CN112564772A - 一种卫星数据采集系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种卫星数据采集系统，该系统包括：卫星、监视器以及卫星总控测试子系统；其中，所述卫星，包括多个总线管理以及处理模块，其中，所述多个总线管理以及处理模块通过卫星内部1553B总线连接；所述监视器，通过1553B测试电缆与所述卫星内部1553B总线连接以及与所述卫星总控测试子系统连接，用于从所述卫星内部1553B总线上获取卫星的总线数据，并将所述总线数据发送给所述卫星总控测试子系统；所述卫星总控测试子系统，用于将所述总线数据进行数据分发、处理以存储。本申请解决了卫星电性能测试现有技术中采集卫星遥测数据的耗时较长的技术问题。

Description

一种卫星数据采集系统
技术领域
本申请涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种卫星数据采集系统。
背景技术
随着卫星通信技术的迅猛发展，卫星通信被广泛应用于多个领域，例如，图像遥测、通信或者军事等。卫星通信主要是通过卫星向其他设备或系统发送卫星遥测数据来实现的，因此卫星遥测数据的采集是卫星通信中十分重要的一个环节。
目前，常见的卫星数据采集是通过卫星星务系统通过总线采集遥测数据并编排为一定码速率的帧或包的遥测格式。其中卫星星务系统包含中心计算机、1553B总线以及测控单元；星务系统对卫星数据进行采集的过程为：中心计算机通过1553B总线获取多个卫星测控单元的卫星数据，然后中心计算机将卫星数据编排为一定码率的帧或数据包的遥测格式，然后将遥测数据帧或数据包以编排轮传的方式下传。但是，当遥测数据量较大，受到了中心计算机编排轮传时间的限制，下传速率较慢，进而导致其他设备或系统采集遥测数据帧或数据包的耗时较长。
发明内容
本申请解决的技术问题是：针对现有技术中采集卫星遥测数据的耗时较长的情况，本申请提供了一种卫星数据采集系统，本申请实施例所提供的方案中，监控器通过1553B电缆与卫星内部1553B总线连接，直接从卫星内部1553B总线上获取总线数据，一方面由于1553B总线上的消息获取数据速度大于星载计算机的遥测下传的速度，提高了卫星遥测数据采集的效率，另一方面，由于直接从卫星内部1553B总线上获取总线数据，不需要将遥测数据传输到星载计算机进行下传，省略了遥测数据传输到星载计算机的过程，进而提高了采集的卫星数据的实时性。
第一方面，本申请实施例提供一种卫星数据采集系统，该系统包括：卫星、监视器以及卫星总控测试子系统；其中，
所述卫星，包括多个总线管理以及处理模块，其中，所述多个总线管理以及处理模块通过卫星内部1553B总线连接；
所述监视器，通过1553B测试电缆与所述卫星内部1553B总线连接以及与所述卫星总控测试子系统连接，用于从所述卫星内部1553B总线上获取卫星的总线数据，并将所述总线数据发送给所述卫星总控测试子系统；
所述卫星总控测试子系统，用于将所述总线数据进行数据分发、处理以存储。
在本申请实施例所提供的方案中，监控器通过1553B电缆与卫星内部1553B总线连接，直接从卫星内部1553B总线上获取总线数据，一方面由于1553B总线上的消息获取数据速度远大于星载计算机的遥测下传的速度，提高了卫星遥测数据采集的效率，另一方面，由于直接从卫星内部1553B总线上获取总线数据，不需要将遥测数据传输到星载计算机进行下传，省略了遥测数据传输到星载计算机的过程，进而提高了采集的遥测数据的实时性。
可选地，所述监视器包括接收驱动模块、总线数据监视模块以及总线数据映射模块；其中，
所述接收驱动模块，通过所述1553B测试电缆与所述卫星内部1553B总线连接，用于从卫星内部1553B总线上获取卫星的总线数据；
所述总线数据监视模块，与所述接收驱动模块连接，用于接收所述总线数据，并将所述总线数据进行组帧得到数据帧，以及对所述总线数据的源码进行查询；
所述总线数据映射模块，与所述总线数据监视模块连接，用于接收所述总线数据帧，并对所述总线数据帧进行解析得到解析后总线数据，将所述解析后的总线数据进行映射处理。
可选地，所述接收驱动模块的模式包括监视BM模式、BC模式或RT模式。在本系统中仅使用BM模式。
可选地，所述总线数据监视模块，还用于：在将所述总线数据进行组帧得到总线数据帧之前，对所述总线数据进行解析确定出其对应的RT地址及子地址，根据所述RT地址及子地址对所述总线数据进行筛选。
可选地，所述总线数据映射模块，具体用于：确定所述解析后的总线数据对应的RT地址以及子地址，根据所述每个RT地址以及子地址对应的数据转换为预设格式的数据包；根据数据包与编排总线波道方式的预设映射关系确定每个数据包对应的编排总线波道方式；根据所述编排总线波道方式生成总线数据下传位置信息。
可选地，所述卫星总控测试子系统包括处理服务器、分发服务器以及数据存储服务器；其中，
所述处理服务器，用于根据总线数据下传位置信息与预设位置信息之间的映射关系对总线数据进行自动解析以及处理，以及将总线数据源码转换为总线数据工程值；
所述分发服务器，用于将所述数据总线数据源码以及所述总线数据工程值分发给终端计算机；
所述数据存储服务器，用于将所述数据总线数据源码以及所述总线数据工程值发送至预设数据库进行存储。
可选地，所述处理服务器，还用于接收星载计算机发送的遥测数据，将所述星载计算机发送的遥测数据与所述监视器发送的遥测数据进行比对得到比对结果，以使得技术人员基于所述比对结果进行测试。
在本申请实施例所提供的方案中，处理服务器通过将所述星载计算机发送的遥测数据与所述监视器发送的总线数据进行比对得到比对结果，然后根据对比结果进行测试，避免由于从所述监视器接收的总线数据存在错误，导致的测试结果准确性较差的问题。
可选地，所述卫星总控测试子系统，还包括生成模块；所述生成模块用于根据所述总线数据自动生成总线参数以及总线数据遥测页面。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的一种卫星数据采集系统的结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的一种卫星数据处理映射的示意图；
图3为本申请实施例所提供的一种卫星数据采集系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1，本申请实施例提供的一种卫星数据采集系统，该包括：卫星1、监视器2以及卫星总控测试子系统3；其中，
所述卫星1，包括多个总线管理以及处理模块，其中，所述多个总线管理以及处理模块通过卫星内部1553B总线连接；
所述监视器2，通过1553B测试电缆与所述卫星内部1553B总线连接以及与所述卫星总控测试子系统3连接，用于从所述卫星内部1553B总线上获取卫星的总线数据，并将所述总线数据发送给所述卫星总控测试子系统3；
所述卫星总控测试子系统3，用于将所述总线数据进行数据分发、处理以存储。
具体的，在本申请实施例所提供的方案中，卫星1中的多个总线管理以及处理模块包括但不限制于总线管理模块(主份)、总线管理模块(备份)、CPU模块(主份)以及CPU模块(备份)。多个总线管理以及处理模块通过卫星内部1553B总线连接。从1553B总线来说，卫星1包括多个远程终端(REMO TETERMINAL，RT)和CTU，其中，一个RT包括总线管理模块(主份)和总线管理模块(备份)，CTU包括CPU模块(主份)以及CPU模块(备份)。
进一步，在本申请实施例所提供的方案中，监视器2通过1553B测试电缆与卫星内部1553B总线连接以及通过网口与卫星总控测试子系统3连接。监视器2一方面从卫星内部1553B总线上获取卫星的总线数据，另一方面将获取的总线数据发送给卫星总控测试子系统3。
为了便于后续卫星总控测试子系统3对总线数据的数据分发、处理以存储过程，需要在监视器2对接收的总线数据进行监视或映射处理。监视器2对总线数据进行监视或映射处理的方式有多种，下面以一种较佳的方式为例进行说明。
在一种可能实现的方式中，所述监视器2包括接收驱动模块21、总线数据监视模块22以及总线数据映射模块23；其中，
所述接收驱动模块21，通过所述1553B测试电缆与所述卫星内部1553B总线连接，用于从卫星内部1553B总线上获取卫星的总线数据；
所述总线数据监视模块22，与所述接收驱动模块连接21，用于接收所述总线数据，并将所述总线数据进行组帧得到总线数据帧，以及对所述总线数据的源码进行查询；
所述总线数据映射模块23，与所述总线数据监视模块22连接，用于接收所述总线数据帧，并对所述总线数据帧进行解析得到解析后总线数据，将所述解析后的总线数据进行映射处理。
具体的，在本申请实施例所提供的方案中，接收驱动模块21从卫星内部1553B总线上获取卫星的总线数据的模式有多种，下面以一种较佳的方式为例进行说明。
在一种可能实现的方式中，所述接收驱动模块21的模式包括监视BM模式、BC模式或RT模式。本系统仅使用BM模式。
具体的，监视BM模式是指监控器2可以从卫星内部1553B总线中获取总线数据，但是不会向卫星1发送信息。
进一步，接收驱动模块21从卫星内部1553B总线上获取总线数据之后，通过总线数据监视模块22将接收的总线数据进行组帧得到总线数据帧，以及对总线数据的源码进行查询。
进一步，由于卫星内部1553B总线上的数据较多，目前监控器2并不能解析所有格式的总线数据，在此环节需要筛取所需要的卫星总线数据。选取的依据是总线的RT地址。一个RT地址对应的数据包包含了一类数据的数据内容。将相应RT地址的数据存储下来以便之后问题排查。具体的，总线数据监视模块22对接收的卫星总线数据进行筛选的过程如下所示：
在一种可能实现的方式中，所述总线数据监视模块22，还用于：在将所述总线数据进行组帧得到总线数据帧之前，对所述总线数据进行解析确定出其对应的RT地址及子地址，根据所述RT地址及子地址对所述总线数据进行筛选。
进一步，在本申请实施例所提供的方案中，总线数据监视模块22将总线数据进行组帧得到总线数据帧之后，将总线数据帧发送给总线数据映射模块23；总线数据映射模块23对总线数据帧进行解析得到解析后总线数据，然后将所述解析后的总线数据进行映射处理。具体的，总线数据映射模块23将所述解析后的总线数据进行映射处理的方式有多种，下面以一种较佳的方式为例进行说明。
在一种可能实现的方式中，所述总线数据映射模块23，具体用于：确定所述解析后的总线数据对应的RT地址以及子地址，根据所述每个RT地址以及子地址对应的数据转换为预设格式的数据包；根据数据包与编排总线数据波道方式的预设映射关系确定每个数据包对应的编排总线数据波道方式；根据所述编排总线数据波道方式生成总线数据下传位置信息。
具体的，在接收到数据后，首先解析包内的RT地址及子地址，分析映射处理方案如图2。具体的方案与型号的总线下传机制以及星务系统编排遥测格式相关。总体思路为：将总线系统对应RT地址的数据包中的数据取出，将数据映射为一个固定格式的数据包。该数据包与卫星星务系统编排遥测波道的方式有固定的映射关系，具体的映射关系参见图2所示。以便后续系统可以根据传统的方案自动化处理数据。后续处理中自动生成参数的总线数据参数位置信息按照数据包数据的位置信息确定。该数据包与卫星星务系统编排遥测的方式的映射关系与由传统参数自动生成新参数的位置信息的函数是一致的。两次映射的设计均与具体卫星型号总线协议相关。因此没有固定的方案，需要具体设计。在此阶段存储数据包以供后续问题排查。依据卫星综合测试设备间通信协议将数据进一步传输至卫星总控测试子系统3。
进一步，参见图3，在一种可能实现的方式中，所述卫星总控测试子系统3包括处理服务器31、分发服务器32以及数据存储服务器33；其中，
所述处理服务器31，用于根据总线数据下传位置信息与预设位置信息之间的映射关系对总线数据进行自动解析以及处理，以及将总线数据源码转换为总线数据工程值；
所述分发服务器32，用于将所述数据总线数据源码以及所述总线数据工程值分发给终端计算机；
所述数据存储服务器33，用于将所述数据总线数据源码以及所述总线数据工程值发送至预设数据库进行存储。
进一步，在一种可能实现的方式中，所述处理服务器31，还用于接收星载计算机发送的遥测数据，将所述星载计算机发送的遥测数据与所述监视器发送的总线数据进行比对得到比对结果，以使得技术人员基于所述比对结果进行测试。
在本申请实施例所提供的方案中，处理服务器31通过将所述星载计算机发送的遥测数据与所述监视器发送的总线数据进行比对得到比对结果，然后根据对比结果进行测试，避免由于从星载计算机发送的遥测数据接收的数据存在错误，导致的测试结果准确性较差的问题。
进一步，在一种可能实现的方式中，所述卫星总控测试子系统3，还包括生成模块34；所述生成模块34用于根据所述总线数据自动生成总线参数以及总线数据遥测页面。
具体的，处理服务器31在处理遥测参数时需要知道参数的位置信息，传统的参数的位置信息是由星务系统编排下传，在本申请实施例所提供的方案中，需要根据传统的遥测下传位置信息由总线数据映射模块23映射新的位置信息。为了表示新建的参数与原参数实质上是数值和物理意义相同，其中，新建的参数是指由监控器2获取的总线数据，原参数是由星载计算机获取的遥测数据，新参数的参数代号为原参数的参数代号加标识。具体包括以下步骤：
1)导入生成前的基础数据遥测参数信息；
2)新建生成参数代号、参数编号信息；
3)按照固定映射关系生成新参数的参数位置信息；
4)新参数的处理方法、校准源等数据沿用；
5)顺序生成所有需要生成参数。
现有的测试系统测试人员需要通过遥测参数值对测试数据进行判读以及顺序执行测试序列。因此需要批量生成测试显示页面及测试序列。显示页面是由xml文件格式。测试序列为json文件格式。经过以下步骤可以自动化生成：
1)列举映射前参数代号、参数编号、参数名称和映射后参数代号、参数编号、参数名称。
2)将xml文件及json文件中涉及参数的参数代号、参数编号、参数名称由映射前改为映射后。
进一步，在本申请实施例所提供的方案中，监控器2以及1553B测试电缆的型号有多种，在此并不做限定。为了便于理解卫星数据采集系统各硬件的性能及配置，下面以举例的形式进行说明。
例如，本申请实施例中的监控器为一台工控机。工控机上搭载了一片1553B仿真板卡。其配置如下：
1)工控机：凌华便携式工控机，CPU为英特尔I7处理器，内存8G，固态硬盘500G。具有网口、1553B接口。
2)1553B总线仿真板卡：1553B板卡选用基于CPCI总线的四通道多功能1553B板卡，该板卡满足如下指标：4个独立的双冗余通道；可实现BC、多RT、BM方式工作；板卡工作范围为-40～+80℃；板卡自带软件具备实时存储原始数据功能。
3)操作系统：Windows 7 64bit操作系统计算机之上。
4)线缆：1553B总线监视器用1553B总线由屏蔽双绞线(主线、支线)、耦合器、支线插头、终端负载组成。
本申请实施例所提供的一种1553B测试电缆，包含：1553B总线延长电缆、1553B总线法兰过渡电缆(罐内)、1553B总线法兰过渡电缆(罐外)等。各类电缆均设计两套分别连接卫星的A、B总线，1553B总线法兰过渡电缆(罐内)需要镀铝薄膜包覆。
在本申请实施例所提供的方案中，监控器2通过1553B电缆与卫星内部1553B总线连接，直接从卫星内部1553B总线上获取总线数据，一方面由于1553B总线上的消息获取数据速度远大于星载计算机的遥测下传的速度，提高了卫星遥测数据采集的效率，另一方面，由于直接从卫星内部1553B总线上获取总线数据，不需要将总线数据传输到星载计算机进行下传，省略了卫星数据传输到星载计算机的过程，进而提高了采集的卫星数据的实时性。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种卫星数据采集系统，其特征在于，包括：卫星、监视器以及卫星总控测试子系统；其中，
所述卫星，包括多个总线管理以及处理模块，其中，所述多个总线管理以及处理模块通过卫星内部1553B总线连接；
所述监视器，通过1553B测试电缆与所述卫星内部1553B总线连接以及与所述卫星总控测试子系统连接，用于从所述卫星内部1553B总线上获取卫星的总线数据，并将所述总线数据发送给所述卫星总控测试子系统；
所述卫星总控测试子系统，用于将所述总线数据进行数据分发、处理以存储。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监视器包括接收驱动模块、总线数据监视模块以及总线数据映射模块；其中，
所述接收驱动模块，通过所述1553B测试电缆与所述卫星内部1553B总线连接，用于从卫星内部1553B总线上获取卫星的总线数据；
所述总线数据监视模块，与所述接收驱动模块连接，用于接收所述遥测数据，并将所述总线数据进行筛选组帧得到总线数据帧，以及对所述总线数据的源码进行查询；
所述总线数据映射模块，与所述总线数据监视模块连接，用于接收所述总线数据帧，并对所述总线数据帧进行解析得到解析后总线数据，将所述解析后的总线数据进行处理。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述接收驱动模块的模式包括监视BM模式、BC模式或RT模式。
4.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述总线数据监视模块，还用于：在将所述总线数据进行组帧得到总线数据帧之前，对所述总线数据进行解析确定出其对应的RT地址及子地址，根据所述RT地址及子地址对所述总线数据进行筛选。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述总线数据映射模块，具体用于：确定所述解析后的总线数据对应的RT地址以及子地址，根据所述每个RT地址以及子地址对应的数据转换为预设格式的数据包；根据数据包与编排波道方式的预设映射关系确定每个数据包对应的编排波道方式；根据所述编排波道方式生成总线数据下传位置信息。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述卫星总控测试子系统包括处理服务器、分发服务器以及数据存储服务器；其中，
所述处理服务器，用于根据总线数据下传位置信息与预设位置信息之间的映射关系对总线数据进行自动解析以及处理，以及将总线数据源码转换为总线数据工程值；
所述分发服务器，用于将所述数据总线数据源码以及所述总线数据工程值分发给终端计算机；
所述数据存储服务器，用于将所述数据总线数据源码以及所述总线数据工程值发送至预设数据库进行存储。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理服务器，还用于接收星载计算机发送的遥测数据，将所述星载计算机发送的遥测数据与所述监视器发送的总线数据进行比对得到比对结果，以使得技术人员基于所述比对结果进行测试。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述卫星总控测试子系统，还包括生成模块；所述生成模块用于根据所述总线数据自动生成总线参数以及总线数据测试页面。
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