CN113993003B - 多卫星并行数据转发系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多卫星并行数据转发系统及方法，系统分别与卫星主测试系统、基地服务器互联，包括网络配置模块、帧解析模块、参数转发模块、数据显示模块和链监检查模块；网络配置模块根据系统与卫星主测试系统、基地服务器的互联方式进行设置；帧解析模块根据不同卫星的解析配置表计算遥测参数原码值和工程值并发送给参数转发模块；参数转发模块根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧转发给基地服务器；数据显示模块显示系统接收的卫星遥测原帧；链监检查模块接收基地服务器发送的链监查询指令后对网络链路进行检查。本发明克服现有单星数据转发系统使用局限，提供一种适用于多卫星、多型号同时使用的多星并行数据转发系统及方法。

Description

多卫星并行数据转发系统及方法
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，特别是涉及一种多卫星并行数据转发系统及方法。
背景技术
卫星数据转发系统主要用于卫星系统与发射场系统间的指挥、控制和通信，实时了解卫星发射前后的状态。卫星发射前，卫星数据转发系统接收主测试计算机广播的卫星遥测原帧，数据处理后将重要参数发送给基地服务器；卫星发射后，卫星数据转发系统接收基地服务器转发的卫星遥测原帧，数据处理后将重要参数发送给基地服务器，同时将遥测原帧转发给主测试计算机。
目前卫星数据转发系统普遍采用单颗卫星模式，卫星系统与发射场系统通过TCP/IP或UDP方式进行通信。单颗卫星模式数据转发系统一般包括数据转发计算机、基地服务器、主测试计算机和网络交换机，主要用于卫星测试数据接收、数据处理、数据转发和数据显示。
随着微小卫星星座的发展，未来会出现更多一箭多星发射模式，现有单星系统已经无法适用于多颗卫星同时与地面测试系统和发射场系统的并行通信需求。
目前卫星数据转发系统普遍采用的单颗卫星模式，其技术的缺点主要表现在：
(1)只能提供单颗卫星数据转发功能，无法满足多颗卫星的数据通信转发需求；
(2)不具备多颗卫星遥测数据实时解析功能，需依赖于主测试系统解析数据；
(3)不具备通信链路检测通信状态功能，无法检测实时的通信状态。
发明内容
针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种多卫星并行数据转发系统及方法，该系统及方法克服现有单星数据转发系统使用局限，是一种适用于多卫星、多型号同时使用的多星并行数据转发系统及方法。
本发明的第一方面，提供了一种多卫星并行数据转发系统，系统分别与卫星主测试系统、基地服务器互联，包括网络配置模块、帧解析模块、参数转发模块、数据显示模块和链监检查模块；
所述网络配置模块根据系统与卫星主测试系统、基地服务器的互联方式进行设置；
所述帧解析模块根据不同卫星的解析配置表，利用系统接收的卫星遥测原帧数据计算遥测参数原码值和工程值并发送给所述参数转发模块；
所述参数转发模块根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧转发给基地服务器；
所述数据显示模块显示系统接收的卫星遥测原帧；
所述链监检查模块接收基地服务器发送的链监查询指令后对网络链路进行检查。
进一步的，所述网络配置模块包括配置系统中一个网卡的IP和监听端口用于接收卫星主测试系统信息，以及配置系统中另一个网卡的IP和发送\接收端口用于发送\接收基地服务器信息。
进一步的，所述参数转发模块包括配置重要参数表中各型号卫星需转发的重要参数。
本发明的第二方面，提供一种多卫星并行数据转发方法，包括：
利用网络配置模块根据系统与卫星主测试系统、基地服务器的互联方式进行设置；
利用帧解析模块根据不同卫星的解析配置表，利用系统接收的卫星遥测原帧数据计算遥测参数原码值和工程值并发送给所述参数转发模块；
利用参数转发模块根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧转发给基地服务器；
利用数据显示模块显示系统接收的卫星遥测原帧；
利用链监检查模块接收基地服务器发送的链监查询指令后对网络链路进行检查。
进一步的，所述方法包括射前模式，所述射前模式的具体步骤为：
S101、系统接收并显示卫星主测试系统发送的卫星遥测原帧；
S102、将卫星遥测原帧根据不同卫星的解析配置表解析出遥测参数原码值和工程值；
S103、将遥测参数原码值和工程值根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧；
S104、将参数帧发送给基地服务器。
进一步的，所述方法包括射后模式，所述射后模式的具体步骤为：
S201、系统接收并显示基地服务器转发的卫星遥测原帧；
S202、系统将卫星遥测原帧转发给卫星主测试系统；
S203、将卫星遥测原帧根据不同卫星的解析配置表解析出遥测参数原码值和工程值；
S204、将遥测参数原码值和工程值根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧；
S205、将参数帧发送给基地服务器。
进一步的，所述方法还包括：利用网络配置模块配置系统中一个网卡的IP和监听端口用于接收卫星主测试系统信息，以及配置系统中另一个网卡的IP和发送\接收端口用于接收基地服务器信息。
进一步的，所述方法还包括：利用参数转发模块配置重要参数表中各型号卫星需转发的重要参数。
本发明第三方面，提供了多卫星通信系统，该系统包括：如上所述的多卫星并行数据转发系统。
本发明提供的一种多卫星并行数据转发系统及方法，主要解决的技术问题是克服现有单卫星数据转发系统的使用局限，适用于多卫星、多型号同时使用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
按照系统功能分为网络配置模块、帧解析模块、数据转发模块、数据显示模块、链路监视模块，可根据实际情况设置工作模式；
能够实时解析单颗或多颗不同型号卫星遥测参数，并将重要参数组成参数帧发送给基地服务器；
可扩展性强，能够在满足系统运行性能条件下，支持卫星型号和数量的扩展，满足多型号、多卫星发射场任务需求。
附图说明
图1是本发明实施例中包括多卫星并行数据转发系统的多卫星通信系统结构示意图；
图2是本发明实施例多卫星并行数据转发系统中帧解析模块和参数转发模块的功能示意图；
图3是本发明实施例多卫星并行数据转发系统射前模式的流程示意图；
图4是本发明实施例多卫星并行数据转发系统射后模式的流程示意图；
图5是本发明实施例多卫星并行数据转发系统中链监检查模块的功能示意图；
图6是本发明实施例中多卫星并行数据转发方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例中的包括多卫星并行数据转发系统的多卫星通信系统，如图1所示，多卫星并行数据转发系统01通过以太网分别与卫星主测试系统02、基地服务器03互联。
本实施例提供的多卫星并行数据转发系统01，包括网络配置模块011、帧解析模块012、参数转发模块013、数据显示模块014和链监检查模块015，网络配置模块011根据系统01与卫星主测试系统02、基地服务器03的互联方式进行设置；帧解析模块012根据不同卫星的解析配置表，利用系统02接收的卫星遥测原帧数据计算遥测参数原码值和工程值并发送给所述参数转发模块013；参数转发模块013根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧转发给基地服务器03；数据显示模块014显示系统接收的卫星遥测原帧；链监检查模块015接收基地服务器03发送的链监查询指令后对网络链路进行检查。除了上述系统和模块以外，还可以包括其他单元和模块，然而，由于这些部件与本公开实施例的内容无关，因此在这里省略其图示和描述。
具体实施过程中，如图2所示，帧解析模块012根据不同卫星的解析配置表即帧解析表计算出遥测参数原码值和工程值，然后发送给参数转发模块013，参数转发模块013根据帧解析模块012发送的遥测参数原码值和工程值利用重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧转发给基地服务器03。
具体实施过程中，卫星发射前，如图3所示，多卫星并行数据转发系统01接收主测试计算机发送的卫星遥测原帧，帧解析模块012解析计算出遥测参数原码值和工程值，数据显示模块014显示卫星遥测原帧，参数转发模块013将重要工程值组成参数帧发送给基地服务器03。卫星发射后，如图4所示，多卫星并行数据转发系统01接收基地服务器03转发的卫星遥测原帧，帧解析模块012根据卫星遥测帧格式解析配置表解析出遥测参数原码值和工程值，数据显示模块014显示卫星遥测原帧，参数转发模块013根据重要遥测参数配置表，将重要参数组成参数帧发送给基地服务器03，同时将遥测原帧转发给主测试计算机02。
具体实施过程中，为保证网络链路可靠性连接，卫星发射前后，基地服务器03向多卫星并行数据转发系统01发送链监查询，如图5所示，多卫星并行数据转发系统01收到链监查询后链监检查模块015将链监计数+1，同时应答基地服务器03的链监查询。
具体地，网络配置模块011包括配置系统网卡1的IP和监听端口、接收卫星主测试系统UDP组播和端口用于接收卫星主测试系统信息，以及配置网卡2的IP和发送\接收端口、接收基地服务器IP和端口用于发送\接收基地服务器信息。参数转发模块013包括配置重要参数表中各型号卫星需转发的重要参数。
根据本发明提供的一种多卫星并行数据转发方法，包括：
利用网络配置模块011根据系统与卫星主测试系统02、基地服务器03的互联方式进行设置；
利用帧解析模块012根据不同卫星的解析配置表，利用系统接收的卫星遥测原帧数据计算遥测参数原码值和工程值并发送给所述参数转发模块013；
利用参数转发模块013根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧转发给基地服务器03；
利用数据显示模块014显示系统接收的卫星遥测原帧；
利用链监检查模块015接收基地服务器发送的链监查询指令后对网络链路进行检查。
一种多卫星并行数据转发方法，包括射前模式，具体步骤为：
S101、系统接收并显示卫星主测试系统02发送的卫星遥测原帧；
S102、将卫星遥测原帧根据不同卫星的解析配置表解析出遥测参数原码值和工程值；
S103、将遥测参数原码值和工程值根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧；
S104、将参数帧发送给基地服务器03。
一种多卫星并行数据转发方法，包括射后模式，具体步骤为：
S201、系统接收并显示基地服务器03转发的卫星遥测原帧；
S202、系统将卫星遥测原帧转发给卫星主测试系统02；
S203、将卫星遥测原帧根据不同卫星的解析配置表解析出遥测参数原码值和工程值；
S204、将遥测参数原码值和工程值根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧；
S205、将参数帧发送给基地服务器03。
具体实施过程如图6所示，卫星主测试系统02采用主测试计算机，基地服务器03采用基地C3I服务器，多卫星并行数据转发系统01开始运行后，需网络配置模块011先配置系统01网卡1的IP和监听端口、接收主测试系统UDP组播和端口等信息，网卡2IP和发送\接收端口、基地IP和发送/接收端口等信息。需要参数转发模块013配置重要参数表中配置各型号需转发的重要参数，完成以上配置后执行系统01初始化，设置系统01工作模式，按卫星发射阶段的射前模式和射后模式，工作模式设置完成后，执行相应模式下工作。卫星发射前采用射前模式，多卫星并行数据转发系统01接收并显示主测试系统02发送的卫星遥测原帧，帧解析模块012根据不同卫星的解析配置表即帧解析表解析出遥测参数原码值和工程值，参数转发模块013将重要参数打包成参数帧，发送给基地服务器03。卫星发射后采用射后模式，多卫星并行数据转发系统01接收并显示基地服务器03转发的卫星遥测原帧，同时将卫星遥测原帧转发给主测试计算机02，帧解析模块012根据不同卫星的解析配置表即帧解析表解析出遥测参数原码值和工程值，参数转发模块013将重要参数打包成参数帧，发送给基地服务器03。
本发明提供的多卫星并行数据转发系统及方法，其中多卫星并行数据转发系统01与卫星主测试系统02、基地服务器03互联，多卫星并行数据转发系统01包括网络配置模块011、帧解析模块012、参数转发模块013、数据显示模块014和链监检查模块015。卫星发射前，多卫星并行数据转发系统01接收主测试系统02发送的卫星遥测帧，通过帧解析模块012解析出遥测参数原码值和工程值，参数转发模块013将重要参数发送给基地服务器03。卫星发射后，多卫星并行数据转发系统01接收基地服务器03转发的卫星遥测原帧，通过帧解析模块012解析出遥测参数原码值和工程值，通过参数转发模块013将重要参数发送给基地服务器03，同时将遥测原帧转发给主测试计算机02。帧解析模块012根据不同卫星的解析配置表即帧解析表将遥测原帧解析成参数工程值，提供给所述参数转发模块013。参数转发模块013根据重要参数表要求获取参数工程值并打包成参数帧发送给所述基地服务器03，链监检查模块015能够接收所述基地服务器03的链监查询信息并应答链监查询，保障链路通信正常。本发明克服现有单星数据转发系统使用局限，提供一种适用于多卫星、多型号同时使用的多卫星并行数据转发系统。与现有技术相比，系统分为网络配置模块、帧解析模块、数据转发模块、数据显示模块、链路监视模块，可根据实际情况设置工作模式；能够实时解析单颗或多颗不同型号卫星遥测参数，并将重要参数组成参数帧发送给基地服务器；系统可扩展性强，能够在满足系统运行性能条件下，支持卫星型号和数量的扩展，满足多型号、多卫星发射场任务需求。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的步骤、方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种步骤、方法所固有的要素。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多卫星并行数据转发系统，系统分别与卫星主测试系统、基地服务器互联，其特征在于，包括网络配置模块、帧解析模块、参数转发模块、数据显示模块和链监检查模块；
所述网络配置模块根据系统与卫星主测试系统、基地服务器的互联方式进行设置；
所述帧解析模块根据不同卫星的解析配置表，利用系统接收的卫星遥测原帧数据计算遥测参数原码值和工程值并发送给所述参数转发模块，所述参数转发模块包括配置重要参数表中各型号卫星需转发的重要参数；
所述参数转发模块根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧转发给基地服务器；
所述数据显示模块显示系统接收的卫星遥测原帧；
所述链监检查模块接收基地服务器发送的链监查询指令后对网络链路进行检查。
2.根据权利要求1所述的多卫星并行数据转发系统，其特征在于，所述网络配置模块包括配置系统中一个网卡的IP和监听端口用于接收卫星主测试系统信息，以及配置系统中另一个网卡的IP和发送接收端口用于发送接收基地服务器信息。
3.一种多卫星并行数据转发方法，其特征在于，包括：
利用网络配置模块根据系统与卫星主测试系统、基地服务器的互联方式进行设置；
利用帧解析模块根据不同卫星的解析配置表，利用系统接收的卫星遥测原帧数据计算遥测参数原码值和工程值并发送给参数转发模块，所述参数转发模块包括配置重要参数表中各型号卫星需转发的重要参数；
利用参数转发模块根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧转发给基地服务器；
利用数据显示模块显示系统接收的卫星遥测原帧；
利用链监检查模块接收基地服务器发送的链监查询指令后对网络链路进行检查。
4.根据权利要求3所述的多卫星并行数据转发方法，其特征在于，所述方法包括射前模式，所述射前模式的具体步骤为：
S101、系统接收并显示卫星主测试系统发送的卫星遥测原帧；
S102、将卫星遥测原帧根据不同卫星的解析配置表解析出遥测参数原码值和工程值；
S103、将遥测参数原码值和工程值根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧；
S104、将参数帧发送给基地服务器。
5.根据权利要求3所述的多卫星并行数据转发方法，其特征在于，所述方法包括射后模式，所述射后模式的具体步骤为：
S201、系统接收并显示基地服务器转发的卫星遥测原帧；
S202、系统将卫星遥测原帧转发给卫星主测试系统；
S203、将卫星遥测原帧根据不同卫星的解析配置表解析出遥测参数原码值和工程值；
S204、将遥测参数原码值和工程值根据重要参数表获取重要参数工程值并组成参数帧；
S205、将参数帧发送给基地服务器。
6.根据权利要求3所述的多卫星并行数据转发方法，其特征在于，所述方法还包括：利用网络配置模块配置系统中一个网卡的IP和监听端口用于接收卫星主测试系统信息，以及配置系统中另一个网卡的IP和发送接收端口用于接收基地服务器信息。
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