CN112527324B - 一种程序上注自动控制方法 - Google Patents

一种程序上注自动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种程序上注自动控制方法,该方法包括:程序上注任务时间表自动生成;程序上注指令自动发送;程序上注结果自动辨识;程序上注错误指令重新编排发送。通过该方法,在地面系统设计部署程序自动上注系统,分别具备程序上注任务时间表自动生成、程序上注指令自动发送、程序上注结果自动辨识、程序上注错误指令重新编排发送功能,在保证卫星安全、不影响其他载荷任务的前提下,满足了针对程序上注的芯片配置内容高准确性、高时效性、高频次大量指令集中发送的需求,实现了读取上注数据、全指令链编排、发送指令、辨识校上注结果遥测信息、记录上注失败指令、编排失败指令重新上注等方面的全自动化功能。

Description

一种程序上注自动控制方法
技术领域
本发明涉及气象卫星技术领域,具体来说,涉及一种程序上注自动控制方法。
背景技术
在程序上注控制人工操作过程中,地面技术人员能够掌握基本的指令链发送流程及判断上注返回码的遥测信息情况,由于发令指令内容多,指令数量大,长时间上注仅靠人工发令与人工辨识遥测信息在正确性和时效性都无法完全保证,无法在全程序上注期间实现长时间高频次、高时效性、高成功率响应。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题,本发明提出一种程序上注自动控制方法,能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种程序上注自动控制方法,该方法包括:
S1:程序上注任务时间表自动生成;
所述步骤S1包括以下步骤:
S11:编排程序上注全指令链;
S12:读取卫星平台任务时间表,设定规避时段,其中,规避时段为计划内卫星任务时间表指令冲突时段;
S13:自动生成程序上注任务时间表;
S2:程序上注指令自动发送;
所述步骤S2包括以下步骤:
S21:主控台将所有程序上注数据发送至系统中,程序上注数据解析程序自动针对FPGA配置数据包进行自动解析、分包,并写入上注指令内容中;
S22:根据程序上注任务时间表,程序上注指令自动编排程序,将所有上注指令进行全指令链编排;
S23:在接到主控台程序上注开始的指令后,程序自动上注系统开始进行程序上注,发令时自动规避卫星随机指令;
S3:程序上注结果自动辨识;
所述步骤S3包括以下步骤:
S31:对卫星下传遥测信息中所含有的指令校验码进行辨识,自动辨识上注指令是否成功发送并在卫星上执行;
S32:对遥测信息中含有的程序上注数据校验码进行辨识,自动辨识是否闪电成像仪FPGA成功实现数据写入;
S4:程序上注错误指令重新编排发送,其中,所述步骤S4包括:程序上注失败指令自动记录程序记录,发送程序记录至程序上注数据包自动解析程序,重新配置指令内容后再次编排发送。
进一步的,所述步骤S12中,所述规避时段包括定时任务时间段、非定时任务时间段、载荷任务指令执行时段、卫星平台任务时段。
进一步的,所述定时任务时间段包括轨道上注时段、热形变时段;所述非定时任务时间段包括成像仪维护时段、探测仪维护时段、空间监测仪维护时段。
进一步的,所述载荷任务指令执行时段包括成像仪观测任务时段、探测仪观测任务时段。
进一步的,所述卫星平台任务时段包括卫星平台每日维护任务时段。
本发明的有益效果:通过该方法,在地面系统设计部署程序自动上注系统,分别具备程序上注任务时间表自动生成、程序上注指令自动发送、程序上注结果自动辨识、程序上注错误指令重新编排发送功能,在保证卫星安全、不影响其他载荷任务的前提下,满足了针对程序上注的芯片配置内容高准确性、高时效性、高频次大量指令集中发送的需求,实现了读取上注数据、全指令链编排、发送指令、辨识校上注结果遥测信息、记录上注失败指令、编排失败指令重新上注等方面的全自动化功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种程序上注自动控制方法的流程框图;
图2是程序上注任务时间表自动生成示意图;
图3是程序上注指令自动发送示意图;
图4是程序上注结果自动辨识示意图;
图5是程序上注错误指令重新编排发送示意图;
图6是程序自动上注系统部署示意图。
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,显然,所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示,根据本发明实施例所述的一种程序上注自动控制方法,包括:
S1:程序上注任务时间表自动生成;
步骤S1包括以下步骤:
S11:编排程序上注全指令链;
S12:读取卫星平台任务时间表,设定规避时段,其中,规避时段为计划内卫星任务时间表指令冲突时段;
S13:自动生成程序上注任务时间表;
S2:程序上注指令自动发送;
步骤S2包括以下步骤:
S21:主控台将所有程序上注数据发送至系统中,程序上注数据解析程序自动针对FPGA配置数据包进行自动解析、分包,并写入上注指令内容中;
S22:根据程序上注任务时间表,程序上注指令自动编排程序,将所有上注指令进行全指令链编排;
S23:在接到主控台程序上注开始的指令后,程序自动上注系统开始进行程序上注,发令时自动规避卫星随机指令;
S3:程序上注结果自动辨识;
步骤S3包括以下步骤:
S31:对卫星下传遥测信息中所含有的指令校验码进行辨识,自动辨识上注指令是否成功发送并在卫星上执行;
S32:对遥测信息中含有的程序上注数据校验码进行辨识,自动辨识是否闪电成像仪FPGA成功实现数据写入;
S4:程序上注错误指令重新编排发送,其中,所述步骤S4包括:程序上注失败指令自动记录程序记录,发送程序记录至程序上注数据包自动解析程序,重新配置指令内容后再次编排发送。
在本发明的一个具体实施例中,所述步骤S12中,所述规避时段包括定时任务时间段、非定时任务时间段、载荷任务指令执行时段、卫星平台任务时段。
在本发明的一个具体实施例中,所述定时任务时间段包括轨道上注时段、热形变时段;所述非定时任务时间段包括成像仪维护时段、探测仪维护时段、空间监测仪维护时段。
在本发明的一个具体实施例中,所述载荷任务指令执行时段包括成像仪观测任务时段、探测仪观测任务时段。
在本发明的一个具体实施例中,所述卫星平台任务时段包括卫星平台每日维护任务时段。
为了方便理解本发明的上述技术方案,以下对本发明的上述技术方案进行详细说明。
针对FY4A闪电成像仪的程序上注指令进行分析,单独进行一个FPGA芯片程序上注需要通过发送6707条内容不同的指令;同时,为防止误码造成误判,需要辨识每条指令2帧共13414条返回遥测信息判别上注结果。大量指令长时间上注,仅靠人工发令与人工辨识遥测信息在正确性和时效性都无法完全保证。需要在地面系统设计部署程序自动上注系统,分别具备程序上注任务时间表自动生成、程序上注指令自动发送、程序上注结果自动辨识、程序上注错误指令重新编排发送功能,在保证卫星安全、不影响其他载荷任务的前提下,满足针对程序上注的芯片配置内容高准确性、高时效性、高频次大量指令集中发送的需求,实现读取上注数据、全指令链编排、发送指令、辨识校上注结果遥测信息、记录上注失败指令、编排失败指令重新上注等方面的全自动化功能。
根据本发明所述的一种程序上注自动控制方法的流程原理包括:
流程一:程序上注任务时间表自动生成
FY4A卫星星上4个主要载荷:成像仪、探测仪、闪电成像仪、空间监测仪依靠提前制定好的任务时间表,通过地面发送的指令在星上执行完成全天24h的观测任务。闪电成像仪是星上唯一采用即发即执行指令的载荷,指令无时间代码。
在对闪电仪进行任何指挥控制时,需规避因卫星任务时间表冲突造成指令相互冲突的风险。因此在制定自动程序上注任务时间表时,设计自动规避计划内卫星任务时间表指令冲突时段,实现在不影响FY4A卫星平台任务、其他所有载荷观测任务及地面业务运行的情况下,执行高频次指令发送及星上执行。程序上注需求方案制定后,首先编排程序上注全指令链,再读取卫星平台任务时间表,设定规避时段,最后自动生成程序上注任务时间表。程序上注任务时间表自动生成如图2所示。
自动生成的程序上注任务时间表需规避计划内卫星任务时间表指令冲突时段主要有以下四个方面:
(1)规避定时任务时间段,如轨道上注、热形变等时段。
(2)规避非定时任务时间段,如成像仪维护、探测仪维护、空间监测仪维护等时段。
(3)规避其他载荷任务指令执行时段,如成像仪观测任务、探测仪观测任务等时段。
(4)规避卫星平台任务时段,如卫星平台每日维护任务等时段。
流程二:程序上注指令自动发送
首先由主控台将所有程序上注数据发送至系统中,由程序上注数据解析程序自动针对FPGA配置数据包进行自动解析、分包,并写入上注指令内容中。再由程序上注指令自动编排程序根据程序上注任务时间表,将所有上注指令进行全指令链编排。在接到主控台程序上注开始的指令后,程序自动上注系统开始进行程序上注,发令时自动规避卫星随机指令,实现自动指令发送间隔耗时小于1s。程序上注指令自动发送如图3所示。
流程三:程序上注结果自动辨识
闪电成像仪程序自动上注系统内嵌可配置验证验证上注结果信息,在程序上注过程中,首先对卫星下传遥测信息中所含有的指令校验码进行辨识,自动辨识上注指令是否成功发送并在星上执行;再对遥测信息中含有的程序上注数据校验码进行辨识,自动辨识是否闪电成像仪FPGA成功实现数据写入,实现自动辨识指令发送、执行情况及数据写入结果耗时小于1s。程序上注结果自动辨识如图4所示。
流程四:程序上注错误指令重新编排发送
全部上注失败指令由程序上注失败指令自动记录程序记录,发送至程序上注数据包自动解析程序,重新配置指令内容后再次编排发送。如果同一指令连续三次发令失败则将错误信息记录并发送至主控台,并发送报警短信给相关工作人员。闪电成像仪程序自动上注系统自动将全部指令发送成功且全部上注结果验证成功后,发送程序上注结束信息至主控台并结束程序上注。程序上注错误指令重新编排发送如图5所示。
程序自动上注系统部署及应用
在FY4A地面应用系统建设中,设计在任务管理与控制分系统部署闪电成像仪程序自动上注系统。程序上注前由卫星厂家与用户高级维护人员共同确认程序上注方案,并由卫星厂家提供程序上注数据,通过程序自动上注系统自动完成程序上注任务。程序自动上注系统部署如图6所示。
用户高级维护人员向程序自动上注系统发出程序上注开始指令后,程序自动上注系统根据上注方案及上注数据自动编排指令,自动读取卫星平台任务时间表,判别规避定时任务、非定时任务、卫星平台指令、其他载荷指令共4种指令时间段后自动生成任务时间表,程序自动上注系统实现自动生成程序上注任务时间表功能;程序上注任务时间表自动生成程序上注全指令链后,将卫星厂家提供的程序上注数据包自动解析并分包,自动写入程序上注全指令链中准备指令发送,在自动规避卫星随机指令后自动发送指令,程序自动上注系统实现程序上注指令自动发送功能;卫星平台及闪电成像仪在接收和执行程序上注指令后,下传含有指令执行结果及FPGA芯片数据注入结果校验码的遥测信息,通过遥测自动辨识,分别校验指令是否正确上星,校验指令中数据包是否正确写入FPGA芯片中对应定义区,程序自动上注系统实现程序上注指令自动辨识功能;自动辨识后分别将未成功上星指令及未成功注入指令记录,并发送至程序上注数据包自动解析程序,重新配置指令内容后自动重新编排发送,程序自动上注系统实现程序上注错误指令重新编排发送功能。全部程序上注指令成功发送执行后,程序自动上注系统自动结束程序上注。在程序上注期间,如果某一指令出现3次无法成功,则由用户高级维护人员与卫星厂家共同确认失败后,进行FPGA重置恢复至原版本。具体设计部署程序上注自动发令系统。
优化程序上注验证结果耗时
由于闪电仪指令发送后遥测的返回判识需要8秒,所以最初设计人工辨识2帧遥测需要耗时16s,因此造成发令间隔至少需要16s发送一条指令,全部上注需要耗时约120h。在建立程序自动上注系统后,地面应用系统具备缩短上注结果辨识耗时及高效发令的能力。经过与卫星厂家修订程序上注技术方案,卫星厂家具备在不影响卫星正常状态监视遥测下传的情况下,临时降低卫星其他载荷遥测速率,将闪电成像仪程序上注结果遥测返回速率最快可提至2秒一帧。通过上述技术方案,可在保证判断上注结果的前提下,分别设计发令时间间隔为16s、8s、4s、2s的多种程序上注方案。优化后耗时对比如下表1所示:
表1程序上注优化方案耗时对比表:
Figure BDA0002783540810000071
Figure BDA0002783540810000081
在实施程序上注时,建议采用2s方案,由国家卫星气象中心与卫星厂家共同确认采用16s、8s、4s或2s上注方案,由卫星总体实施遥测调快操作,由地面应用系统实施自动程序上注。通过上述程序上注方案优化,可将所有FPGA全部上注净耗时,由约120h缩短至约15h。如采用分段上注方案,单独配置1个PFGA芯片最短耗时小于4h,低于1级故障上报条件(连续4h业务影响上报中国气象局)。
综上所述,借助于本发明的上述技术方案,通过该方法,在地面系统设计部署程序自动上注系统,分别具备程序上注任务时间表自动生成、程序上注指令自动发送、程序上注结果自动辨识、程序上注错误指令重新编排发送功能,在保证卫星安全、不影响其他载荷任务的前提下,满足了针对程序上注的芯片配置内容高准确性、高时效性、高频次大量指令集中发送的需求,实现了读取上注数据、全指令链编排、发送指令、辨识校上注结果遥测信息、记录上注失败指令、编排失败指令重新上注等方面的全自动化功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种程序上注自动控制方法,其特征在于,包括:
S1:程序上注任务时间表自动生成;
所述步骤S1包括以下步骤:
S11:编排程序上注全指令链;
S12:读取卫星平台任务时间表,设定规避时段,其中,规避时段为计划内卫星任务时间表指令冲突时段;
S13:自动生成程序上注任务时间表;
S2:程序上注指令自动发送;
所述步骤S2包括以下步骤:
S21:主控台将所有程序上注数据发送至系统中,程序上注数据解析程序自动针对FPGA配置数据包进行自动解析、分包,并写入上注指令内容中;
S22:根据程序上注任务时间表,程序上注指令自动编排程序,将所有上注指令进行全指令链编排;
S23:在接到主控台程序上注开始的指令后,程序自动上注系统开始进行程序上注,发令时自动规避卫星随机指令;
S3:程序上注结果自动辨识;
所述步骤S3包括以下步骤:
S31:对卫星下传遥测信息中所含有的指令校验码进行辨识,自动辨识上注指令是否成功发送并在卫星上执行;
S32:对遥测信息中含有的程序上注数据校验码进行辨识,自动辨识是否闪电成像仪FPGA成功实现数据写入;
S4:程序上注错误指令重新编排发送,其中,所述步骤S4包括:程序上注失败指令自动记录程序记录,发送程序记录至程序上注数据包自动解析程序,重新配置指令内容后再次编排发送。
2.根据权利要求1所述的一种程序上注自动控制方法,其特征在于,所述步骤S12中,所述规避时段包括定时任务时间段、非定时任务时间段、载荷任务指令执行时段、卫星平台任务时段。
3.根据权利要求2所述的一种程序上注自动控制方法,其特征在于,所述定时任务时间段包括轨道上注时段、热形变时段;所述非定时任务时间段包括成像仪维护时段、探测仪维护时段、空间监测仪维护时段。
4.根据权利要求2所述的一种程序上注自动控制方法,其特征在于,所述载荷任务指令执行时段包括成像仪观测任务时段、探测仪观测任务时段。
5.根据权利要求2所述的一种程序上注自动控制方法,其特征在于,所述卫星平台任务时段包括卫星平台每日维护任务时段。
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