CN113220664A - Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统及方法，涉及卫星遥测数据判读技术领域，该方法包括：遥测参数结构设计模块，用于卫星遥测参数结构化设计定义，生成卫星遥测帧数据表；规则模型维护模块，完成Lua脚本自定义规则创建和维护功能；规则快速实例化模块，完成卫星遥测参数从规则模型至遥测智能判读系统应用规则的实例化过程；数据判读分析模块，完成Lua脚本应用规则的编译，加载并执行脚本应用规则。本发明能够实现卫星遥测判读规则创建和应用的灵活性、可扩展性及高可配置性，提升卫星遥测判读系统的智能化，具有较好的通用性。

Description

Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统及方法

技术领域

本发明涉及卫星遥测数据判读技术领域，具体地，涉及一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统及方法。

背景技术

卫星地面测试及在轨运行期间，通过地面遥测判读系统进行卫星遥测数据判读，完成卫星健康状态评估分析。

随着航天技术的不断发展进步，卫星功能组成日益复杂、产品综合性技术特点日益突出，卫星地面测试和在轨运行过程中的状态监视及异常识别任务艰巨，如何适应卫星大量遥测数据快速智能判读需求，对卫星工程研制及应用将起到重要的保障作用。

公开号为CN105892304A的发明专利，公开了一种曲线数据自动判读方法，用于对卫星测试过程中产生的测试曲线的正确性进行自动化判读，此发明采用Lua脚本针对卫星地面测试不同类别的曲线的主要特性分析判读，对于一些以多数据类型变量为输入的卫星状态判读应用场景(例如故障模式联合诊断等场景)则具有一定局限性。

公开号为CN103218451A的发明专利，公开了一种航天器测试数据自动判读方法，此发明通过航天器遥测参数、判读规则录入至数据库，由执行引擎完成后续遥测解析工作，并创建黑板区完成判读遥测缓存更新，该发明方法的专用性较强，不具有良好的可移植性。

公开号为CN107766448A的发明专利，公开了一种基于规则的卫星遥测数据分析系统，其提供了图形化和脚本两种规则编辑工具，由于此发明提供的脚本编辑工具依赖于传统的人工手动录入脚本规则的方式，在面向遥测参数数量巨大、批量化判读规则生成等需求时，采用此发明方法仍需花费大量时间资源，其使用灵活性和高效性有所欠缺。

目前，用传统方式进行卫星遥测数据判读时，主要通过对各遥测参数的解析结果按照阈值区间完成数值及状态的正确性判断，对于数据的关联性、一致性、趋势性等数据特征则缺少检测判读方法，容易忽略一些潜在的异常状态及故障；同时，传统的数据解析方法主要通过编制专用的数据处理公式完成，面向卫星型号研制过程中的遥测判读需求动态变化时，判读系统存在功能灵活性、扩展性及高可配置性较差的缺点，需耗费大量的人力和时间资源进行维护。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统及方法。

根据本发明提供的一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统及方法，所述方案如下：

第一方面，提供了一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统，所述系统包括：

遥测参数结构设计模块，用于卫星遥测参数结构化设计定义，生成卫星遥测帧数据表；

规则模型维护模块，完成Lua脚本自定义规则创建和维护功能，为用户提供遥测智能判读的规则模型库；

规则快速实例化模块，完成卫星遥测参数从规则模型至遥测智能判读系统应用规则的实例化过程，实现批量化遥测应用规则快速生成；

数据判读分析模块，完成Lua脚本应用规则的编译，加载并执行脚本应用规则，实现卫星遥测按照自定义规则的实时智能判读功能；

优选的，所述遥测参数结构设计模块通过卫星遥测参数结构化设计定义，采用转换工具将卫星遥测方案设计文件完成至结构化遥测帧数据表的映射，生成卫星遥测帧数据表包括遥测参数名称、遥测参数代号、遥测参数处理方法、遥测参数字节长度、遥测参数判读阈值以及遥测参数所属分系统在内的相关信息。

优选的，所述规则模型维护模块实现规则模型创建、编辑、修改、拷贝以及存储在内的功能，用户遵循Lua语法、输入参数格式、输出参数格式和规则命名规范在内的约束条件进行规则模型维护，为用户提供遥测智能判读的规则模型库。

优选的，所述规则快速实例化模块通过载入规则模型库中的规则模型，利用Lua的table实现一种数据结构解决不同数据类型应用问题，将用户设置的包含目标输入参数和输出参数的Lua table，匹配至规则模型的Lua table，完成批量化遥测应用规则快速生成，并按照命名规范保存为遥测智能判读系统的应用规则。

优选的，所述的数据判读分析模块完成Lua脚本应用规则的编译，通过网络实时接收结构化的遥测帧数据，从遥测帧数据中按照遥测参数索引信息提取所需遥测数据，作为应用规则的输入参数，加载并执行脚本应用规则，实现卫星遥测按照自定义规则的实时智能判读功能。

优选的，所述系统还包括可视化呈现模块，获取数据判读分析模块输出结果数据信息并完成可视化呈现功能。

优选的，所述可视化呈现模块获取数据判读分析模块输出结果数据信息，通过采取遥测文本颜色跳变标识数值变化、曲线实时绘制完成遥测动态跟踪、绘制流程图进行工作模式识别，以及启动声光报警提示异常状态在内的方法进行判读结果数据可视化综合呈现。

第二方面，提供了一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读方法，所述方法包括：

步骤S1：遥测参数结构设计模块完成卫星遥测参数结构化设计定义并生成卫星遥测帧数据表；

步骤S2：规则模型维护模块完成Lua脚本规则创建和维护，通过Lua编写关联判断、一致性比对、趋势判断在内的脚本规则模型，形成遥测智能判读的所需规则模型库；

步骤S3：规则快速实例化模块载入规则模型库中的规则模型，完成卫星遥测参数从规则模型至遥测智能判读系统应用规则的实例化,生成遥测智能判读系统的应用规则；

步骤S4：数据判读分析模块完成Lua脚本应用规则的编译；

步骤S5：数据判读分析模块加载并执行Lua脚本应用规则，实时接收网络传输的结构化遥测帧数据，从遥测帧数据中按照遥测参数索引信息提取所需遥测数据，获取应用规则的输入参数；

步骤S6：数据判读分析模块代入应用规则的输入参数，按照自定义Lua规则脚本代码进行计算，并完成计算结果输出；

优选的，所述方法还包括步骤S7：可视化呈现模块接收数据判读分析模块的输出结果数据，采取遥测文本颜色跳变标识数值变化、曲线实时绘制完成遥测动态跟踪、绘制流程图进行工作模式识别，以及启动声光报警提示异常状态在内的方法进行判读结果数据可视化呈现。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明实现了复杂的卫星遥测判读规则批量快速生成、高效智能判读的工程应用模式，基于Lua的判读应用规则能较好地解决卫星各分系统多遥测数据类型变量的访问问题，且具有良好的可扩展性和高可配置性；

2、Lua脚本编写高效、简单易用，卫星测试设计师和卫星在轨监测管理人员能够在工程实践中动态响应监视判读需求，编制基于Lua的判读应用规则实现智能判读；

3、Lua能适应嵌入式开发需求，实现跨操作系统和平台应用，本发明采用Lua编制规则模型并快速生成判读应用规则的方法能灵活地实现在卫星综合测试系统和在轨卫星遥测判读监视系统中跨操作系统跨平台等工作场景的工程应用，具有较好的通用性。

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为Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统功能框图；

图2为Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读方法的流程图。

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。

本发明实施例提供了一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统，参照图1所示，该系统具体包括：

遥测参数结构设计模块，用于卫星遥测参数结构化设计定义，生成卫星遥测帧数据表，包括遥测参数名称、遥测参数代号、遥测参数处理方法、遥测参数字节长度、遥测参数判读阈值、遥测参数所属分系统等信息。

规则模型维护模块，完成Lua脚本自定义规则创建和维护功能，用户遵循Lua语法、输入参数格式、输出参数格式、规则命名规范等约束条件进行规则模型创建维护，包括规则模型创建、编辑、修改、拷贝、存储等功能，为用户提供遥测智能判读的规则模型库。

规则快速实例化模块，通过载入规则模型库中的规则模型，利用Lua的table实现一种数据结构解决不同数据类型应用问题，将用户设置的包含目标输入参数和输出参数的Lua table，匹配至规则模型的Lua table，完成卫星遥测参数从规则模型至遥测智能判读系统应用规则的实例化过程，实现批量化遥测应用规则快速生成，并按照命名规范保存为遥测智能判读系统的应用规则。

数据判读分析模块，完成Lua脚本应用规则的编译，通过网络实时接收结构化的遥测帧数据，从遥测帧数据中按照遥测参数索引信息提取所需遥测数据，作为应用规则的输入参数，加载并执行脚本应用规则，实现卫星遥测按照自定义规则的实时智能判读功能。

可视化呈现模块，完成数据判读分析模块输出结果数据信息的可视化呈现功能，通过采取遥测文本颜色跳变标识数值变化、曲线实时绘制完成遥测动态跟踪、绘制流程图进行工作模式识别、启动声光报警提示异常状态等方法进行判读结果数据可视化呈现。

参照图2所示，本发明还提供了一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读方法，包括如下步骤：

步骤S1：遥测参数结构设计模块完成卫星遥测参数结构化设计定义并生成卫星遥测帧数据表；

步骤S2：规则模型维护模块完成Lua脚本规则创建和维护，通过Lua编写关联判断、一致性比对、趋势判断等脚本规则模型，形成遥测智能判读的所需规则模型库；

步骤S3：规则快速实例化模块载入规则模型库中的规则模型，完成卫星遥测参数从规则模型至遥测智能判读系统应用规则的实例化,生成遥测智能判读系统的应用规则；

步骤S4：数据判读分析模块完成Lua脚本应用规则的编译；

步骤S5：数据判读分析模块加载并执行Lua脚本应用规则，实时接收网络传输的结构化遥测帧数据，从遥测帧数据中按照遥测参数索引信息提取所需遥测数据，获取应用规则的输入参数；

步骤S6：数据判读分析模块代入应用规则的输入参数，按照自定义Lua规则脚本代码进行计算，并完成计算结果输出；

步骤S7：可视化呈现模块接收数据判读分析模块的输出结果数据，采取遥测文本颜色跳变标识数值变化、曲线实时绘制完成遥测动态跟踪、绘制流程图进行工作模式识别、启动声光报警提示异常状态等方法进行判读结果数据可视化呈现。

本发明实施例提供了一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统及方法，实现了卫星遥测判读规则创建和应用的灵活性、可扩展性及高可配置性，解决了针对遥测数据间关联性、一致性、趋势性等数据特征检测判读能力欠缺的问题，提升卫星遥测判读系统的智能化，具有较好的通用性。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

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 (10)

1.一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统，其特征在于，包括：

遥测参数结构设计模块，用于卫星遥测参数结构化设计定义，生成卫星遥测帧数据表；

规则模型维护模块，完成Lua脚本自定义规则创建和维护功能，为用户提供遥测智能判读的规则模型库；

规则快速实例化模块，完成卫星遥测参数从规则模型至遥测智能判读系统应用规则的实例化过程，实现批量化遥测应用规则快速生成；

数据判读分析模块，完成Lua脚本应用规则的编译，加载并执行脚本应用规则，实现卫星遥测按照自定义规则的实时智能判读功能。

2.根据权利要求1所述的Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统，其特征在于，所述遥测参数结构设计模块通过卫星遥测参数结构化设计定义，采用转换工具将卫星遥测方案设计文件完成至结构化遥测帧数据表的映射，生成卫星遥测帧数据表包括遥测参数名称、遥测参数代号、遥测参数处理方法、遥测参数字节长度、遥测参数判读阈值以及遥测参数所属分系统在内的相关信息。

3.根据权利要求1所述的Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统，其特征在于，所述规则模型维护模块实现规则模型创建、编辑、修改、拷贝以及存储在内的功能，用户遵循Lua语法、输入参数格式、输出参数格式和规则命名规范在内的约束条件进行规则模型维护，为用户提供遥测智能判读的规则模型库。

4.根据权利要求1所述的Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统，其特征在于，所述规则快速实例化模块通过载入规则模型库中的规则模型，利用Lua的table实现一种数据结构解决不同数据类型应用问题，将用户设置的包含目标输入参数和输出参数的Lua table，匹配至规则模型的Lua table，完成批量化遥测应用规则快速生成，并按照命名规范保存为遥测智能判读系统的应用规则。

5.根据权利要求1所述的Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统，其特征在于，所述的数据判读分析模块完成Lua脚本应用规则的编译，通过网络实时接收结构化的遥测帧数据，从遥测帧数据中按照遥测参数索引信息提取所需遥测数据，作为应用规则的输入参数，加载并执行脚本应用规则，实现卫星遥测按照自定义规则的实时智能判读功能。

6.根据权利要求1所述的Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统，其特征在于，所述系统还包括：可视化呈现模块，获取数据判读分析模块输出结果数据信息并完成可视化呈现功能。

7.根据权利要求6所述的Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统，其特征在于，所述可视化呈现模块获取数据判读分析模块输出结果数据信息，通过采取遥测文本颜色跳变标识数值变化、曲线实时绘制完成遥测动态跟踪、绘制流程图进行工作模式识别，以及启动声光报警提示异常状态在内的方法进行判读结果数据可视化综合呈现。

8.一种Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读方法，其特征在于，基于如权利要求1-7中任意一项所述的Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读系统，包括如下步骤：

步骤S1：遥测参数结构设计模块完成卫星遥测参数结构化设计定义并生成卫星遥测帧数据表；

步骤S2：规则模型维护模块完成Lua脚本规则创建和维护，通过Lua编写关联判断、一致性比对、趋势判断在内的脚本规则模型，形成遥测智能判读的所需规则模型库；

步骤S3：规则快速实例化模块载入规则模型库中的规则模型，完成卫星遥测参数从规则模型至遥测智能判读系统应用规则的实例化,生成遥测智能判读系统的应用规则；

步骤S4：数据判读分析模块完成Lua脚本应用规则的编译；

步骤S5：数据判读分析模块加载并执行Lua脚本应用规则，实时接收网络传输的结构化遥测帧数据，从遥测帧数据中按照遥测参数索引信息提取所需遥测数据，获取应用规则的输入参数；

步骤S6：数据判读分析模块代入应用规则的输入参数，按照自定义Lua规则脚本代码进行计算，并完成计算结果输出。

9.根据权利要求8所述的Lua脚本规则快速生成的卫星遥测智能判读方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤S7：可视化呈现模块接收数据判读分析模块的输出结果数据，采取遥测文本颜色跳变标识数值变化、曲线实时绘制完成遥测动态跟踪、绘制流程图进行工作模式识别，以及启动声光报警提示异常状态在内的方法进行判读结果数据可视化呈现。

10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8至9中任一项所述的方法的步骤。

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