CN113163146B - 卫星图像数据模拟源与接口框架构造方法及系统 - Google Patents

卫星图像数据模拟源与接口框架构造方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种卫星图像数据模拟源与接口框架构造方法及系统，包括：步骤S1：根据图像数据动态生成控制信息，获取图像数据动态生成结果信息；步骤S2：根据图像数据动态生成控制信息，进行星间数据模拟，获取星间数据模拟结果信息；步骤S3：根据星间数据模拟结果信息，加载设定数据，获取设定数据加载结果信息；步骤S4：根据设定数据加载结果信息，进行数据组帧，获取数据组帧结果信息；步骤S5：根据数据组帧结果信息，进行接口转换，获取接口转换结果信息；步骤S6：根据接口转换结果信息，获取卫星图像数据模拟源功能与接口构造框架结果信息。本发明能够在一台设备上集成了实时动态图像模拟及生成功能及高速数据加载及组帧功能。

Description

卫星图像数据模拟源与接口框架构造方法及系统
技术领域
本发明涉及遥感卫星地面动态图像数据模拟技术领域，具体地，涉及一种卫星图像数据模拟源与接口框架构造方法及系统。
背景技术
动态图像模拟和高码速率信道编码及传输技术一直是遥感卫星地面任务仿真及验证的关键技术。本发明设计一种卫星图像数据模拟源功能与接口设计框架，作为图像源，可以模拟相机输出图像数据，验证星上数据处理、图像压缩的功能、性能和数传信道的正确性；作为中继源，可以模拟生成星间信息，完成星间链路测试，是一种功能全、应用广、通用性强的图像模拟源。
专利文献CN105163108A公开了一种图像数据模拟源，包括通信接口单元、存储器单元、缓存单元、输出接口单元、控制单元和电源管理单元。该专利在流程构造和技术性能上仍然有待提高的空间。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星图像数据模拟源与接口框架构造方法及系统。
根据本发明提供的一种卫星图像数据模拟源与接口框架构造方法，包括：步骤S1：根据图像数据动态生成控制信息，获取图像数据动态生成结果信息；步骤S2：根据图像数据动态生成控制信息，进行星间数据模拟，获取星间数据模拟结果信息；步骤S3：根据星间数据模拟结果信息，加载设定数据，获取设定数据加载结果信息；步骤S4：根据设定数据加载结果信息，进行数据组帧，获取数据组帧结果信息；步骤S5：根据数据组帧结果信息，进行接口转换，获取接口转换结果信息；步骤S6：根据接口转换结果信息，获取卫星图像数据模拟源功能与接口构造框架结果信息。
优选地，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：通过建立相机成像视场和帧频模型和卫星动态轨道和姿态信息，模拟地球静止轨道(GEO)、大椭圆轨道(HEO)、中轨轨道(MEO)、近地轨道(LEO)等多种轨道类型的卫星相机随运动产生的动态图像；
步骤S1.2：通过载入数字地图和相机空间指向位置反演，模拟图像中任意像素点的地球经纬度映射显示；
步骤S1.3：通过高速图像加载和图像缓存定时释放，支持相机不同档位帧频实时图像模拟输出。
优选地，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：通过卫星实时轨道位置和天线指向信息，计算不同卫星星间可见性；
步骤S2.2：通过调节钟码关系和缓存通道选择，支持不同卫星星间传输速率及延时模拟。
优选地，所述步骤S3包括：
步骤S3.1：通过设置外部USB口，读取外部存储设备的数据；
步骤S3.2：根据星上实际采用的组帧格式和协议，将本设备读取的数据按设定格式转化并发送。
优选地，所述步骤S4包括：
步骤S4.1：对所有输入的数据类型，采用虚拟信道对本设备输入的不同数据类型进行分类，形成不同的虚拟信道编号(VCID)；
步骤S4.2：根据星上组帧格式要求信息，对分类后数据按照“国际空间数据系统咨询委员会”(CCSDS)高级在轨系统(AOS)协议的虚拟信道数据单元(VCDU)格式进行组帧。
所述步骤S5包括：
步骤S5.1：通过内置固存，将输入的LVDS、TLK2711等高速数据接口转化为网络接口输出。
根据本发明提供的一种卫星图像数据模拟源与接口框架构造系统，包括：模块M1：根据图像数据动态生成控制信息，获取图像数据动态生成结果信息；模块M2：根据图像数据动态生成控制信息，进行星间数据模拟，获取星间数据模拟结果信息；模块M3：根据星间数据模拟结果信息，加载设定数据，获取设定数据加载结果信息；模块M4：根据设定数据加载结果信息，进行数据组帧，获取数据组帧结果信息；模块M5：根据数据组帧结果信息，进行接口转换，获取接口转换结果信息；模块M6：根据接口转换结果信息，获取卫星图像数据模拟源功能与接口构造框架结果信息。
优选地，所述模块M1包括：
模块M1.1：通过建立相机成像视场和帧频模型和卫星动态轨道和姿态信息，模拟地球静止轨道(GEO)、大椭圆轨道(HEO)、中轨轨道(MEO)、近地轨道(LEO)等多种轨道类型的卫星相机随运动产生的动态图像；
模块M1.2：通过载入数字地图和相机空间指向位置反演，模拟图像中任意像素点的地球经纬度映射显示；
模块M1.3：通过高速图像加载和图像缓存定时释放，支持相机不同档位帧频实时图像模拟输出。
优选地，所述模块M2包括：
模块M2.1：通过卫星实时轨道位置和天线指向信息，计算不同卫星星间可见性；
模块M2.2：通过调节钟码关系和缓存通道选择，支持不同卫星星间传输速率及延时模拟。
优选地，所述模块M3包括：
模块M3.1：通过设置外部USB口，读取外部存储设备的数据；
模块M3.2：根据星上实际采用的组帧格式和协议，将本设备读取的数据按设定格式转化并发送。
优选地，所述模块M4包括：
模块M4.1：对所有输入的数据类型，采用虚拟信道对本设备输入的不同数据类型进行分类，形成不同的虚拟信道编号(VCID)；
模块M4.2：根据星上组帧格式要求信息，对分类后数据按照“国际空间数据系统咨询委员会”(CCSDS)高级在轨系统(AOS)协议的虚拟信道数据单元(VCDU)格式进行组帧。
所述模块M5包括：
模块M5.1：通过内置固存，将输入的LVDS、TLK2711等高速数据接口转化为网络接口输出。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明侧重于图像模拟源的软件功能设计与硬件接口功能的构造；
2、本发明在一台设备上集成了实时动态图像模拟及生成功能及高速数据加载及组帧功能，是一台综合性的图像模拟及数传仿真设备；
3、本发明流程构造合理，使用方便，能够克服现有技术的缺陷。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1本发明中的星图像数据模拟源设备软件功能与接口框架构造示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，软件功能区分为图像源和中继源两部分，图像源部分主要包括动态图像数据生成模块；中继源部分包括星间信息生成、指定数据加载、数据组帧和接口转换模块。
一种卫星图像数据模拟源功能与接口设计框架。其功能包含图像数据动态生成、星间数据模拟、指定数据加载、数据组帧、接口转换等。
步骤一：实现图像数据动态生成功能，具体如下：
通过建立相机成像视场和帧频模型和卫星动态轨道和姿态信息，模拟地球静止轨道(GEO)、大椭圆轨道(HEO)、中轨轨道(MEO)、近地轨道(LEO)等多种轨道类型的卫星相机随运动产生的动态图像：
通过载入数字地图和相机空间指向位置反演，模拟图像中任意像素点的地球经纬度映射显示；
通过高速图像加载和图像缓存定时释放，支持相机不同档位帧频实时图像模拟输出。
步骤二：实现星间数据模拟，具体包括：
通过卫星实时轨道位置和天线指向信息，计算不同卫星星间可见性；
通过调节钟码关系和缓存通道选择，支持不同卫星星间传输速率及延时模拟。
步骤三：实现指定数据加载功能，具体包括：
通过设置外部USB口，支持外部存储设备的数据在本模拟设备中读取；
根据星上实际采用的组帧格式和协议，将本设备读取的数据按指定格式转化并发送。
步骤四：实现数据组帧功能，具体包括：
对所有输入的数据类型，支持采用虚拟信道对本设备输入的不同数据类型进行分类，形成不同的虚拟信道编号(VCID)；
根据星上组帧格式要求，支持对分类后的数据按照“国际空间数据系统咨询委员会”(CCSDS)高级在轨系统(AOS)协议的虚拟信道数据单元(VCDU)格式进行组帧。
步骤五：实现接口转换功能，具体包括：
通过内置固存，支持将输入的LVDS、TLK2711等高速数据接口转化为网络接口输出。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种卫星图像数据模拟源与接口框架构造方法，其特征在于，包括：
步骤S1：根据图像数据动态生成控制信息，获取图像数据动态生成结果信息；
步骤S2：根据图像数据动态生成控制信息，进行星间数据模拟，获取星间数据模拟结果信息；
步骤S3：根据星间数据模拟结果信息，加载设定数据，获取设定数据加载结果信息；
步骤S4：根据设定数据加载结果信息，进行数据组帧，获取数据组帧结果信息；
步骤S5：根据数据组帧结果信息，进行接口转换，获取接口转换结果信息；
步骤S6：根据接口转换结果信息，获取卫星图像数据模拟源功能与接口构造框架结果信息；
所述步骤S1包括：
步骤S1.1：通过建立相机成像视场和帧频模型和卫星动态轨道和姿态信息，模拟地球静止轨道、大椭圆轨道、中轨轨道、近地轨道多种轨道类型的卫星相机随运动产生的动态图像；
步骤S1.2：通过载入数字地图和相机空间指向位置反演，模拟图像中任意像素点的地球经纬度映射显示；
步骤S1.3：通过高速图像加载和图像缓存定时释放，支持相机不同档位帧频实时图像模拟输出；
所述步骤S2包括：
步骤S2.1：通过卫星实时轨道位置和天线指向信息，计算不同卫星星间可见性；
步骤S2.2：通过调节钟码关系和缓存通道选择，支持不同卫星星间传输速率及延时模拟。
2.根据权利要求1所述的卫星图像数据模拟源与接口框架构造方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S3.1：通过设置外部USB口，读取外部存储设备的数据；
步骤S3.2：根据星上实际采用的组帧格式和协议，将本设备读取的数据按设定格式转化并发送。
3.根据权利要求1所述的卫星图像数据模拟源与接口框架构造方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
步骤S4.1：对所有输入的数据类型，采用虚拟信道对不同数据类型进行分类，形成不同的虚拟信道编号；
步骤S4.2：根据星上组帧格式要求信息，对分类后数据进行组帧；
所述步骤S5包括：
步骤S5.1：通过内置固存，将输入的数据接口转化为网络接口输出。
4.一种卫星图像数据模拟源与接口框架构造系统，其特征在于，包括：
模块M1：根据图像数据动态生成控制信息，获取图像数据动态生成结果信息；
模块M2：根据图像数据动态生成控制信息，进行星间数据模拟，获取星间数据模拟结果信息；
模块M3：根据星间数据模拟结果信息，加载设定数据，获取设定数据加载结果信息；
模块M4：根据设定数据加载结果信息，进行数据组帧，获取数据组帧结果信息；
模块M5：根据数据组帧结果信息，进行接口转换，获取接口转换结果信息；
模块M6：根据接口转换结果信息，获取卫星图像数据模拟源功能与接口构造框架结果信息；
所述模块M1包括：
模块M1.1：通过建立相机成像视场和帧频模型和卫星动态轨道和姿态信息，模拟地球静止轨道、大椭圆轨道、中轨轨道、近地轨道多种轨道类型的卫星相机随运动产生的动态图像；
模块M1.2：通过载入数字地图和相机空间指向位置反演，模拟图像中任意像素点的地球经纬度映射显示；
模块M1.3：通过高速图像加载和图像缓存定时释放，支持相机不同档位帧频实时图像模拟输出；
所述模块M2包括：
模块M2.1：通过卫星实时轨道位置和天线指向信息，计算不同卫星星间可见性；
模块M2.2：通过调节钟码关系和缓存通道选择，支持不同卫星星间传输速率及延时模拟。
5.根据权利要求4所述的卫星图像数据模拟源与接口框架构造系统，其特征在于，所述模块M3包括：
模块M3.1：通过设置外部USB口，读取外部存储设备的数据；
模块M3.2：根据星上实际采用的组帧格式和协议，将本设备读取的数据按设定格式转化并发送。
6.根据权利要求4所述的卫星图像数据模拟源与接口框架构造系统，其特征在于，所述模块M4包括：
模块M4.1：对所有输入的数据类型，采用虚拟信道对不同数据类型进行分类，形成不同的虚拟信道编号；
模块M4.2：根据星上组帧格式要求信息，对分类后数据进行组帧；
所述模块M5包括：
模块M5.1：通过内置固存，将输入的数据接口转化为网络接口输出。
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