CN112383341B - 载荷数据下传规划方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种载荷数据下传规划方法和装置，涉及卫星测控技术领域，所述方法包括：对待下传的各个载荷数据按照优先级进行排序；对于各个载荷数据，根据所述排序以及贪心算法为每个载荷数据规划下传任务；按照所述各个载荷数据所对应的下传任务下传所述各个载荷数据。解决了现有技术中数据传输可靠性较差的问题，达到了可以保证数据可靠传输的效果。

Description

载荷数据下传规划方法和装置
技术领域
本发明涉及载荷数据下传规划方法和装置，属于卫星测控技术领域。
背景技术
当卫星经过地面接收站时，卫星上各个载荷数据采集足够多时，启动载荷数据回放下传，地面站接收到遥测数据后，经由地面网络传递给运控中心；否则，即使卫星经过某地面站，由于数据不足够，也不用下传，只进行正常的遥测传递；当卫星出站的话，必须保证数据下传停止，否则会产生数据丢失。由于地面测控网提供的测控资源有限，卫星实时连续采集多类载荷数据，并采用覆盖的策略进行存储管理，因此地面必须及时的进行任务规划，保证数据可靠传输。
发明内容
本发明的目的在于提供一种载荷数据下传规划方法和装置，用于解决现有技术中存在的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据第一方面，本发明实施例提供了一种载荷数据下传规划方法，
对待下传的各个载荷数据按照优先级进行排序；
对于各个载荷数据，根据所述排序以及贪心算法为每个载荷数据规划下传任务；
按照所述各个载荷数据所对应的下传任务下传所述各个载荷数据。
可选的，所述根据所述排序以及贪心算法为每个载荷数据规划下传任务，包括：
按照所述排序，根据数据采集的复位点、数据采集速度以及数据下传速度确定可用的下传弧段；
确定在所述下传弧段下传所述载荷数据。
可选的，所述根据数据采集的复位点、数据采集速度以及数据下传速度确定可用的下传弧段，包括：
若所述载荷数据为数据采集速度达到第一阈值且数据下传速度低于第二阈值的第一类型载荷数据，则在可用测控资源中确定测控弧段m；所述可用测控资源包括当前时刻之后已经编制注入到卫星的数传计划用到的测控资源，以及，未来一周可用的测控资源；
在第m+1到第n个测控弧段中除去预设测控资源外的测控弧段中下传所述第一类型载荷数据；所述预设测控资源为距离所述第一类型载荷数据上一次存储复位时间预设时间段内的测控资源。
可选的，第m个测控弧段为：
Σm＝Σ(Tie-Tis)*4,i＝1Km；
其中，Tis为第i个可用测控资源的跟踪开始时间，Tie为第i个可用测控资源的跟踪结束时间。
可选的，所述方法还包括：
若Σm＞L*341，则在所述第m个测控弧段结束之前增加所述第一类型载荷数据存储复位指令并进行复位，记录所述测控弧段的结束时间为所述第一类型载荷数据的复位时间；
其中，L为所述第一类型载荷数据的扇区数。
可选的，所述所述根据数据采集的复位点、数据采集速度以及数据下传速度确定可用的下传弧段，包括：
若所述载荷数据为数据采集速度未达到第一阈值且数据下传速度达到第二阈值的第二类型载荷数据，则对于每个可用测控弧段，依次获取在所述测控弧段中下传数据时在到所述测控弧段开始时星务上存储的遥测包位置；
根据获取到的所述遥测包位置的大小确定可用的下传弧段。
可选的，所述依次获取在所述测控弧段中下传数据时在到所述测控弧段开始时星务上存储的遥测包位置，包括：
获取所述测控弧段下传的遥测包总数目；
根据获取到的所述遥测包总数目以及所述第二类型载荷数据最近一次复位的复位时间确定所述星务上存储的遥测包位置。
可选的，所述根据获取到的所述遥测包位置的大小确定可用的下传弧段，包括：
若所述遥测包位置小于第三阈值，则获取所述测控弧段中下传所述第二类型载荷数据后剩余的数据量；
若剩余的所述数据量大于第四阈值，则在所述测控弧段中下传所述第二类型载荷数据。
可选的，所述根据获取到的所述遥测包位置的大小确定可用的下传弧段，包括：
若所述遥测包位置大于第三阈值，在所述测控弧段中下传所述第二类型载荷数据，并设置复位指令清空存储空间，记录所述测控弧段的结束时间为所述第二类型载荷数据的复位时间。
第二方面，提供了一种载荷数据下传规划装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少两条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少两条程序指令以实现第一方面所述的方法。
通过对待下传的各个载荷数据按照优先级进行排序；对于各个载荷数据，根据所述排序以及贪心算法为每个载荷数据规划下传任务；按照所述各个载荷数据所对应的下传任务下传所述各个载荷数据。也即对于各个载荷数据，根据载荷数据的重要程序依次通过贪心算法得到对应的下传任务，保证了各个载荷数据在有限资源情况下可靠传输的效能，解决了现有技术中数据传输可靠性较差的问题，达到了可以保证数据可靠传输的效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的载荷数据下传规划方法的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的载荷数据下传规划方法的方法流程图，如图1所示，所述方法包括：
步骤101，对待下传的各个载荷数据按照优先级进行排序；
其中各个载荷数据的优先级可以为载荷数据的用户按照载荷数据的重要程序设置的优先级，本实施例对此并不做限定。
步骤102，对于各个载荷数据，根据所述排序以及贪心算法为每个载荷数据规划下传任务；
按照步骤101中的排序，根据贪心算法对每个载荷数据进行下传任务规划，得到各个载荷数据的下传任务。也即对于各个载荷数据，根据载荷数据的重要程序依次通过贪心算法得到对应的下传任务，保证了各个载荷数据在有限资源情况下可靠传输的效能。
可选的，本步骤可以包括：
第一，按照所述排序，根据数据采集的复位点、数据采集速度以及数据下传速度确定可用的下传弧段；
在卫星通信中，某些载荷数据生产速度快并且下传速度较慢需要占用星务上的大量存储空间需要大量的测控资源用于下传，而某些载荷数据生产速度较慢且下传速度较快仅需较少的测控资源即可将该载荷数据下传到地面，而对于上述两种类型的载荷数据，确定对应的下传弧段的确定方式有所不同，因此，下述将分别对每种类型的载荷数据的确定方式进行详细介绍。
第二，确定在所述下传弧段下传所述载荷数据。
步骤103，按照所述各个载荷数据所对应的下传任务下传所述各个载荷数据。
在确定各个载荷数据所对应的下传任务之后，将确定的下传任务注入至卫星，卫星按照接收到的下传任务来下传各个载荷数据。
综上所述，通过对待下传的各个载荷数据按照优先级进行排序；对于各个载荷数据，根据所述排序以及贪心算法为每个载荷数据规划下传任务；按照所述各个载荷数据所对应的下传任务下传所述各个载荷数据。也即对于各个载荷数据，根据载荷数据的重要程序依次通过贪心算法得到对应的下传任务，保证了各个载荷数据在有限资源情况下可靠传输的效能，解决了现有技术中数据传输可靠性较差的问题，达到了可以保证数据可靠传输的效果。
结合步骤102的论述，以下分别对两种类型的载荷数据的下传弧段确定方式进行说明。
在第一种可能的实现方式中，若载荷数据为数据采集速度达到第一阈值且数据下传速度低于第二阈值的第一类型载荷数据(以下简单描述为载荷数据A)，则根据数据采集的复位点、数据采集速度以及数据下传速度确定可用的下传弧段，包括：
(1)、在可用测控资源中确定测控弧段m；所述可用测控资源包括当前时刻之后已经编制注入到卫星的数传计划用到的测控资源，以及，未来一周可用的测控资源；
Σm＝∑(Tie-Tis)*4,i＝1Km；
其中，Tis为第i个可用测控资源的跟踪开始时间，Tie为第i个可用测控资源的跟踪结束时间。
如果∑m＞L*341,那么在该测控弧段结束之前增加一条临时的载荷数据A存储置位指令，复位载荷数据A存储区的w和r指针，并记录Trst为该测控弧段结束时间，以备下次编制计划使用。其中，L为所述第一类型载荷数据的扇区数。
(2)、在第m+1到第n个测控弧段中除去预设测控资源外的测控弧段中下传所述第一类型载荷数据；所述预设测控资源为距离所述第一类型载荷数据上一次存储复位时间预设时间段内的测控资源。
上一次存储复位时间为Trst，预设时间段可以为一天。也即在可用测控资源中第m+1个测控弧段至第n个测控弧段中排除距离Trst一天之内的测控弧段之外全部用于下传载荷数据A。
通过上述确定方法确定的下传弧段，可以最大限度的下传载荷数据A，并且能保证下传的遥测数据是一段连续时间内的载荷数据A，满足用户的需求。
而在第二种可能的实现方式中，若所述载荷数据为数据采集速度未达到第一阈值且数据下传速度达到第二阈值的第二类型载荷数据，(以下简单描述为载荷数据B)，则根据数据采集的复位点、数据采集速度以及数据下传速度确定可用的下传弧段，包括：
第一，则对于每个可用测控弧段，依次获取在所述测控弧段中下传数据时在到所述测控弧段开始时星务上存储的遥测包位置；
(1)、获取所述测控弧段下传的遥测包总数目；
遥测包总数目为：Di＝(Tie-Tis)*13，Tis为第i个测控弧段的跟踪开始时间，Tie为第i个测控弧段的跟踪结束时间。
(2)、根据获取到的所述遥测包总数目以及所述第二类型载荷数据最近一次复位的复位时间确定所述星务上存储的遥测包位置。
假设在该测控弧段中下传载荷数据B，则下传后最新的回放的位置为r1＝r+Di，到该测控弧段开始时，星务上存储的遥测包位置为：w1＝(Tie-Trst)/32。
其中，r为最近一次规划最后回放的位置，Trst为上一次载荷数据B存储复位时间。
第二，根据获取到的所述遥测包位置的大小确定可用的下传弧段。
若w1小于第三阈值，则本步骤包括：
(1)、则获取所述测控弧段中下传所述第二类型载荷数据后剩余的数据量；
假设在该测控弧段中下传该载荷数据B，则在下传载荷数据B后星务上剩余的数据量为L1＝w1-r1。
(2)、若剩余的所述数据量大于第四阈值，则在所述测控弧段中下传所述第二类型载荷数据。
为了保证星务上有足够的数据来下传，并且由于下传速度会存在误差，因此设置第四阈值，在剩余的数据量大于第四阈值时，在测控弧段中下传载荷数据B。其中，第四阈值为预先设定的数值，或者系统默认的数值，并且通常情况下，第四阈值大于扇区的大小。假设第四阈值为预先设定的1500，则在L1>1500，在该测控弧段中下传载荷数据。
若w1大于第三阈值，则本步骤包括：在所述测控弧段中下传所述第二类型载荷数据，并设置复位指令清空存储空间，记录所述测控弧段的结束时间为所述第二类型载荷数据的复位时间。
在w1大于第三阈值时，为保证星务中有足够的存储空间继续存储采集的数据，在测控弧段中下传载荷数据B之后，设置复位指令进而清空存储空间。实际实现时，r1-w1>1023,1023是一个扇区的余量。并且在复位之后，该测控弧段的结束时间设置为最新的复位时间，也即Trst＝Tie，r＝0。
需要说明的是，在一个测控弧段执行上述操作之后，即可对于下一个测控弧段执行上述步骤，本实施例在此不再赘述。
在本申请的一种可能的实施例中，假设载荷数据B的优先级高于载荷数据A，在结合载荷数据B下传时所需的测控弧段少的特点，先按照载荷数据B的下传弧段的确定方式确定下传弧段，在可用测控资源中删除下传载荷数据B的下传弧段，并在剩余的测控资源中按照载荷数据A的下传弧段的确定方式继续确定下传弧段，之后，将确定的载荷数据A和载荷数据B的下传弧段注入到卫星，卫星在对应的下传弧段中下传对应的载荷数据。
本实施例还提供了一种载荷数据下传规划装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现上述实施例所述的方法。
本实施例还提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令用于被处理器加载并执行以实现上述实施例所述的方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种载荷数据下传规划方法，其特征在于，所述方法包括：
对待下传的各个载荷数据按照优先级进行排序；
对于各个载荷数据，根据所述排序以及贪心算法为每个载荷数据规划下传任务；
按照所述各个载荷数据所对应的下传任务下传所述各个载荷数据；
所述根据所述排序以及贪心算法为每个载荷数据规划下传任务，包括：
按照所述排序，根据数据采集的复位点、数据采集速度以及数据下传速度确定可用的下传弧段；
确定在所述下传弧段下传所述载荷数据；
所述根据数据采集的复位点、数据采集速度以及数据下传速度确定可用的下传弧段，包括：
若所述载荷数据为数据采集速度达到第一阈值且数据下传速度低于第二阈值的第一类型载荷数据，则在可用测控资源中确定测控弧段m；所述可用测控资源包括当前时刻之后已经编制注入到卫星的数传计划用到的测控资源，以及，未来一周可用的测控资源；
在第m+1到第n个测控弧段中除去预设测控资源外的测控弧段中下传所述第一类型载荷数据；所述预设测控资源为距离所述第一类型载荷数据上一次存储复位时间预设时间段内的测控资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第m个测控弧段为：
∑m＝∑(Tie-Tis)*4,i＝1…m；
其中，Tis为第i个可用测控资源的跟踪开始时间，Tie为第i个可用测控资源的跟踪结束时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若∑m>L*341，则在所述第m个测控弧段结束之前增加所述第一类型载荷数据存储复位指令并进行复位，记录所述测控弧段的结束时间为所述第一类型载荷数据的复位时间；
其中，L为所述第一类型载荷数据的扇区数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据数据采集的复位点、数据采集速度以及数据下传速度确定可用的下传弧段，包括：
若所述载荷数据为数据采集速度未达到第一阈值且数据下传速度达到第二阈值的第二类型载荷数据，则对于每个可用测控弧段，依次获取在所述测控弧段中下传数据时到所述测控弧段开始时星务上存储的遥测包位置；
根据获取到的所述遥测包位置的大小确定可用的下传弧段。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依次获取在所述测控弧段中下传数据时到所述测控弧段开始时星务上存储的遥测包位置，包括：
获取所述测控弧段下传的遥测包总数目；
根据获取到的所述遥测包总数目以及所述第二类型载荷数据最近一次复位的复位时间确定所述星务上存储的遥测包位置。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据获取到的所述遥测包位置的大小确定可用的下传弧段，包括：
若所述遥测包位置小于第三阈值，则获取所述测控弧段中下传所述第二类型载荷数据后剩余的数据量；
若剩余的所述数据量大于第四阈值，则在所述测控弧段中下传所述第二类型载荷数据。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据获取到的所述遥测包位置的大小确定可用的下传弧段，包括：
若所述遥测包位置大于第三阈值，在所述测控弧段中下传所述第二类型载荷数据，并设置复位指令清空存储空间，记录所述测控弧段的结束时间为所述第二类型载荷数据的复位时间。
8.一种载荷数据下传规划装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少两条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少两条程序指令以实现权利要求1至7任一所述的方法。
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