CN109302685B - 一种发射场小卫星远程测试数据处理方法 - Google Patents

一种发射场小卫星远程测试数据处理方法 Download PDF

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Abstract

一种发射场小卫星远程测试数据处理方法，通过前方多发射场多颗卫星的测试前端，与后方测试中心的远程控制端建立通信连接，制定多星并行测试时的远程数据通信协议。各测试前端独立并行处理前方数据，将采集的前端数据完成远程数据格式封装和校验，生成远程测试数据包，发至远程控制端。测试前端对通信实时心跳监测，针对网络闪断时，自动重建与远程控制端通信连接，缓存前端数据，动态调整处理速率和处理队列，处理闪断引起的数据堆积。远程控制端接收多个测试前端发送的远程测试包，解析为卫星测试数据，供第三方测试系统读取。

Description

一种发射场小卫星远程测试数据处理方法
技术领域
本发明涉及一种适用于发射场小卫星远程测试数据处理方法，属于小卫星综合测试技术领域。
背景技术
为优化发射场测试流程，现有小卫星发射场测试采用远程测试模式。在已有的发射场远程测试中，前方发射场接收到卫星的原始数据经测试专线传输到后方测试中心，后方测试中心订阅前方卫星基础库表，对接收的前方原始数据，解析后组播至本地测试网。
由于不同卫星的数据类型不同，缺少多源多数据种类的远程数据通信协议，支持多星并行测试。后方数据处理中需要订阅远距离的前方基础库表，调取基础库信息后解析，响应时延长。网络闪断时，易引起数据丢失和突发数据的延迟处理，使后方测试中心对数据异常引起的故障定位慢，测试效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种适用于发射场小卫星远程测试数据处理方法。制定远程数据通信协议，采集前方的多星原始数据经远程通信格式封装，至后方统一解析和处理，实现远程测试中卫星多类型多源数据并行处理。
本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
一种发射场小卫星远程测试数据处理方法，步骤如下：
(1)制定远程数据通信协议，对小卫星测试系统中测试前端、远程控制端的数据处理环境进行部署；
(2)远程测试开始后，对测试前端进行封装主处理区及封装预处理区划分，根据测试前端数量N采集对应数量的N路测试前端数据，同时进行数据种类识别，将缓存及数据封装后的远程测试数据包发送至远程控制端；
(3)远程控制端接收步骤(2)所得的封装后的远程测试数据包，对数据包进行解析主处理区及解析预处理区划分，并利用远程控制端内置线程对两个区内的数据包解析，对解析后的卫星测试数据组播，供第三方测试系统读取。
所述步骤(1)制定的远程数据通信协议的信息格式规定，所述远程数据包括信息头、信息体，信息头长度为13个字节，信息体长度为0～65522字节；
其中，所述信息头包含数据长度、产生时间、信源标识、卫星标识、信息标识、信宿标识；
数据长度：不包括本字段在内的有效数据长度，占用2个字节；
产生时间：远程数据信息产生时刻，占6个字节；
信源标识：识别远程数据来源的基地信息标识，占1个字节；
卫星标识：识别远程数据来源的卫星信息标识，占2个字节；
信宿标识：识别远程数据去向的卫星信息标识，占1个字节；
信息标识：区分远程数据信息种类，占1个字节；
所述信息种类包括原始遥测、遥控指令、远程控制命令、供配电地面设备采集数据、测控地面设备采集数据、卫星状态采集数据，并通过信息ID号区分。
所述步骤(2)中，按照处理内容对所述测试前端进行划分，负责对前端数据的集成和变换处理的区域为封装预处理区，对封装数据包进行校验处理的区域为封装主处理区，其中：
封装预处理区：根据测试前端数据种类进行分类，并对所有数据进行信息头、信息体标识，完成封装并发送至主处理区；
封装主处理区：接收预处理区发送的封装后数据包并进行格式校验，校验合格后的数据包发送至远程控制端并将缓存的该数据包删除，校验不合格的数据包由预处理区重新调取缓存的该数据包。
所述步骤(3)中，按照远程测试数据包解析位置对远程控制端进行划分，负责以流水线方式对数据包内信息头进行处理的区域为解析预处理区，负责对信息体进行处理的区域为解析主处理区，其中：
解析预处理区：根据远程测试数据包种类进行分类，并对所有数据的信息头进行识别，将识别后的数据包发送至解析主处理区；
解析主处理区：接收解析预处理区发送的识别后的数据包并对数据信息体进行解析，并对解析后数据进行广播。
优选的，所述解析预处理区识别数据信息头的具体方法为：根据所述步骤(2)中识别的数据种类M及N路远程测试数据包，确定解析主处理区需要调用的线程池个数，所述线程池个数为MN。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明针对参与测试的不同卫星数据种类，制定远程数据通信协议。对卫星不同数据类型进行统一格式封装，完成多星不同遥测类型和遥控指令信息的并行处理，同时实现远程控制端对前方各分系统设备工作状态和卫星工作状态的数据采集和处理；
(2)本发明通过对数据处理方式按流水线式划分为预处理区和主处理区，完成测试远端的多种类数据采集、封装和校验后统一发至远程控制端。远程控制端识别多源远程数据包，划分数据处理线程池，多路并行解析。免去原有数据处理过程中，远程控制端需调用测试前端基础库和实时库点表信息，实现数据在远程控制端本地实时解析，快速响应；
(3)本发明针对网络闪断时，各发射场的测试前端，采用顺序队列存储结构的数据缓冲区，对接收数据完整保存，自动调整数据处理速率，新建优先级数据处理队列，对累积的突发数据按优先级逻辑处理和发送。
附图说明
图1为本发明提供的网间数据处理系统示意图；
图2为本发明提供的远程测试数据处理流程图；
图3为本发明提供的远程测试系统拓扑结构图；
具体实施方式
一种发射场小卫星远程测试数据处理方法，基于网间数据处理系统实现小卫星多发射场并行测试，该系统工作示意图如图1所示。基于该方法的远程测试网络拓扑结构如图3所示，前方测试场地有西昌发射中心测试间、太原发射中心测试间和酒泉发射中心测试间，前方基地测试间内设备包括：前端设备控制机、供配电设备控制机、网间数据处理系统和若干测试数显机。其中网间数据处理系统内装有客户端。后方测试场地为北京远程测试中心，设备包括网间数据处理系统、实时数据库计算机、远程控制台和若干测试数显机。其中网间数据处理系统内装有服务端。前方各测试间分别通过远程测试专线与后方测试中心建立唯一连接。远程测试前，前方按参与测试的卫星数量，部署相应的网间数据处理系统客户端，后方在服务端编辑参与测试的多颗卫星基础数据解析文件。远程测试实施时，数据处理流程如图2所示，前方客户端采集发射场测试数据，打包封装为远程测试数据包发至远程测试网。服务端接收远程测试网中各客户端的多源远程测试数据包,解析为卫星测试数据后组播，供后方其他综合测试软件订阅和查看。
本发明提出的数据处理方法具体内容如下：
(1)制定远程数据通信协议，对小卫星测试系统中测试前端、远程控制端的数据处理环境进行部署，其中，指定的远程数据通信协议格式规定如下：
所述远程数据包括信息头、信息体，信息头长度为13个字节，信息体长度为0～65522字节。
其中，所述信息头包含数据长度、产生时间、信源标识、卫星标识、信息标识、信宿标识；
数据长度：不包括本字段在内的有效数据长度，占用2个字节。
产生时间：远程数据信息产生时刻，占6个字节。
信源标识：识别远程数据来源的基地信息标识，占1个字节。
卫星标识：识别远程数据来源的卫星信息标识，占2个字节。
信宿标识：识别远程数据去向的卫星信息标识，占1个字节。
信息标识：区分远程数据信息种类，占1个字节；
(2)远程测试开始后，对测试前端进行封装主处理区及封装预处理区划分，根据测试前端数量N采集对应数量的N路测试前端数据，同时进行数据种类识别，所述信息种类包括原始遥测、遥控指令、远程控制命令、供配电地面设备采集数据、测控地面设备采集数据、卫星状态采集数据，并通过信息ID号区分；
将缓存及数据封装后的远程测试数据包发送至远程控制端，其中：
按照处理内容对所述测试前端进行划分，负责对前端数据的集成和变换处理的区域为封装预处理区，对封装数据包进行校验处理的区域为封装主处理区，其中：
封装预处理区：根据测试前端数据种类进行分类，并对所有数据进行信息头、信息体标识，完成封装并发送至主处理区；
封装主处理区：接收预处理区发送的封装后数据包并进行格式校验，校验合格后的数据包发送至远程控制端并将缓存的该数据包删除，校验不合格的数据包由预处理区重新调取缓存的该数据包。
(3)远程控制端接收步骤(2)所得的封装后的远程测试数据包，对数据包进行解析主处理区及解析预处理区划分，并利用远程控制端内置线程对两个区内的数据包解析，对解析后的卫星测试数据组播，供第三方测试系统读取，其中：
按照远程测试数据包解析位置对远程控制端进行划分，负责以流水线方式对数据包内信息头进行处理的区域为解析预处理区，负责对信息体进行处理的区域为解析主处理区，其中：
解析预处理区：根据远程测试数据包种类进行分类，并对所有数据的信息头进行识别，将识别后的数据包发送至解析主处理区；
解析主处理区：接收解析预处理区发送的识别后的数据包并对数据信息体进行解析，并对解析后数据进行广播；
在解析主处理区中，存在数据种类M个，同时远程测试数据包为N路，则解析主处理区需要调用的线程池个数为MN个。
下面结合具体实施例进行进一步说明：
远程测试数据处理方法，如图2所示，方法如下：
(1)制定远程数据通信协议，部署网间数据处理系统。其中操作流程如下：
(1a)制定的远程数据通信协议，如图1。格式内容包含数据长度、产生时间、信源标识、卫星标识、信息标识、信宿标识。以太原基地01星的远程数据文件为例，如下表。
Figure BDA0001779888550000061
(1b)在前方发射场，按参与远程测试的卫星数量，安装相应数量的网间数据处理系统客户端。后方测试中心安装网间数据处理系统服务端。生成参与测试的多颗卫星基础数据解析文件。
(2)前方发射场N个网间数据处理系统客户端并行工作。以其中单个客户端为例，数据处理方法如下：
(2a)TCP模块建立连接。网络监测模块监测网络通信状态正常。
(2b)数据接收模块采集前方发射场的测试数据，由数据存储模块缓存。
(2c)数据处理模块中封装预处理区提取缓存的测试数据，按信息类别以步骤(1)中远程数据格式打包封装。将封装后的远程测试数据包，按处理时间的先后顺序在数据处理队列中静态排列，送至封装主处理区。封装主处理区校验信息体内数据类型与信息头内信息标识是否正确，若校验错误，封装预处理区对存储区内该数据重新封装，至封装主处理区重新校验。校验正确后，将文件送至数据发送模块，并擦除数据存储区内该文件数据。
(2d)数据发送模块按文件中信源，信息和信宿项，将数据包发至远程测试网。远程测试数据包通过基地防火墙和加密机对数据安全处理后，传至后方服务端。
(3)N个客户端的远程测试文件经过后方测试中心的防火墙和解密机处理后，至后方网间数据处理系统服务端，数据处理的方法如下：
(3a)数据接收模块收集到N颗卫星的远程测试数据包。
(3b)数据处理模块内所有线程被划分为6×N个线程池，并行接收和处理N颗卫星的6类远程数据。
(3c)其中每个线程池内处理过程为流水线方式被分成两个阶段。
第一阶段为远程数据包进入数据处理队列，解析预处理区取出数据处理队列内信息头，按远程数据格式约定进行解析，信息头解析完毕后，该数据处理队列传递至下一阶段的解析主处理区内，解析主处理区读取数据处理队列内信息体，调用基础数据解析文件，将信息体内容解析为卫星测试数据。
(3d)数据发送模块将卫星测试数据组播至后方测试网，供第三方测试系统读取。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种发射场小卫星远程测试数据处理方法，其特征在于步骤如下：
(1)制定远程数据通信协议，对小卫星测试系统中测试前端、远程控制端的数据处理环境进行部署；
(2)远程测试开始后，对测试前端进行封装主处理区及封装预处理区划分，根据测试前端数量N采集对应数量的N路测试前端数据，同时进行数据种类识别，将缓存及数据封装后的远程测试数据包发送至远程控制端；
(3)远程控制端接收步骤(2)所得的封装后的远程测试数据包，对数据包进行解析主处理区及解析预处理区划分，并利用远程控制端内置线程对两个区内的数据包解析，对解析后的卫星测试数据组播，供第三方测试系统读取。
2.根据权利要求1所述的一种发射场小卫星远程测试数据处理方法，其特征在于：
所述步骤(1)制定的远程数据通信协议的信息格式规定，所述远程数据包括信息头、信息体，信息头长度为13个字节，信息体长度为0～65522字节；
其中，所述信息头包含数据长度、产生时间、信源标识、卫星标识、信息标识、信宿标识；
数据长度：不包括本字段在内的有效数据长度，占用2个字节；
产生时间：远程数据信息产生时刻，占6个字节；
信源标识：识别远程数据来源的基地信息标识，占1个字节；
卫星标识：识别远程数据来源的卫星信息标识，占2个字节；
信宿标识：识别远程数据去向的卫星信息标识，占1个字节；
信息标识：区分远程数据信息种类，占1个字节。
3.根据权利要求1或2所述的一种发射场小卫星远程测试数据处理方法，其特征在于：所述远程数据的信息种类包括原始遥测、遥控指令、远程控制命令、供配电地面设备采集数据、测控地面设备采集数据、卫星状态采集数据，并通过信息ID号区分。
4.根据权利要求1或2所述的一种发射场小卫星远程测试数据处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中，按照处理内容对所述测试前端进行划分，负责对前端数据的集成和变换处理的区域为封装预处理区，对封装数据包进行校验处理的区域为封装主处理区，其中：
封装预处理区：根据测试前端数据种类进行分类，并对所有数据进行信息头、信息体标识，完成封装并发送至主处理区；
封装主处理区：接收预处理区发送的封装后数据包并进行格式校验，校验合格后的数据包发送至远程控制端并将缓存的该数据包删除，校验不合格的数据包由预处理区重新调取缓存的该数据包。
5.根据权利要求1或2所述的一种发射场小卫星远程测试数据处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中，按照远程测试数据包解析位置对远程控制端进行划分，负责以流水线方式对数据包内信息头进行处理的区域为解析预处理区，负责对信息体进行处理的区域为解析主处理区，其中：
解析预处理区：根据远程测试数据包种类进行分类，并对所有数据的信息头进行识别，将识别后的数据包发送至解析主处理区；
解析主处理区：接收解析预处理区发送的识别后的数据包并对数据信息体进行解析，并对解析后数据进行广播。
6.根据权利要求1所述的一种发射场小卫星远程测试数据处理方法，其特征在于：所述解析预处理区识别数据信息头的具体方法为：根据所述步骤(2)中识别的数据种类M及N路远程测试数据包，确定解析主处理区需要调用的线程池个数，所述线程池个数为MN。
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