到指令发送设备的接点上，从而建立硬件指令码字与接点号之间的映射关系，再将指令参数表中的指令代号与指令发送设备的接点号对应，进而得到指令代号与硬件指令码字之间的映射关系，生成硬件指令相应的指令编码配置表；

(5)、自动从后台数据库中的属性设计表或者指令编码配置表，逐个数据字段填写码字，完成指令字段相应的编码，生成完整的指令编码表并存储；

(6)、根据外部指令，在完整的指令编码表基础上，设置过滤条件，根据过滤条件和显示条件，按照指令参数表中指令顺序，对指令进行筛选，将筛选后指令生成指令编码文件并输出。

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