CN110868247B - 一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法、装置及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法、装置及计算机存储介质；该方法可以包括：基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生；相应于所述设定事件发生，根据所述第一遥测数据包与所述目标遥测数据包相应的发生变化的数据字段生成下传遥测数据包；将所述下传遥测数据包通过下行信道传输至地面站。
Description
技术领域
本发明实施例涉及卫星数据处理技术领域，尤其涉及一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法、装置及计算机存储介质。
背景技术
遥测数据是卫星上各种被测信息经过传感器变换、采集编排后，通过无线信道传达到地面站的数据。每颗卫星需要传输的遥测参数多达几千个，直接反映了搭载于卫星上的所有设备的工作状态和健康情况。通常在实际实施过程中，遥测数据为定长数据，一组完整的遥测数据大多是由一个或若干遥测数据包组成，
受卫星下传数据速率的限制，通常一组完整的下行遥测数据同样需要分为若干下行遥测数据包才能下传完毕。此外，遥测数据的更新时间从若干秒到几十秒不等，而且星上各设备对应的遥测数据的常规产生周期为毫秒级或秒级，因此卫星在轨产生的遥测数据仅有很少一部分能够下传到地面。大部分遥测数据所反映的状态只能在星上处理，无法被地面的卫星研制人员获知，这对于卫星状态监测十分不利，特别是一些瞬时出现的异常状态，地面的卫星研制人员很难通过下行的遥测数据获知。
为了避免上述情况的发生，目前常规方案选择将星上产生的遥测数据进行存储，利用高速数传通道下传；该方案需要额外设置数传设备和相应地面接收站，增加卫星管控复杂程度；同时，卫星的测控数据通常在每次过境时进行下传，数据实时性无法保证；并且，高数据速率意味着高功耗，不利于当前卫星小型化、集成化的发展趋势。另一种常规方案则会选择改进卫星测控系统，利用扩频等新技术带来的链路增益以提高数据传输速率；该方案同样需要增加星上测控设备功耗，并且需要更大通信带宽，需要带宽是传统USB测控体制的上百倍；尽管码分多址等新技术可以缓解带宽消耗的问题，但扩频码长是有限的；与此同时，还需要针对卫星以及地面系统进行配套更新，不适用于目前已经在轨和在研的卫星。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法、装置及计算机存储介质；能够在不改变现有的卫星遥测数据系统和设备的情况下，降低遥测数据的下传数据量，从而增加卫星下传遥测数据的有效信息量。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法，所述方法包括：
基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生；
相应于所述设定事件发生，根据所述第一遥测数据包与所述目标遥测数据包相应的发生变化的数据字段生成下传遥测数据包；
将所述下传遥测数据包通过下行信道传输至地面站。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法，所述方法包括：
接收由卫星通过下行信道传输的下传遥测数据包；
遍历所述下传遥测数据包中的各标志位：
当被遍历的标志位中的标志值为第一标志值，则将所述下传遥测数据包中与被遍历的标志位对应的数据字段填充至已存的遥测数据包中对应的数据字段；
当被遍历的标志位中的标志值为第二标志值，则保留已存的遥测数据包中对应的数据字段；
当标志位遍历完成后，获得原始遥测数据包。
第三部分，本发明实施例提供了一种设置于卫星的星上计算机，所述星上计算机包括：采集部分、比较部分、生成部分和传输部分；其中，
所述采集部分，配置为在当前采集时刻采集第一遥测数据包；
所述比较部分，配置为基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生，并相应于所述设定事件发生，触发所述生成部分；
所述生成部分，配置为根据所述第一遥测数据包与所述目标遥测数据包相应的发生变化的数据字段生成下传遥测数据包；
所述传输部分，配置为将所述下传遥测数据包通过下行信道传输至地面站。
第三部分，本发明实施例提供了一种地面站设备，所述地面站设备包括：接收部分、遍历部分、填充部分、保留部分和获得部分；其中，
所述接收部分，配置为接收由卫星通过下行信道传输的下传遥测数据包；
所述遍历部分，配置为遍历所述下传遥测数据包中的各标志位：
以及，当被遍历的标志位中的标志值为第一标志值，则触发所述填充部分；
以及，当被遍历的标志位中的标志值为第二标志值，则触发所述保留部分；
所述填充部分，配置为将所述下传遥测数据包中与被遍历的标志位对应的数据字段填充至已存的遥测数据包中对应的数据字段；
所述保留部分，配置为保留已存的遥测数据包中对应的数据字段；
所述获得部分，配置为当所述遍历部分完成标志位遍历后，根据填充后的已存的遥测数据包获得卫星采集的原始遥测数据包。
第五方面，本发明实施例提供了一种星上计算机，包括：第一网络接口，第一存储器和第一处理器；其中，
所述第一网络接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；
所述第一存储器，用于存储能够在所述第一处理器上运行的计算机程序；
所述第一处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面所述基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法的步骤。
第六方面，本发明实施例提供了一种地面站设备，包括：第二网络接口、第二存储器和第二处理器；
其中，所述第二网络接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；
所述第二存储器，用于存储能够在第二处理器上运行的计算机程序；
所述第二处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第二方面所述基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法的步骤。
第七方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有基于事件驱动的卫星遥测数据处理程序，所述基于事件驱动的卫星遥测数据处理程序被至少一个处理器执行时实现第一方面或第二方面所述基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法步骤。
本发明实施例提供了一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法、装置及计算机存储介质.；卫星在确定遥测数据包的数据发生变化时触发下传遥测数据包的生成以及传输，因此，能够实时地将遥测数据所反映的卫星状态的变化情况告知地面站的卫星研制人员；另外，由于下传遥测数据包并非包括完整的遥测数据，而主要包括发生变化的数据字段，降低了下传遥测数据包的数据量，从而增加了下传遥测数据包中的有效信息量，并且无需改变现有的卫星遥测系统体制和设备。
附图说明
图1为本发明实施例提供的卫星遥测数据传输系统组成示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种星上计算机的组成示意图；
图5为本发明实施例提供的一种星上计算机的具体硬件结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种地面站设备的组成示意图；
图7为本发明实施例提供的一种地面站设备的具体硬件结构示意图。
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。
参见图1所示的卫星遥测数据传输系统1示例，卫星10通过下行信道30向地面站20发送携带有遥测数据的下行信号，并且通过上行信道40接收由地面站20发送的携带有一个或多个命令的上行信号。需要说明的是，当卫星10运行至地面站20的可见区域中时，图1中的下行信道30以及上行信道40可以是卫星10与地面站20之间的直连信道；而当卫星10运行至地面站20的不可见区域时，图1中的下行信道30以及上行信道40可以由卫星10经由一个或多个中继通信卫星50与地面站20进行数据传输，本发明实施例对此不多做赘述。
目前，针对下行遥测数据，主要包括两类：实时遥测和指令遥测，具体来说，前一类遥测数据为卫星定时下传，通常用于反映星上的重要状态；后一类遥测数据通常通过卫星接收到由地面站上传的指令后进行下传，一般为卫星配置参数等很少变化且无需定时下传的数据。结合一组完整遥测数据的更新时间从若干秒到几十秒不等，以及遥测数据的产生周期为毫秒级或秒级，目前进行遥测下传的方案在面对瞬时出现的异常状态时，无法实时下传以供地面卫星研制人员获知。除此之外，一组完整的遥测数据的数据量较大，仅有很少一部分能够下传到地面，大部分状态只能在星上处理。当前为了减少遥测数据中的冗余数据，通常采用地面站在接收存储阶段判断两个相邻接收的遥测数据包是否相同，若相同则不存储后一接收的遥测数据包，仅存储后一遥测数据包的接收时间。此种方案虽然能够缓解地面站存储大量遥测数据的压力，但并不能解决卫星在下传遥测数据过程中速率低，无法及时下传星上设备状态的问题。
基于上述缺陷或问题，针对图1所示的卫星遥测数据传输系统1，本发明实施例期望能够提供一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法，该方法可以应用于图1所示系统1中的卫星10，参见图2，该方法可以包括：
S201：基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生；
S202：相应于所述设定事件发生，根据所述第一遥测数据包与所述目标遥测数据包相应的发生变化的数据字段生成下传遥测数据包；
S203：将所述下传遥测数据包通过下行信道传输至地面站。
需要说明的是，图2所示的技术方案在具体实施过程中可以通过星上计算机进行实现，虽然上述方案针对从某个星上分系统采集的遥测数据包进行处理，但是本领域技术人员可以将本发明实施例的技术方案应用于针对所有星上分系统采集的遥测数据包，以及由所有遥测数据包组成的遥测数据组，本发明实施例对此不做赘述。
通过图2所示的技术方案，卫星在确定遥测数据包的数据发生变化时触发下传遥测数据包的生成以及传输，因此，能够实时地将遥测数据所反映的卫星状态的变化情况告知地面站的卫星研制人员；另外，由于下传遥测数据包并非包括完整的遥测数据，而主要包括了发生变化的数据字段，能够降低下传遥测数据包的数据量，从而增加了下传遥测数据包中的有效信息量，并且无需改变现有的卫星遥测系统体制和设备。
对于图2所示的技术方案，为了能够实时地将遥测数据进行下传，在一种可能的实现方式中，所述目标遥测数据包为前一采集时刻所采集的第二遥测数据包；相应地，所述基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与所述目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生，包括：
将所述当前采集时刻从设定的卫星分系统采集的第一遥测数据包中的各数据字段分别对应设置标志位；
对于所述第一遥测数据包中的每个数据字段：
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段相比发生变化，则将所述数据字段对应的标志位设置为第一标志值，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段相比没有发生变化，则将所述数据字段对应的标志位设置为第二标志值，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中有至少一个标志位中的标志值为第一标志值，则确定所述设定事件发生；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中的标志值均为第二标志值，则确定所述设定事件没有发生。
对于上述实现方式，在具体实施过程中，首先，已设定的卫星分系统S为例，由S采集的遥测数据包可以包括n个数据字段，依次是A1，A2，……，An，每个数据字段的数据长度可以根据需要设置。星上计算机在当前采集时刻从卫星分系统S采集的第一遥测数据包为Pt，其所包括的数据字段依次为A1t，A2t，……，Ant，可以理解地，第一遥测数据包Pt为星上计算机所采集到的原始遥测数据包，其中的遥测数据是完整的。对应于Pt的数据字段A1t，A2t，……，Ant，分别对应设置标志位X1，X2，……，Xn，每个标志位长度为1比特，用于表示前后两采集时刻所采集的数据包中对应的字段数据是否一致。接着，星上计算机将Pt中包括的数据字段A1t，A2t，……，Ant与前一采集时刻从卫星分系统S采集的第二遥测数据包Pt-1中包括的对应的数据字段A1(t-1)，A2(t-1)，……，An(t-1)进行比较，若Pt中的数据字段Ait与Pt-1中对应的数据字段Ai(t-1)的字段数据值相同则设置对应标志位Xi的标志值为0，否则设置Xi的标志值为1，需要说明的是，i表示数据字段的序号且1≤i≤n；并且当至少一个标志位的标志值为1，则说明上述两个遥测数据包中的数据出现变化，进而能够确定所述设定事件发生；否则，若所有标志位的标志值均为0，则说明上述两个遥测数据包中的所有数据均没有发生变化，进而能够确定所述设定事件没有发生。
需要说明的是，在实现方式中，所述设定事件的发生与否可以通过遥测数据是否发生变化进行表述；也就是说，若遥测数据发生了变化，则所述设定事件发生；若遥测数据没有发生变化，则所述设定事件没有发生。可以理解地，本领域技术人员还可以根据实际情况来对设定事件所表示的含义进行定义，并应用本发明实施例所描述的技术方案，在此不多做赘述。
基于上述实现方式，相应于所述设定事件发生，优选地，根据所述第一遥测数据包与所述目标遥测数据包相应的发生变化的数据字段生成下传遥测数据包，包括：
将所述第一遥测数据包的所有数据字段对应的标志位组成包头；
将第一遥测数据包内与所述目标遥测数据包相应的数据字段相比发生变化的数据字段按照第一遥测数据包中的数据字段顺序组成有效数据部分；
将所述包头和所述有效数据部分组成所述下传遥测数据包。
对于上述优选示例，需要说明的是，针对于目标遥测数据包的形式不同，和/或设定事件发生这一概念的定义不同，均能够使用该优选示例来生成下传遥测数据包。在实施过程中，仍然以前述实施过程为例，星上计算机可以将第一遥测数据包Pt的所有数据字段对应的标志位X1，X2，……，Xn组成包头，其顺序与所包括的数据字段A1t，A2t，……，Ant相对应；另外，将Pt中所包括的数据字段A1t，A2t，……，Ant与Pt-1中包括的对应的数据字段A1(t-1)，A2(t-1)，……，An(t-1)相比，发生变化的数据字段A(i+1)t，……，A(i+m)t设置为有效数据部分，分别对应为B1，……，Bm；有效数据部分的顺序与其在Pt中的顺序一致。可以理解地，在Pt的所有数据字段对应的标志位X1，X2，……，Xn中，也就是在包头中，关于有效数据部分B1，……，Bm在Pt中对应的发生变化的数据字段A(i+1)t，……，A(i+m)，其对应的标志位的标志值为1，其他标志位的标志值为0。
需要说明的是，对于首次下传的遥测数据包或者对于间隔较长时间段后重新采集的第一个遥测数据包，由于没有前次采集的遥测数据包进行比较基准，无法进行遥测数据包的原始数据解调。因此，对于上述实现方式以及其优选示例，所述方法还可以包括：每间隔设定的时间段通过所述下行信道将当前采集时刻所采集的第一遥测数据包传输至地面站；或者，接收所述地面站发送的预设指令，执行所述预设指令将当前采集时刻所采集的第一遥测数据包传输至地面站。
对于上述优选示例，本发明实施例以一个含有32个数据字段的遥测数据包为例进行详细举例说明，该遥测数据包中包括8比特字段16个，16比特以及32比特字段各8个。由此可知，完整的遥测数据包的数据量为：16×8+8×16+8×32＝512比特。那么通过目前常规的遥测数据下传方案，卫星在下传该遥测数据包时需要传输512比特。当采用本发明实施例所提出的方案之后，当相邻采集时刻所采集的遥测数据包所有字段均发生变化，也就是卫星状态变化最恶劣的情况下，此时卫星需要传输的总数据量为32个1比特的标志位再加上512比特的数据字段，总共为544比特。但是值得指出的是，在卫星遥测数据中，只有很少部分数据字段的值会在短时间内发生剧烈变化，大部分数据字段值在相邻采集时刻的遥测数据包中相同，并且由于在数据字段A1至An中，每个字段的数据长度均可以设置在8至32比特之间，通过本发明实施例的技术方案，可以将若干个长度为8至32比特的数据字段均采用与数据字段数量相同的1比特的标志位代替也就是说，当相邻采集时刻所采集的遥测数据包有部分字段未发生变化时，即使32比特的标志位每次均需要全部下传，但是在全部32个数据字段中只要数据发生变化的8比特字段少于12个，或数据发生变化的16比特字段少于6个，或数据发生变化的32比特字段少于7个，那么采用本发明实施例所提出的技术方案，卫星下传遥测数据包所需要传输的数据量仍旧还是小于完整遥测数据包的数据长度512比特，从而减少下行的遥测数据量。
对于优选示例，本发明实施例再以针对某设备连续采集10次的某一种遥测数据包为例进行举例说明，10次采集到的原始数据包如表1所示：
表1
对于表1所示的遥测数据包，总共59个数据字段，单个遥测数据包的原始数据的数据量为752比特，那么如果将10次采集到的遥测数据包按照原始数据进行下传，那么总数据量为7520比特，但是以第一次采集的遥测数据包为参考，5参见表2，其列出了相邻两次采集到的遥测数据包之间，后一次采集到的遥测数据包相比前一次采集到的遥测数据包有变化的部分：
表2
通过表2可以得知，对于遥测数据包共59个数据字段，本发明实施例可以采用64位标志位来表示字段是否变化，实际使用59位，剩余5位用0填充。根据表2，采用本发明实施例所提出的技术方案，10个遥测数据包在发送时的数据量大小参见表3所示：
| 采集序号 | 数据量(比特) |
| 1 | 64+752＝816 |
| 2 | 64+80＝144 |
| 3 | 64+96＝160 |
| 4 | 64+48＝112 |
| 5 | 64+80＝144 |
| 6 | 64+80＝144 |
| 7 | 64+96＝160 |
| 8 | 64+96＝160 |
| 9 | 64+80＝144 |
| 10 | 64+64＝128 |
表3
通过对表3所示的10个下传的遥测数据包的总数据量进行计算，可以得到为2112比特，相比按照原始数据进行遥测数据包下传所需的7520比特，数据量减小71.91％。
对于图2所示的技术方案来说，对于某些遥测数据字段，特别是模拟量的数据字段，例如蓄电池电压，测控AGC值等数据，由于每次采集数值时不可避免地会有误差，因此即便相邻两次采集的遥测数据包中某些对应数据字段通常也会变化，但是对于实际工程来说，这些变化并不会导致卫星状态发生明显改变，因此对于这些数据字段可以通过设置变化阈值方式来确认设定事件是否发生，也就是说若某一数据字段的数值变化小于设定的阈值，那么就认为该数据字段的数值未发生变化，也就无需下传该数据字段，从而进一步减少下传数据量。基于此，对于图2所示的技术方案，在另一种可能的实现方式中，所述目标遥测数据包为前一采集时刻所采集的第二遥测数据包；相应地，所述基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与所述目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生，包括：
将所述当前采集时刻从设定的卫星分系统采集的第一遥测数据包中的各数据字段分别对应设置标志位；
对于所述第一遥测数据包中的每个数据字段：
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段之间的差值大于或等于设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第一标志值，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段之间的差值小于所述设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第二标志值，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中有至少一个标志位中的标志值为第一标志值，则确定所述设定事件发生；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中的标志值均为第二标志值，则确定所述设定事件没有发生。
对于上述实现方式，在实施过程中，仍然以卫星分系统S为例，由S采集的遥测数据包可以包括n个数据字段，依次是A1，A2，……，An，每个数据字段的数据长度可以根据需要设置。星上计算机在当前采集时刻从卫星分系统S采集的第一遥测数据包为Pt，其所包括的数据字段依次为A1t，A2t，……，Ant，对应于Pt的数据字段A1t，A2t，……，Ant，分别对应设置标志位X1，X2，……，Xn，每个标志位长度为1比特。接着，星上计算机将Pt中包括的数据字段A1t，A2t，……，Ant与前一采集时刻从卫星分系统S采集的第二遥测数据包Pt-1中包括的对应的数据字段A1(t-1)，A2(t-1)，……，An(t-1)进行比较，若Pt中的数据字段Ait与Pt-1中对应的数据字段Ai(t-1)的字段数据值之间的差值小于设定的阈值TH，则设置对应标志位Xi的标志值为0，否则设置Xi的标志值为1，需要说明的是，i表示数据字段的序号且1≤i≤n；并且当至少一个标志位的标志值为1，则说明上述两个遥测数据包中的数据出现变化，进而能够确定所述设定事件发生；否则，若所有标志位的标志值均为0，则说明上述两个遥测数据包中的所有数据均没有发生变化，进而能够确定所述设定事件没有发生。
对于上述实现方式，在某些遥测数据字段中，可能存在缓慢变化的情况，那么就会出现在对相邻采集时刻所采集到的遥测数据包进行比较时始终认为此数据字段未变化，导致此数据字段始终未被下传，但随着时间变化，此数据字段代表的实际工程含义可能发生改变。这种情况下，可以将首次下传的完整遥测数据包作为目标遥测数据包，随后的采集到的遥测数据包中的字段始终与首次下传的完整遥测数据包进行比较，差值大于设定阈值则认为此数据字段的数据值改变，下传此数据字段的数据值，并将参考值更新为当前采集到的数据值，重复组包过程。基于此，在又一种可能的实现方式中，所述目标遥测数据包为首次下传的完整遥测数据包；相应地，所述基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与所述目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生，包括：
将所述当前采集时刻从设定的卫星分系统采集的第一遥测数据包中的各数据字段分别对应设置标志位；
对于所述第一遥测数据包中的每个数据字段：
当所述数据字段与所述完整遥测数据包中的对应数据字段之间的差值大于或等于设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第一标志值，并将所述数据字段更新至所述完整遥测数据包中的对应数据字段，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当所述数据字段与所述完整遥测数据包中的对应数据字段之间的差值小于所述设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第二标志值，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中有至少一个标志位中的标志值为第一标志值，则确定所述设定事件发生；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中的标志值均为第二标志值，则确定所述设定事件没有发生。
对于该实现方式，仍然以表1所示的原始数据包为例，设定阈值，那么除第一次采集到的遥测数据包以外，后续9次采集到的遥测数据包与第一次采集到的遥测数据包相比，有变化的部分如表4所示：
表4
对于字段59，因在后续的第7次采集的遥测数据包中此字段发生变化，在下传此字段后，将第一次采集到的遥测数据包中字段59的数据值更新为后续的第7次采集的遥测数据包中字段59的值，因此后续的第8以及第9次采集的遥测数据包中此字段不被下传。根据以上结果计算10个遥测数据包在发送时的数据量大小如表5所示：
| 采集序号 | 数据量(比特) |
| 1 | 64+752＝816 |
| 2 | 64+0＝64 |
| 3 | 64+0＝64 |
| 4 | 64+0＝64 |
| 5 | 64+16＝80 |
| 6 | 64+0＝64 |
| 7 | 64+16＝80 |
| 8 | 64+32＝96 |
| 9 | 64+0＝64 |
| 10 | 64+0＝64 |
表5
此外，对于该实现方式，需要说明的是，为适应在轨的不同情况，可以将进行变化判断的设定阈值设置为可在轨修改参数，那么在卫星工况发生变化时，就可以根据地面指令修改该设定阈值，从而根据地面卫星研制人员的需要修改数据下传速率。
通过前述图2所示的技术方案及其实现方式和优选示例，本发明实施例提供的基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法，卫星在确定遥测数据包的数据发生变化时触发下传遥测数据包的生成以及传输，因此，能够实时地将遥测数据所反映的卫星状态的变化情况告知地面站的卫星研制人员；另外，由于下传遥测数据包并非包括完整的遥测数据，而主要包括了发生变化的数据字段，能够降低下传遥测数据包的数据量，从而增加了下传遥测数据包中的有效信息量，并且无需改变现有的卫星遥测系统体制和设备。
相应于前述图2所示的技术方案及其实现方式和优选示例，本发明实施例还提供了一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法，该方法可以应用于图1所示系统1中的地面站20，参见图3，所述方法包括：
S301：接收由卫星通过下行信道传输的下传遥测数据包；
S302：遍历所述下传遥测数据包中的各标志位：
S303：当被遍历的标志位中的标志值为第一标志值，则将所述下传遥测数据包中与被遍历的标志位对应的数据字段填充至已存的遥测数据包中对应的数据字段；
S304：当被遍历的标志位中的标志值为第二标志值，则保留已存的遥测数据包中对应的数据字段；
S305：当标志位遍历完成后，根据填充后的已存的遥测数据包获得卫星采集的原始遥测数据包。
通过图3所示的技术方案，在地面站接收到的下传遥测数据包，由于下传遥测数据包中主要包括标志位为第一标志值所对应的数据字段，并且地面站通过下传遥测数据包和已存的遥测数据包来还原卫星采集的原始遥测数据包，虽然增加了地面站的处理压力，但是对于卫星来说，降低下传遥测数据包的数据量，增加了下传遥测数据包中的有效信息量，并且无需改变现有的卫星遥测系统体制和设备，从而能够实时地将遥测数据所反映的卫星状态的变化情况告知地面站的卫星研制人员。
参见图4，其示出了一种能够支持前述实施例各方面的设置于卫星的星上计算机40，该星上计算机40通过和卫星上的其他卫星分系统进行通信连接以获取各卫星分系统采集到的遥测数据，具体来说，该星上计算机40可以包括：采集部分401、比较部分402、生成部分403和传输部分404；其中，
所述采集部分401，配置为在当前采集时刻采集第一遥测数据包；
所述比较部分402，配置为基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生，并相应于所述设定事件发生，触发所述生成部分403；
所述生成部分403，配置为根据所述第一遥测数据包与所述目标遥测数据包相应的发生变化的数据字段生成下传遥测数据包；
所述传输部分404，配置为将所述下传遥测数据包通过下行信道传输至地面站。
在一些示例中，所述目标遥测数据包为前一采集时刻所采集的第二遥测数据包；所述比较部分402，配置为：
将所述当前采集时刻从设定的卫星分系统采集的第一遥测数据包中的各数据字段分别对应设置标志位；
对于所述第一遥测数据包中的每个数据字段：
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段相比发生变化，则将所述数据字段对应的标志位设置为第一标志值，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段相比没有发生变化，则将所述数据字段对应的标志位设置为第二标志值，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中有至少一个标志位中的标志值为第一标志值，则确定所述设定事件发生；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中的标志值均为第二标志值，则确定所述设定事件没有发生。
在一些示例中，所述目标遥测数据包为前一采集时刻所采集的第二遥测数据包；所述比较部分402，配置为：
将所述当前采集时刻从设定的卫星分系统采集的第一遥测数据包中的各数据字段分别对应设置标志位；
对于所述第一遥测数据包中的每个数据字段：
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段之间的差值大于或等于设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第一标志值，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段之间的差值小于所述设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第二标志值，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中有至少一个标志位中的标志值为第一标志值，则确定所述设定事件发生；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中的标志值均为第二标志值，则确定所述设定事件没有发生。
在一些示例中，所述目标遥测数据包为首次下传的完整遥测数据包；所属比较部分402，配置为：
将所述当前采集时刻从设定的卫星分系统采集的第一遥测数据包中的各数据字段分别对应设置标志位；
对于所述第一遥测数据包中的每个数据字段：
当所述数据字段与所述完整遥测数据包中的对应数据字段之间的差值大于或等于设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第一标志值，并将所述数据字段更新至所述完整遥测数据包中的对应数据字段，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当所述数据字段与所述完整遥测数据包中的对应数据字段之间的差值小于所述设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第二标志值，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中有至少一个标志位中的标志值为第一标志值，则确定所述设定事件发生；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中的标志值均为第二标志值，则确定所述设定事件没有发生。
基于上述示例，所述生成部分403，配置为：
将所述第一遥测数据包的所有数据字段对应的标志位组成包头；
将第一遥测数据包内与所述目标遥测数据包相应的数据字段相比发生变化的数据字段按照第一遥测数据包中的数据字段顺序组成有效数据部分；
将所述包头和所述有效数据部分组成所述下传遥测数据包。
在一些示例中，所述传输部分404，还被配置为：
每间隔设定的时间段通过所述下行信道将当前采集时刻所采集的第一遥测数据包传输至地面站；
或者，执行接收到的由所述地面站发送的预设指令，将当前采集时刻所采集的第一遥测数据包传输至地面站。
可以理解地，在本实施例中，“部分”可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等，当然也可以是单元，还可以是模块也可以是非模块化的。
另外，在本实施例中的各组成部分可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
因此，本实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有基于事件驱动的卫星遥测数据处理程序，所述基于事件驱动的卫星遥测数据处理程序被至少一个处理器执行时实现前述图2所示的技术方案及其实现方式和优选示例所述的基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法步骤。
基于上述星上计算机40以及计算机存储介质，参见图5，其示出了能够支持前述实施例各方面的星上计算机40的具体硬件结构，可以包括：第一网络接口501、第一存储器502和第一处理器503；各个组件通过总线系统504耦合在一起。可理解，总线系统504用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统504除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图5中将各种总线都标为总线系统504。其中，第一网络接口501，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；
第一存储器502，用于存储能够在第一处理器503上运行的计算机程序；
第一处理器503，用于在运行所述计算机程序时，执行：
基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生；
相应于所述设定事件发生，根据所述第一遥测数据包与所述目标遥测数据包相应的发生变化的数据字段生成下传遥测数据包；
将所述下传遥测数据包通过下行信道传输至地面站。
可以理解，本发明实施例中的第一存储器502可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本文描述的系统和方法的第一存储器502旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
而第一处理器503可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过第一处理器503中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的第一处理器503可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于第一存储器502，第一处理器503读取第一存储器502中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
具体来说，星上计算机40中的第一处理器503还配置为运行所述计算机程序时，执行前述图2所示的技术方案及其实现方式和优选示例中所述的方法步骤，这里不再进行赘述。
参见图6，其示出了一种能够支持前述实施例各方面的地面站设备60，可以包括：接收部分601、遍历部分602、填充部分603、保留部分604和获得部分605；其中，
所述接收部分601，配置为接收由卫星通过下行信道传输的下传遥测数据包；
所述遍历部分602，配置为遍历所述下传遥测数据包中的各标志位：
以及，当被遍历的标志位中的标志值为第一标志值，则触发所述填充部分603；
以及，当被遍历的标志位中的标志值为第二标志值，则触发所述保留部分604；
所述填充部分603，配置为将所述下传遥测数据包中与被遍历的标志位对应的数据字段填充至已存的遥测数据包中对应的数据字段；
所述保留部分604，配置为保留已存的遥测数据包中对应的数据字段；
所述获得部分605，配置为当所述遍历部分602完成标志位遍历后，根据填充后的已存的遥测数据包获得卫星采集的原始遥测数据包。
另外，本实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有基于事件驱动的卫星遥测数据处理程序，所述基于事件驱动的卫星遥测数据处理程序被至少一个处理器执行时实现前述图3所示的技术方案及其实现方式和优选示例所述的基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法步骤。针对计算机存储介质的具体阐述，参见前述实施中的说明，在此不再赘述。
基于上述地面站设备60以及计算机存储介质，参见图7，其示出了能够支持前述实施例各方面的地面站设备60的具体硬件结构，可以包括：第二网络接口701、第二存储器702和第二处理器703；各个组件通过总线系统704耦合在一起。可理解，总线系统704用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统704除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图7中将各种总线都标为总线系统704。其中，
其中，所述第二网络接口701，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；
第二存储器702，用于存储能够在第二处理器703上运行的计算机程序；
第二处理器703，用于在运行所述计算机程序时，执行：
接收由卫星通过下行信道传输的下传遥测数据包；
遍历所述下传遥测数据包中的各标志位：
当被遍历的标志位中的标志值为第一标志值，则将所述下传遥测数据包中与被遍历的标志位对应的数据字段填充至已存的遥测数据包中对应的数据字段；
当被遍历的标志位中的标志值为第二标志值，则保留已存的遥测数据包中对应的数据字段；
当标志位遍历完成后，根据填充后的已存的遥测数据包获得卫星采集的原始遥测数据包。
可以理解地，本实施例中地面站设备60的具体硬件结构中的组成部分，与前述实施例中的相应部分类似，在此不做赘述。
具体来说，地面站设备60中的第二处理器703，还配置为运行所述计算机程序时，执行前述图3所示的技术方案及其实现方式和优选示例中所述的方法步骤，这里不再进行赘述。
需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生；其中，所述目标遥测数据包为前一采集时刻所采集的第二遥测数据包；相应地，所述基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与所述目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生，包括：
将所述当前采集时刻从设定的卫星分系统采集的第一遥测数据包中的各数据字段分别对应设置标志位；
对于所述第一遥测数据包中的每个数据字段：
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段相比发生变化，则将所述数据字段对应的标志位设置为第一标志值，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段相比没有发生变化，则将所述数据字段对应的标志位设置为第二标志值，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中有至少一个标志位中的标志值为第一标志值，则确定所述设定事件发生；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中的标志值均为第二标志值，则确定所述设定事件没有发生；
相应于所述设定事件发生，根据所述第一遥测数据包与所述目标遥测数据包相应的发生变化的数据字段生成下传遥测数据包；
将所述下传遥测数据包通过下行信道传输至地面站。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标遥测数据包为前一采集时刻所采集的第二遥测数据包；相应地，所述基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与所述目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生，包括：
将所述当前采集时刻从设定的卫星分系统采集的第一遥测数据包中的各数据字段分别对应设置标志位；
对于所述第一遥测数据包中的每个数据字段：
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段之间的差值大于或等于设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第一标志值，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段之间的差值小于所述设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第二标志值，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中有至少一个标志位中的标志值为第一标志值，则确定所述设定事件发生；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中的标志值均为第二标志值，则确定所述设定事件没有发生。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标遥测数据包为首次下传的完整遥测数据包；相应地，所述基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与所述目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生，包括：
将所述当前采集时刻从设定的卫星分系统采集的第一遥测数据包中的各数据字段分别对应设置标志位；
对于所述第一遥测数据包中的每个数据字段：
当所述数据字段与所述完整遥测数据包中的对应数据字段之间的差值大于或等于设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第一标志值，并将所述数据字段更新至所述完整遥测数据包中的对应数据字段，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当所述数据字段与所述完整遥测数据包中的对应数据字段之间的差值小于所述设定阈值，则将所述数据字段对应的标志位设置为第二标志值，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中有至少一个标志位中的标志值为第一标志值，则确定所述设定事件发生；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中的标志值均为第二标志值，则确定所述设定事件没有发生。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，相应于所述设定事件发生，所述根据所述第一遥测数据包与所述目标遥测数据包相应的发生变化的数据字段生成下传遥测数据包，包括：
将所述第一遥测数据包的所有数据字段对应的标志位组成包头；
将第一遥测数据包内与所述目标遥测数据包相应的数据字段相比发生变化的数据字段按照第一遥测数据包中的数据字段顺序组成有效数据部分；
将所述包头和所述有效数据部分组成所述下传遥测数据包。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
每间隔设定的时间段通过所述下行信道将当前采集时刻所采集的第一遥测数据包传输至地面站；
或者，接收所述地面站发送的预设指令，执行所述预设指令将当前采集时刻所采集的第一遥测数据包传输至地面站。
6.一种基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
接收由卫星通过下行信道传输的下传遥测数据包；
遍历所述下传遥测数据包中的各标志位：
当被遍历的标志位中的标志值为第一标志值，则将所述下传遥测数据包中与被遍历的标志位对应的数据字段填充至已存的遥测数据包中对应的数据字段，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当被遍历的标志位中的标志值为第二标志值，则保留已存的遥测数据包中对应的数据字段，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当标志位遍历完成后，获得原始遥测数据包。
7.一种设置于卫星的星上计算机，其特征在于，所述星上计算机包括：采集部分、比较部分、生成部分和传输部分；其中，
所述采集部分，配置为在当前采集时刻采集第一遥测数据包；
所述比较部分，配置为基于当前采集时刻所采集的第一遥测数据包中各数据字段与目标遥测数据包中对应的数据字段进行比较，以确定设定事件是否发生，并相应于所述设定事件发生，触发所述生成部分；其中，所述目标遥测数据包为前一采集时刻所采集的第二遥测数据包；所述比较部分，经配置为：
将所述当前采集时刻从设定的卫星分系统采集的第一遥测数据包中的各数据字段分别对应设置标志位；
对于所述第一遥测数据包中的每个数据字段：
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段相比发生变化，则将所述数据字段对应的标志位设置为第一标志值，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
当所述数据字段与所述第二遥测数据包中的对应数据字段相比没有发生变化，则将所述数据字段对应的标志位设置为第二标志值，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中有至少一个标志位中的标志值为第一标志值，则确定所述设定事件发生；
当所述第一遥测数据包的所有标志位中的标志值均为第二标志值，则确定所述设定事件没有发生；
所述生成部分，配置为根据所述第一遥测数据包与所述目标遥测数据包相应的发生变化的数据字段生成下传遥测数据包；
所述传输部分，配置为将所述下传遥测数据包通过下行信道传输至地面站。
8.一种地面站设备，其特征在于，所述地面站设备包括：接收部分、遍历部分、填充部分、保留部分和获得部分；其中，
所述接收部分，配置为接收由卫星通过下行信道传输的下传遥测数据包；
所述遍历部分，配置为遍历所述下传遥测数据包中的各标志位：
以及，当被遍历的标志位中的标志值为第一标志值，则触发所述填充部分，其中，所述第一标志值用于指示所述数据字段发生变化；
以及，当被遍历的标志位中的标志值为第二标志值，则触发所述保留部分，其中，所述第二标志值用于指示所述数据字段没有发生变化；
所述填充部分，配置为将所述下传遥测数据包中与被遍历的标志位对应的数据字段填充至已存的遥测数据包中对应的数据字段；
所述保留部分，配置为保留已存的遥测数据包中对应的数据字段；
所述获得部分，配置为当所述遍历部分完成标志位遍历后，根据填充后的已存的遥测数据包获得卫星采集的原始遥测数据包。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有基于事件驱动的卫星遥测数据处理程序，所述基于事件驱动的卫星遥测数据处理程序被至少一个处理器执行时实现权利要求1至5中任一项或者权利要求6所述基于事件驱动的卫星遥测数据处理方法步骤。
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