CN109299104A - 一种基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够实现自我学习能够实现人工智能化处理飞控遥控数据的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统及其使用方法。该遥测数据处理系统，包括历史数据模块、实时数据获取模块、数据接收模块、数据处理模块、数据分发模块；该数据处理系统的使用方法包括步骤S1、在数据库中写入基础数据，S2、将历史数据传递到数据接收模块；S3、接收历史数据和实时遥测数据；S4、创建帧索引表或者包索引表；S5、将S3接收到的数据的格式进行有效性判断和数据整合；S6、将S5中的段数组依照S4步骤形成的索引表进行参数处理，S7、将处理后的数据进行分发。采用该遥测数据处理系统及其使用方法能够便于系统的学习，形成对处理数据的智能处理。

Description

一种基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统

技术领域

本发明涉及航天技术领域，具体涉及一种基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统。

背景技术

卫星飞行控制(简称"飞控")是卫星发射后对卫星进行轨道调整、运行控制及在轨测试的一项工作，是确保卫星在轨稳定、安全运行的重要技术手段。

卫星的飞控工作包括:

对卫星运行轨道进行调整，使其在预定的轨道上运行；

通过遥控命令控制各单机，确保卫星各单机运转正常；

对卫星进行在轨测试，确保卫星各功能工作正常。

遥测数据处理是对卫星遥测数据接收、转换、分割、解析、判读、存储、及分析的过程，是卫星飞控的一项基础工作。

然而，目前所采用的遥测数据处理系统基本上每一种类卫星都有自己的处理数据系统，并且由于各个型号的遥测参数众多，处理公式千变万化，对于新的处理公式，原有的数据处理系统不能够动态修改和增加，无法实现智能的处理方式，并且无法学习新的处理方式。因此会造成处理数据的局限性和单一性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现自我学习能够实现人工智能化处理飞控遥控数据的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统及其使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，包括历史数据模块、实时数据获取模块、数据接收模块、数据处理模块、数据分发模块；

一种基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，还包括数据存储模块、处理方法存储模块、数据库；数据判读模块、处理方法存储模块、数据显示模块；

所述数据处理模块包括日志模块、配置信息管理模块、指针容器模块、基础数据管理模块、预处理模块、索引表管理模块、处理方法模块以及数据分析模块；

所述历史数据模块，用于存储历史数据，将历史数据提供给数据接收模块；

所述实时数据获取模块，用于获取卫星飞控的遥测实时数据；

所述数据接收模块，用于从接收端口接收实时数据和/或历史数据，并将实时数据和/或历史数据推送给数据处理模块；

所述数据处理模块，用于对实时数据和/或历史数据进行解析处理，得到十进制的工程值；

所述日志模块，用于为其它模块提供日志记录的接口函数，供其它模块记录系统的关键调试信息；

所述配置信息模块、用于读取并管理不同型号的配置文件中的数据信息，供预处理模块、数据分析模块调用，使遥测数据处理系统达到通用性；

所述指针容器模块，用于为其它模块提供信息的动态存储；

所述基础数据管理模块，用于读取、存储并管理所有遥测参数的基础数据信息，并提供对外接口，供索引表管理模块、处理方法模块调用；

所述处理方法模块用于提供曲线处理、列表处理、常用函数处理、专用函数处理、表达式处理、同源校准处理和异源校准处理方法，供数据分析模块调用，完成遥测参数从源码到工程值的处理；

所述索引表管理模块，用于创建并管理参数处理的索引表，并提供接口，供数据解析模块和数据初始化与管理模块调用，使得当一帧或者一包源码待解析时，系统能够找出该原始数据中包含哪些参数的源码，然后系统按照索引表中的参数的基础信息，提取源码，调用相应的处理方法处理参数；

所述预处理模块用于根据型号的配置文件信息，将帧遥测数据和包遥测数据的格式进行整合，通过预处理，使包遥测数据的格式和帧遥测数据的格式具有相似性，并提供接口供数据分析模块调用

所述数据分析模块负责整个数据处理流程的管理，首先根据预处理模块整合原始数据，其次通过数据接收模块获取数据库内参数的具体位置和处理方法信息，最后获取源码并调用处理方法模块解析源码数据；

所述数据分发模块，用于将数据处理模块处理得到的工程值分发给数据存储模块、数据判读模块、处理方法存储模块以及数据显示模块；

所述数据存储模块，用于对将数据处理模块处理的实时数据进行存储；并且作为数据库新数据的写入源；

所述数据库，用于存储对应参数的具体位置和处理方法信息，

所述数据判读模块，用于接收数据分发模块分发的工程值，对所述工程值进行判读，得到判读结果；

所述处理方法存储模块，用于接收数据分发模块分发的原始数据及其处理方法，并进行存储；

所述数据显示模块，用于接收数据分发模块分发的数据分析模块解析的结果。

进一步的，所述的处理方法模块用于对遥测源码进行处理，包括曲线管理模块、列表管理模块、通用处理函数模块、表达式处理模块和校准模块；其中：

所述曲线管理模块对基础数据库中曲线处理方法所需的曲线信息进行管理，根据参数源码值，采用分段线性差值的方式得到工程值；

所述列表管理模块对基础数据库中列表处理方法所需的列表信息进行管理，根据参数源码值，采用查表的方式得到工程值；

所述通用处理函数模块在处理程序中预先编写各个型号通用的处理函数，并提供了编号，该函数以遥测参数的源码以及相关信息作为输入，经过预先定义的处理方式处理出工程值；将所有通用函数处理方法集中在一个函数指针数组内，根据遥测参数基础数据表中的处理公式号得到处理函数指针，然后结合参数的遥测源码和基础数据表中的相关系数，相关参数信息计算出参数的工程值；

所述表达式处理模块用来扩展遥测参数的数据处理方法，直接对遥测参数的处理表达式进行词法和语法分析，生成语法树，在运行时进行解释执行得出参数的工程值；

所述校准模块用来辅助管理参数的校准信息，使得系统能够根据这些校准信息对参数的处理结果进行校准。

进一步的，所述处理方法存储模块包括方法存储模块、基础数据存储模块；

所述基础数据存储模块用于对遥测数据进行存储；

所述方法存储模块用于对处理相关遥测数据的方法指针进行存储。

进一步的，所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，还包虚拟网络模块；

所述数据接收模块和数据分发模块、处理方法存储模块通过所述虚拟网络模块进行数据交互。

进一步的，所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，还包括虚拟网络配置模块，所述虚拟网络配置模块，用于通过虚拟网络配置文件对虚拟网络模块进行配置，设置各模块间的通信接口，确保各模块之间数据传递通畅。

本发明还提供了一种采用所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统的卫星飞控的遥测数据处理方法，包括以下步骤：

S1、在数据库中写入基础数据，定义遥测参数的名称、代号、模式、位置、处理方式信息；

S2、历史数据模块读取数据库中的基础数据作为历史数据，传递到数据接收模块；

S3、通过数据接收模块，接收历史数据和实时遥测数据；

S4、读取步骤S3中接收到的基础信息，根据基础信息，用动态数组即指针容器创建帧索引表或者包索引表；并且通过日志模块对接收到的数据进行日志记录；

S5、将S3接收到的帧遥测数据和包遥测数据的格式进行有效性判断和数据整合；对于包遥测则以包遥测的CADU为输入，经过一系列缓存与拼接处理后，输出为一系列的源包数据，并以每个源包对应一个段的形式缓存；对于帧遥测将整帧遥测作为一个段缓存；

S6、将S5中的段数组依照S4步骤形成的索引表进行参数处理，对参数结果按照数据库中存储的用户定义的方式处理；启用数据分析模块调用处理方法模块以及处理方法存储模块对数据进行处理；

S7、将处理后的数据通过数据分发模块进行分发，将处理的数据写入到数据存储模块供数据库读取，将处理数据及其处理方法的指针存储在处理方法存储模块中供数据分析模块调用；通过数据判读模块对S6中分析模块处理得到的工程值进行判读，得到判读结果。

本发明的有益效果是：本发明所述的一种基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统具有以下优点：

本发明所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统由于设置有数据存储模块以及处理方法存储模块；从而使得数据在经过数据分析模块处理后，能够对数据进行存储，丰富历史数据库，同时也可以对处理方式进行储存，从而便于系统的学习，形成对处理数据的记忆，在后续数据处理过程中遇到相似数据实现自动识别处理的智能化处理。

附图说明

图1是本发明实施例中一种基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明所述的一种基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，包括历史数据模块101、实时数据获取模块102、数据接收模块103、数据处理模块104、数据分发模块105；

其特征在于：还包括数据存储模块106、处理方法存储模块109、数据库107；数据判读模块108、处理方法存储模块109、数据显示模块1010；

所述数据处理模块104包括日志模块1041、配置信息管理模块1042、指针容器模块1043、基础数据管理模块1044、预处理模块1047、索引表管理模块1046、处理方法模块1045以及数据分析模块1048；

所述历史数据模块101，用于存储历史数据，将历史数据提供给数据接收模块103；

所述实时数据获取模块102，用于获取卫星飞控的遥测实时数据；

所述数据接收模块103，用于从接收端口接收实时数据和/或历史数据，并将实时数据和/或历史数据推送给数据处理104模块；

所述数据处理模块104，用于对实时数据和/或历史数据进行解析处理，得到十进制的工程值；

所述日志模块1041，用于为其它模块提供日志记录的接口函数，供其它模块记录系统的关键调试信息；

所述配置信息模块1042、用于读取并管理不同型号的配置文件中的数据信息，供预处理模块1047、数据分析模块1048调用，使遥测数据处理系统达到通用性；

所述指针容器模块1043，用于为其它模块提供信息的动态存储；

所述基础数据管理模块1044，用于读取、存储并管理所有遥测参数的基础数据信息，并提供对外接口，供索引表管理模块1046、处理方法模块1045调用；

所述处理方法模块1045用于提供曲线处理、列表处理、常用函数处理、专用函数处理、表达式处理、同源校准处理和异源校准处理方法，供数据分析模块调用，完成遥测参数从源码到工程值的处理；

所述索引表管理模块1046，用于创建并管理参数处理的索引表，并提供接口，供数据解析模块和数据初始化与管理模块调用，使得当一帧或者一包源码待解析时，系统能够找出该原始数据中包含哪些参数的源码，然后系统按照索引表中的参数的基础信息，提取源码，调用相应的处理方法处理参数；

所述预处理模块1047用于根据型号的配置文件信息，将帧遥测数据和包遥测数据的格式进行整合，通过预处理，使包遥测数据的格式和帧遥测数据的格式具有相似性，并提供接口供数据分析模块调用

所述数据分析模块1048负责整个数据处理流程的管理，首先根据预处理模块1047整合原始数据，其次通过数据接收模块103获取数据库107内参数的具体位置和处理方法信息，最后获取源码并调用处理方法模块1045解析源码数据；

所述数据分发模块105，用于将数据处理模块4处理得到的工程值分发给数据存储模块106、数据判读模块108、处理方法存储模块109以及数据显示模块1010；

所述数据存储模块106，用于对将数据处理模块4处理的实时数据进行存储；并且作为数据库107新数据的写入源；

所述数据库107，用于存储对应参数的具体位置和处理方法信息，

所述数据判读模块108，用于接收数据分发模块105分发的工程值，对所述工程值进行判读，得到判读结果；

所述处理方法存储模块109，用于接收数据分发模块105分发的原始数据及其处理方法，并进行存储；

所述数据显示模块1010，用于接收数据分发模块105分发的数据分析模块1046解析的结果。

具体的，所述的处理方法模块1045用于对遥测源码进行处理，包括曲线管理模块、列表管理模块、通用处理函数模块、表达式处理模块和校准模块；其中：

所述曲线管理模块对基础数据库中曲线处理方法所需的曲线信息进行管理，根据参数源码值，采用分段线性差值的方式得到工程值；

所述列表管理模块对基础数据库中列表处理方法所需的列表信息进行管理，根据参数源码值，采用查表的方式得到工程值；

所述通用处理函数模块在处理程序中预先编写各个型号通用的处理函数，并提供了编号，该函数以遥测参数的源码以及相关信息作为输入，经过预先定义的处理方式处理出工程值；将所有通用函数处理方法集中在一个函数指针数组内，根据遥测参数基础数据表中的处理公式号得到处理函数指针，然后结合参数的遥测源码和基础数据表中的相关系数，相关参数信息计算出参数的工程值；

所述表达式处理模块用来扩展遥测参数的数据处理方法，直接对遥测参数的处理表达式进行词法和语法分析，生成语法树，在运行时进行解释执行得出参数的工程值；

所述校准模块用来辅助管理参数的校准信息，使得系统能够根据这些校准信息对参数的处理结果进行校准。

进一步的，所述处理方法存储模块109包括方法存储模块、基础数据存储模块；

所述基础数据存储模块用于对遥测数据进行存储；

所述方法存储模块用于对处理相关遥测数据的方法指针进行存储。

进一步的，所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，还包虚拟网络模块；

所述数据接收模块103和数据分发模块105、处理方法存储模块109通过所述虚拟网络模块进行数据交互。

进一步的，所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，还包括虚拟网络配置模块，所述虚拟网络配置模块，用于通过虚拟网络配置文件对虚拟网络模块进行配置，设置各模块间的通信接口，确保各模块之间数据传递通畅。

本发明还公开了一种卫星飞控的遥测数据处理方法，包括以下步骤：

S1、在数据库中写入基础数据，定义遥测参数的名称、代号、模式、位置、处理方式信息；

S2、历史数据模块101读取数据库107中的基础数据作为历史数据，传递到数据接收模块103；

S3、通过数据接收模块103，接收历史数据和实时遥测数据；

S4、读取步骤S3中接收到的基础信息，根据基础信息，用动态数组即指针容器创建帧索引表或者包索引表；并且通过日志模块1041对接收到的数据进行日志记录；

S5、将S3接收到的帧遥测数据和包遥测数据的格式进行有效性判断和数据整合；对于包遥测则以包遥测的CADU为输入，经过一系列缓存与拼接处理后，输出为一系列的源包数据，并以每个源包对应一个段的形式缓存；对于帧遥测将整帧遥测作为一个段缓存；

S6、将S5中的段数组依照S4步骤形成的索引表进行参数处理，对参数结果按照数据库中107存储的用户定义的方式处理；启用数据分析模块1048调用处理方法模块1045以及处理方法存储模块109对数据进行处理；

S7、将处理后的数据通过数据分发模块105进行分发，将处理的数据写入到数据存储模块106供数据库107读取，将处理数据及其处理方法的指针存储在处理方法存储模块109中供数据分析模块1048调用；通过数据判读模块108对S6中分析模块1048处理得到的工程值进行判读，得到判读结果。

综上所述，本发明所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统由于设置有数据存储模块以及处理方法存储模块；从而使得数据在经过数据分析模块处理后，能够对数据进行存储，丰富历史数据库，同时也可以对处理方式进行储存，从而便于系统的学习，形成对处理数据的记忆，在后续数据处理过程中遇到相似数据实现自动识别处理的智能化处理。

Claims (5)

1.一种基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，包括历史数据模块(101)、实时数据获取模块(102)、数据接收模块(103)、数据处理模块(104)、数据分发模块(105)；

其特征在于：还包括数据存储模块(106)、处理方法存储模块(109)、数据库(107)；数据判读模块(108)、处理方法存储模块(109)、数据显示模块(1010)；

所述数据处理模块(104)包括日志模块(1041)、配置信息管理模块(1042)、指针容器模块(1043)、基础数据管理模块(1044)、预处理模块(1047)、索引表管理模块(1046)、处理方法模块(1045)以及数据分析模块(1048)；

所述历史数据模块(101)，用于存储历史数据，将历史数据提供给数据接收模块(103)；

所述实时数据获取模块(102)，用于获取卫星飞控的遥测实时数据；

所述数据接收模块(103)，用于从接收端口接收实时数据和/或历史数据，并将实时数据和/或历史数据推送给数据处理(104)模块；

所述数据处理模块(104)，用于对实时数据和/或历史数据进行解析处理，得到十进制的工程值；

所述日志模块(1041)，用于为其它模块提供日志记录的接口函数，供其它模块记录系统的关键调试信息；

所述配置信息模块(1042)、用于读取并管理不同型号的配置文件中的数据信息，供预处理模块(1047)、数据分析模块(1048)调用，使遥测数据处理系统达到通用性；

所述指针容器模块(1043)，用于为其它模块提供信息的动态存储；

所述基础数据管理模块(1044)，用于读取、存储并管理所有遥测参数的基础数据信息，并提供对外接口，供索引表管理模块(1046)、处理方法模块(1045)调用；

所述处理方法模块(1045)用于提供曲线处理、列表处理、常用函数处理、专用函数处理、表达式处理、同源校准处理和异源校准处理方法，供数据分析模块调用，完成遥测参数从源码到工程值的处理；

所述索引表管理模块(1046)，用于创建并管理参数处理的索引表，并提供接口，供数据解析模块和数据初始化与管理模块调用，使得当一帧或者一包源码待解析时，系统能够找出该原始数据中包含哪些参数的源码，然后系统按照索引表中的参数的基础信息，提取源码，调用相应的处理方法处理参数；

所述预处理模块(1047)用于根据型号的配置文件信息，将帧遥测数据和包遥测数据的格式进行整合，通过预处理，使包遥测数据的格式和帧遥测数据的格式具有相似性，并提供接口供数据分析模块调用

所述数据分析模块(1048)负责整个数据处理流程的管理，首先根据预处理模块(1047)整合原始数据，其次通过数据接收模块(103)获取数据库(107)内参数的具体位置和处理方法信息，最后获取源码并调用处理方法模块(1045)解析源码数据；

所述数据分发模块(105)，用于将数据处理模块(4)处理得到的工程值分发给数据存储模块(106)、数据判读模块(108)、处理方法存储模块(109)以及数据显示模块(1010)；

所述数据存储模块(106)，用于对将数据处理模块(4)处理的实时数据进行存储；并且作为数据库(107)新数据的写入源；

所述数据库(107)，用于存储对应参数的具体位置和处理方法信息，

所述数据判读模块(108)，用于接收数据分发模块(105)分发的工程值，对所述工程值进行判读，得到判读结果；

所述处理方法存储模块(109)，用于接收数据分发模块(105)分发的原始数据及其处理方法，并进行存储；

所述数据显示模块(1010)，用于接收数据分发模块(105)分发的数据分析模块(1046)解析的结果。

2.如权利要求1所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，其特征在于：所述的处理方法模块(1045)用于对遥测源码进行处理，包括曲线管理模块、列表管理模块、通用处理函数模块、表达式处理模块和校准模块；其中：

所述曲线管理模块对基础数据库中曲线处理方法所需的曲线信息进行管理，根据参数源码值，采用分段线性差值的方式得到工程值；

所述列表管理模块对基础数据库中列表处理方法所需的列表信息进行管理，根据参数源码值，采用查表的方式得到工程值；

所述通用处理函数模块在处理程序中预先编写各个型号通用的处理函数，并提供了编号，该函数以遥测参数的源码以及相关信息作为输入，经过预先定义的处理方式处理出工程值；将所有通用函数处理方法集中在一个函数指针数组内，根据遥测参数基础数据表中的处理公式号得到处理函数指针，然后结合参数的遥测源码和基础数据表中的相关系数，相关参数信息计算出参数的工程值；

所述表达式处理模块用来扩展遥测参数的数据处理方法，直接对遥测参数的处理表达式进行词法和语法分析，生成语法树，在运行时进行解释执行得出参数的工程值；

所述校准模块用来辅助管理参数的校准信息，使得系统能够根据这些校准信息对参数的处理结果进行校准。

3.如权利要求2所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，其特征在于：所述处理方法存储模块(109)包括方法存储模块、基础数据存储模块；

所述基础数据存储模块用于对遥测数据进行存储；

所述方法存储模块用于对处理相关遥测数据的方法指针进行存储。

4.如权利要求3所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，其特征在于：还包虚拟网络模块；

所述数据接收模块(103)和数据分发模块(105)、处理方法存储模块(109)通过所述虚拟网络模块进行数据交互。

5.如权利要求4所述的基于人工智能辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，其特征在于：还包括虚拟网络配置模块，所述虚拟网络配置模块，用于通过虚拟网络配置文件对虚拟网络模块进行配置，设置各模块间的通信接口，确保各模块之间数据传递通畅。