CN115734097B - 一种多航天器并行测试的实时监控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多航天器并行测试的实时监控系统和方法，涉及航天器测试技术领域。具体实施方式包括：数据索引模块，用于存储各个航天器下行的遥测参数的释义明细；编辑模块，用于根据客户端的用户的选择，将数据索引模块的遥测参数与显示组件绑定，生成航天器的显示页面；数据分发模块，用于根据客户端的数据监控请求，向显示模块分发与数据监控请求对应的航天器的遥测参数的测试数据；显示模块，用于利用测试数据驱动航天器的显示页面生成目标监控页面，并通过客户端展示给用户。该实施方式能够对航天器的测试数据进行实时可视化展示，便于实时对航天器的测试情况进行实时监控，定位故障位置以及时处理，提高了航天器的并行测试效率。

Description

一种多航天器并行测试的实时监控系统和方法

技术领域

本发明属于航天器测试技术领域，具体涉及一种多航天器并行测试的实时监控系统和方法。

背景技术

航天器综合测试是指在航天器总装和试验阶段进行的、对航天器的电气设备的功能和性能进行全面验证的过程，是确保航天器质量的关键环节。主要包括向航天器发送遥控指令、接收航天器下传的遥测数据、对遥测数据进行校验等步骤，在此过程中，需要对航天器下行的遥测数据和遥控指令的发送情况进行实时监控，以确定航天器对遥控指令的响应结果。

由于航天器下行的遥测数据对应的遥测原始帧通常是码流形式，为了监控航天器的运行状态，现有的测试过程需要对遥测原始帧进行解析，获得其中的遥测参数，再对遥测参数进行分析，从而判断航天器是否正常运行。

然而，一方面，由于遥测原始帧数据可读性差，无法实时对航天器的运行状态进行监控；另一方面，经过解析得到的遥测参数数据量庞大，将产生成千上万甚至几万的遥测参数，根本无法进行实时分析，使得航天器状态的监控过于滞后；再一方面，下行的遥测码速率(即传输速度)高、数据多变，在航天任务井喷式发展、并行测试任务日趋繁重的当下，现有的监控方法无法全面、及时诊断航天器故障，导致航天器测试效率低下，根本无法满足航天器综合测试的测试需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多航天器并行测试的实时监控系统和方法，能够对航天器的测试数据进行实时可视化展示，便于实时对航天器的运行状态进行监控，定位故障位置以及时处理，大大地提高了航天器的综合测试效率，可以实现高质高效的多航天器并行测试数据的处理。

实现本发明的技术方案如下：

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种多航天器并行测试的实时监控系统，包括：数据索引模块、编辑模块、数据分发模块和显示模块，其中：

所述数据索引模块，用于存储各个所述航天器下行的遥测参数的释义明细；

所述编辑模块，用于根据客户端的用户的选择，将所述数据索引模块的遥测参数与显示组件绑定，生成所述航天器的显示页面；

所述数据分发模块，用于根据所述客户端的数据监控请求，向所述显示模块分发与所述数据监控请求对应的航天器的遥测参数的测试数据；

所述显示模块，用于利用所述数据监控请求的遥测参数对应的测试数据，驱动所述航天器的显示页面生成目标监控页面，并通过客户端展示给用户。

可选地，还包括：

所述数据索引模块，还用于存储各个所述航天器下行的过程信息的释义明细；

所述数据分发模块，还用于根据所述客户端的数据监控请求，向所述显示模块分发与所述数据监控请求的测试指令代码对应的过程数据；

所述显示模块，还用于利用所述数据监控请求的测试指令代码对应的过程数据和所述测试指令代码对应的过程窗口组件生成过程信息窗口。

可选地，所述数据索引模块还用于根据所述用户的选择，展示各个所述遥测参数或者所述过程信息的释义明细。

可选地，所述数据索引模块与所述编辑模块之间、所述数据索引模块和所述显示模块之间通过RESTFul接口通信；所述数据分发模块与所述编辑模块之间、所述数据分发模块和所述显示模块之间通过WebSocket接口通信。

可选地，所述显示模块还包括应急列表组件、应急曲线组件、反演表格组件，还包括：

所述显示模块根据所述客户端的用户选择的所述遥测参数，利用所述数据分发模块推送的所述遥测参数的测试数据，驱动所述应急列表组件或者所述应急曲线组件，生成应急列表或者应急曲线，从而在应急场景下对所述航天器的运行情况进行实时监控；

在所述目标监控页面展示的显示组件对应的遥测参数的测试数据超出所述显示组件对应的逻辑表达式的标准值范围的情况下，所述显示模块根据所述显示组件对应的遥测参数的遥测原始帧或者遥测原包的索引键，利用所述数据分发模块推送的所述遥测参数的遥测原始帧或者遥测原包，驱动所述反演表格组件，生成遥测原始帧表格或者遥测原包表格，从而逆向分析所述遥测参数的测试数据。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种多航天器并行测试的实时监控方法，所述方法包括：

接收一个或多个客户端的数据监控请求；其中，所述数据监控请求指示了航天器型号；

数据分发模块根据所述航天器型号，将从所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据下发给所述客户端的显示模块；

所述显示模块从编辑模块获取与所述航天器型号对应的显示页面；其中，所述显示页面是所述编辑模块根据所述客户端的用户选择，利用显示组件与所述数据索引模块存储的与所述航天器型号对应的遥测参数绑定后预生成的；

所述显示模块利用与所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据，驱动与所述航天器型号对应的显示页面生成目标监控页面，并通过所述客户端进行展示。

可选地，所述数据分发模块根据所述航天器型号，将从所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据下发给所述客户端的显示模块，包括：

根据所述航天器型号，确定所述数据监控请求的目标数据分发模块；

分别判断所述目标数据分发模块包括的多个实时数据副本是否处于空闲状态，确定处于所述空闲状态的实时数据副本为目标实时数据副本，并将所述数据监控请求发送给所述目标实时数据副本；

接收所述目标实时数据副本根据所述客户端的订阅请求推送的待监控遥测参数的测试数据，并发送给所述客户端的显示模块。

可选地，还包括：

接收一个或多个客户端的订阅请求或者取消订阅请求；其中，所述订阅请求包括所述客户端请求订阅的数据项、所述取消订阅请求包括所述客户端请求取消订阅的数据项；

根据所述客户端请求订阅的数据项，创建客户端订阅请求表和客户端订阅请求反向表；其中，所述客户端订阅请求表包括各个客户端请求订阅的数据项，所述客户端订阅请求反向表包括请求订阅各个数据项的客户端；

接收所述航天器下注的实时数据，根据所述实时数据中的数据项，查询所述客户端订阅请求反向表，确定所述实时数据中的数据项对应的目标客户端，将所述实时数据中的数据项推送至对应的目标客户端；

根据所述客户端请求取消订阅的数据项，查询所述客户端订阅请求表，删除所述客户端对应的请求取消订阅的数据项，并且，查询所述客户端订阅请求反向表，删除所述请求取消订阅的数据项对应的客户端。

可选地，所述客户端订阅请求表和所述客户端订阅请求反向表为hash表，所述客户端订阅请求表以所述客户端的客户端标识为key、所述客户端的订阅的数据项为value；所述客户端订阅请求反向表以所述数据项为key、订阅所述数据项的客户端标识为value。

可选地，还包括：

所述数据分发模块根据所述航天器型号，将与所述航天器型号对应的过程信息的过程数据下发给所述客户端的显示模块；

所述显示模块从所述编辑模块获取与所述航天器型号对应的过程窗口组件；

所述显示模块利用与所述航天器型号对应的过程信息的过程数据，驱动与所述航天器型号对应的过程窗口组件生成过程信息窗口，并通过所述客户端进行展示。

可选地，所述显示模块利用与所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据，驱动与所述航天器型号对应的显示页面生成目标监控页面，包括：

利用所述航天器型号对应的遥测参数的显示组件的逻辑表达式，对所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据进行判断，确定所述航天器型号对应的遥测参数对应的显示组件的监控结果，利用所述监控结果生成目标监控页面。

有益效果：

(1)本发明适用于航天器系统级综合测试，可以满足多航天器并行测试的多客户端、多数据线的实时监控。

(2)本发明应用于井喷式发展的航天任务综合测试时，在多航天器并行测试的场景中，可以应对遥测参数多、更新频率快等场景需求，快速提取实时监控的目标数据，以直观、易懂、不易疏漏的方式监控遥测参数变化，实现高质高效的测试数据实时监控、并行测试要求。

(3)本发明使用二级负载均衡的形式，每个航天器对应的数据分发模块构建多个实时数据副本(包括遥测原始帧、遥测原包、遥测参数和过程信息，标记为全局唯一的随时间变化的键值对数据项)，根据客户端的监控请求，连接对应的航天器的实时数据副本获取测试数据或者过程数据，面对数据项多、数据更新频率快的情况，每一个数据分发模块只需要处理有限的客户端订阅请求，并且，为多个客户端提供航天器统一的均衡入口，对客户端友好、用户无感的情况下即起到负载均衡的作用从而保证整个系统的实时数据分发性能，确保数据监控无遗漏。

(4)本发明采用图形、列表、曲线的形式，实现了航天器综合测试时下行数据和上行指令发送情况的实时监控；本发明以航天器为单位管理显示页面，实现航天器的集中监控、同时各个航天器之间互不干扰，提升了综合测试效率和测试工具的集成度。

(5)本发明通过编辑模块绑定遥测参数和显示组件、测试指令代码和过程窗口组件、遥测原始帧索引键和反演表格组件等，利用航天器的下行的测试数据和过程数据驱动生成监控页面对航天器进行监控；反演场景下采用遥测原始帧、遥测原包生成表格逆向分析遥测参数异常；应急场景下创建应急列表和应急曲线进行辅助监控。

(6)本发明可以通过基本图元、逻辑表达式构建自定义的显示组件，满足多样的监控需求。

附图说明

图1为根据本发明实施例的多航天器并行测试实时监控方法的主要流程的示意图。

图2为根据本发明实施例的多航天器并行测试实时监控系统的示意图。

图3为根据本发明实施例的多航天器并行测试的数据分发模块的负载均衡策略的示意图。

图4为根据本发明实施例的多航天器并行测试的数据分发模块的负载均衡方法的主要流程的示意图。

图5为根据本发明实施例的数据分发模块的订阅请求的处理的示意图。

图6为根据本发明实施例的显示页面的预处理方法的示意图。

具体实施方式

REST：Representational State Transfer，是指表征层状态转换，属于一种网络应用程序的设计风格和开发方式，提供了一组设计原则和约束条件，可以应用于交互类软件。

RESTFUL：是指满足REST架构风格的一种网络应用程序的设计风格和开发方式，是目前最流行的接口设计规范，基于HTTP，可以使用XML格式定义或JSON格式定义。RESTful接口(或称，RESTful API)的风格具备结构清晰、符合标准、易于理解、扩展方便等优点。

WebSocket：一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议，在WebSocket接口(或称，WebSocket API)中，交互双方只需完成一次握手，即可创建持久性连接，从而进行双向数据传输。

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种多航天器并行测试的实时监控系统，如图1所示，多航天器并行测试的实时监控系统100包括：数据索引模块101、编辑模块102、数据分发模块103和显示模块104，具体地：

数据索引模块101，用于存储各个所述航天器下行的遥测参数的释义明细。

在本发明实施例中，数据索引模块101存储各个航天器下行的遥测参数和各个航天器的过程信息的释义明细，在响应于用户对显示页面、过程信息窗口中各个遥测参数、测试指令代码的点击时，提供遥测参数、测试指令代码的释义明细，使得用户可以明确各个遥测参数和测试指令代码的含义。其中，遥测参数的释义明细包括遥测参数的全局唯一标识、航天器型号、遥测参数来源、遥测参数ID、遥测参数名称、遥测参数名称解释的对应关系；过程信息包括测试指令代码、测试指令名称和测试指令名称解释的对应关系。

编辑模块102，用于根据客户端的用户的选择，将所述数据索引模块的遥测参数与显示组件绑定，生成所述航天器的显示页面。

在本发明实施例中，用户可以通过编辑模块102的选择框，选择数据索引模块101的遥测参数或者测试指令代码进行绑定，避免输入错误。

编辑模块102包括多个显示组件和过程窗口组件，显示组件可以是电气符号(比如，开关)、指示灯、进度条、仪表、仪器、曲线、表格、文本等预置组件；过程窗口组件用于对针对航天器的测试指令的上行状态、执行状态等情况进行实时监控。用户可以利用编辑模块102将航天器下行的遥测参数与显示组件绑定，并拖拽各个显示组件，以显示组件为基础构造/绘制各个航天器的显示页面，相应地，编辑模块102提供了遥测参数的组态化显示的页面编辑功能，使得用户可以享受所编即所得的编辑服务。

用户可以根据需要，通过编辑模块102自定义显示组件的样式、属性、动作逻辑等，以丰富显示模块的表达能力；比如，编辑模块102以html5、canvas技术为核心支撑，用户可以通过点、线等基本图元构造显示组件，并定义显示组件的样式、属性和动作逻辑等，从而利用自定义显示组件生成显示页面，形成“图元—组件—页面”三层结构，以丰富显示页面的表达能力。

进一步地，用户可以利用编辑模块102，自定义显示组件对应的遥测参数的逻辑表达式，根据逻辑表达式中遥测参数的标准值的不同，设置不同的显示组件的样式、属性、动作逻辑等，实现显示组件的自定义动作逻辑，并利用遥测参数的测试数据驱动显示页面的显示组件的样式、属性和动作变化(比如，开关开合、文字、颜色、线条等)，通过显示模块进行展示。比如，显示组件为开关，遥测参数SAT00001.A001表示开关的开闭状态，也即，将开关的开闭状态与遥测参数SAT00001.A001绑定，遥测参数SAT00001.A001的逻辑表达式包括SAT00001.A001＝＝1和SAT00001.A001＝＝0，当SAT00001.A001＝＝1时，表示开关的开闭状态为闭合，相应地，显示模块展示的开关为闭合状态；当SAT00001.A001＝＝0时，表示开关的开闭状态为断开，相应地，显示模块展示的开关为断开状态。又比如，显示组件为文本框，遥测参数SAT00001.A002表示文本框背景颜色，也即，将文本框背景颜色与遥测参数SAT00001.A002绑定，遥测参数SAT00001.A002的逻辑表达式包括

SAT00001.A002>1.0&&SAT00001.A002<5.0和SAT00001.A002>＝5.0，当SAT00001.A002>1.0&&SAT00001.A002<5.0时，表示文本框背景颜色为绿色，相应地，显示模块展示的文本框背景为绿色；当SAT00001.A002>＝5.0时，表示文本框背景颜色为红色，相应地，显示模块展示的文本框背景为红色。

进一步地，用户通过编辑模块102的选择框选定数据索引模块101的遥测参数后，可以根据逻辑表达式确定显示组件的动作逻辑。

进一步地，用户可以根据需要，通过编辑模块102自定义过程窗口组件的样式、属性等。编辑模块102支持显示页面、过程信息窗口的实时预览，用户可以基于编辑模块102预生成的预览显示页面预览信息窗口查看航天器是否异常，提高监控的便利性。进一步地，用户还可以利用编辑模块102对航天器的显示页面进行管理，编辑模块102通过服务后台的文件系统存储各个航天器的显示页面、以及包括多个航天器的航天器组的显示页面；其中，一个航天器的遥测参数可以独立展示于一个显示页面，使得对各个航天器的监控互不干扰；一个航天器组的遥测参数可以独立展示于一个显示页面，使得多个航天器的遥测参数可以集中于一个显示页面进行展示，实现一个显示页面内多个航天器的遥测参数的集中监控。

在本发明实施例中，编辑模块102的显示组件、显示页面在服务后台以文件形式存储在文件系统中，显示页面按照航天器和航天器组进行文件夹管理，便于数据迁移、备份以及复用等，同时可以简化系统的复杂度。具体地，以航天器或者航天器组的文件夹为根级文件夹，在每一个航天器或者航天器组内，用户可以自定义子级文件夹的显示页面，完成显示页面的创建、编辑、保存、删除等功能，实现显示页面的自由管理。

编辑模块102支持登录用户的权限控制，能够对用户的编辑权限、航天器的管理权限进行限定，设置用户可以编辑的显示组件和显示页面、以及用户可以监控的航天器。

数据分发模块103，用于根据所述客户端的数据监控请求，向所述显示模块分发与所述数据监控请求对应的航天器的遥测参数的测试数据。

在本发明实施例中，航天器下行数据的原始格式为遥测原始帧，地面控制中心对航天器下行的遥测原始帧进行解析，获得解析后的遥测原包、遥测参数的测试数据、过程数据(地面控制中心向航天器上注的测试指令对应的测试指令发送事件)，将遥测原始帧、遥测原包、遥测参数的测试数据和过程数据发送给消息总线，由数据分发模块103从消息总线读取。数据分发模块103管理各个客户端的订阅需求，根据各个客户端订阅的数据项，将对应的遥测原始帧、遥测原包、遥测参数的测试数据或者过程数据，按照订阅请求要求的数据格式分发给客户端的显示模块104，使得用户可以通过客户端对航天器的显示页面进行监控，并且，显示模块的数据刷新频率和数据分发模块103向各个客户端分发的数据更新频率保持一致。其中：

遥测原始帧是航天器下传的原始码流，“DATF”表示实时遥测原始帧、“DAHF”表示延时遥测原始帧。在多航天器并行测试的场景下，将航天器型号和时效类型进行组合，确定遥测原始帧的全局唯一标识。比如，“SAT00001.DATF”表示航天器SAT00001的DATF数据。

遥测原包是将遥测原始帧按照帧编排格式(比如，CCSDS标准)进行拆解，得到的数据打包单元，一个遥测原包通常对应一个遥测参数。根据遥测原包的解析来源和遥测原包的ID，确定遥测原包的全局唯一标识。比如，“DATO”为“DATF”解析后的遥测原包，原包ID为PK1，“SAT00001.DATO.PK1”表示航天器SAT00001的DATF数据解析后的遥测原包PK1。

遥测参数是从遥测原包中解析得到的、可以代表具体物理含义的参数。根据遥测参数的解析来源和遥测参数的ID，确定遥测参数的全局唯一标识。比如，“DATE”为“DATO”解析出的遥测参数，遥测参数包括母线电压、母线电流、设备电压、设备电流、温度、相机开机状态等，母线电压的ID为A001、母线电流的ID为A002，“SAT00001.DATE.A001”表示航天器SAT00001的DATO数据解析后的母线电压。

过程数据为测试指令发送事件，标记为特殊数据类型“MESG”，根据航天器型号，确定过程数据的全局唯一标识。比如，“SAT00001.MESG”表示航天器SAT00001的过程数据。

数据分发模块103的订阅接口包括：(a)遥测参数订阅接口、遥测参数取消订阅接口，接口的传入参数为航天器型号，遥测参数的测试数据的传递形式为参数数组，用户可以选择一次订阅或者取消订阅任意航天器的多个遥测参数；(b)过程信息订阅接口、过程信息取消订阅接口，接口的传入参数为航天器型号，用户可以选择订阅或者取消订阅任意航天器的过程信息；(c)遥测原始帧订阅接口、遥测原始帧取消订阅接口，接口的传入参数为航天器型号和遥测原始帧索引键，用户可以选择订阅或者取消订阅任意航天器的遥测原始帧；(d)遥测原包订阅接口、遥测原包取消订阅接口，传入参数为航天器型号和遥测原包索引键，用户可以选择订阅或者取消订阅任意航天器的遥测原包。

显示模块104，用于利用所述数据监控请求的遥测参数对应的测试数据，驱动所述航天器的显示页面生成目标监控页面，并通过客户端展示给用户。

在本发明实施例中，客户端包括显示模块104(比如，客户端为PC终端，显示模块104为PC终端的浏览器页面)，用户可以通过客户端监控航天器的测试情况，包括是否出现故障、测试指令是否执行成功、测试数据的变化规律是否符合要求等。

显示模块104包括应急列表组件、应急曲线组件和反演表格组件，应急列表组件、应急曲线组件适用于显示页面无法即时生成的应急场景下的航天器运行情况的实时监控；反演表格组件适用于监控到遥测参数异常时的反演场景下的航天器的遥测原始帧或者遥测原包的逆向分析。

进一步地，用户可以根据需要，通过显示模块104自定义应急列表组件、应急曲线组件和反演表格组件的样式、属性等。

显示模块104支持应急列表、应急曲线、遥测原始帧表格、遥测原包表格的实时预览，用户可以基于显示模块104预生成的预览应急列表、预览应急曲线、预览原始帧表格、预览原包表格查看航天器是否异常，提高监控的便利性。

显示模块104采用与编辑模块102相同的图形渲染引擎，利用数据监控请求对应的航天器的遥测参数的测试数据驱动航天器的显示页面，生成目标监控页面，可以重现航天器结构、航天器各个遥测参数的测试数据变化，使得用户可以对各个航天器进行实时监控，及时发现航天器故障、判断航天器运行状态以及测试结果，迭代改善航天器质量。

进一步地，显示模块104采用与编辑模块102相同的图形渲染引擎，与编辑模块102共享文件系统，以不可编辑的方式从文件系统中加载编辑模块102构造的航天器的显示页面，利用数据监控请求对应的航天器的遥测参数对应的测试数据驱动显示页面以生成目标监控页面。

显示模块104支持应急场景下，根据用户选择的应急列表组件或者应急曲线组件，利用接收到的数据分发模块103分发的遥测参数的测试数据驱动应急列表组件或者应急曲线组件，生成应急列表或者应急曲线，从而在应急场景下对航天器的运行情况进行实时监控。

显示模块104支持过程信息的实时监控，根据用户选择的测试指令代码，利用接收到的数据分发模块103分发的测试指令代码对应的过程数据驱动过程窗口组件，生成过程信息窗口，从而对测试指令的上行状态、执行状态等情况进行实时监控。

显示模块104支持反演场景下，根据用户选择的遥测原始帧或者遥测原包的索引键，利用接收到的数据分发模块103分发的遥测原始帧或者遥测原包驱动反演表格组件，生成遥测原始帧表格或者遥测原包表格，从而逆向分析存在异常的遥测参数，确定是否是解析错误导致的遥测参数异常。

在本发明实施例中，编辑模块102和显示模块104接入单点登录系统(SSO)获取用户信息和权限信息，根据登录用户的管理权限，向登录用户展示与管理权限对应的航天器和航天器组，隐藏登录用户不具备管理权限的航天器和航天器组，完成权限控制。

在本发明实施例中，如图1所示，编辑模块102、显示模块104为部署于各个客户端的Web服务，数据索引模块101与编辑模块102之间、以及数据索引模块101和显示模块104之间通过RESTFul接口通信，为编辑模块102、显示模块104提供遥测参数与显示组件的绑定关系、过程信息的索引服务。RESTFul接口具备精确检索、多字段模糊检索、数据分页等功能，可以提供灵活快捷的数据索引服务。

数据分发模块103与编辑模块102之间、以及数据分发模块103和显示模块104之间通过WebSocket接口通信，为编辑模块102、显示模块104提供测试数据的推送服务。WebSocket接口的实现形式可以是Socket.io。

编辑模块102和显示模块104共享文件系统，用户通过编辑模块102绘制各个航天器的显示页面，存储至文件系统，显示模块104从文件系统加载航天器的显示页面，利用数据分发模块103分发的航天器的测试数据驱动显示页面生成目标监控页面。

本发明提供了一种多航天器并行测试的实时监控方法，如图3所示，多航天器并行测试的实时监控方法包括如下步骤：

步骤21，接收一个或多个客户端的数据监控请求；其中，所述数据监控请求指示了航天器型号。

在本发明实施例中，用户(比如，测试人员)利用客户端发起航天器的数据监控请求，一个航天器型号对应一个航天器。

步骤22，所述数据分发模块根据所述航天器型号，将从所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据下发给所述客户端的显示模块。

在本发明实施例中，由于海量航天器的遥测参数的数据量庞大，每一个航天器的遥测参数可能都数以万记，并且，遥测参数的测试数据更新频率极高，为了保证数据分发模块103在分发测试数据时的实时推送性能，本发明采用如图3所示的二级负载均衡的负载均衡策略，其中：

首先，多航天器并行测试的实时监控系统包括多个数据分发模块103，每一个数据分发模块103为一个航天器提供遥测参数的测试数据、过程信息的过程数据等的分发服务，从而实现多航天器并行测试的实时监控系统的一级负载均衡，避免航天器数量激增带来的系统负载压力过大。比如，如图3所示，航天器1数据分发模块提供航天器1的数据分发服务、航天器2数据分发模块提供航天器2的数据分发服务、航天器3数据分发模块提供航天器3的数据分发服务、……、航天器n数据分发模块提供航天器n的数据分发服务。

其次，每一个数据分发模块103对应一个航天器的多个实时数据副本，同一数据分发模块103的多个实时数据副本完全相同，一个实时数据副本可以为有限数量个客户端提供数据推送服务，从而实现多航天器并行测试的实时监控系统的二级负载均衡，避免客户端数量、用户数量激增带来的系统负载压力过大。比如，如图3所示，航天器1数据分发模块对应航天器1实时数据副本1和航天器1实时数据副本2，面对客户端1和客户端3提出的航天器1监控请求，由航天器1实时数据副本1向客户端1的显示模块推送实时数据、航天器1实时数据副本2向客户端3的显示模块推送实时数据，或者反之(航天器1实时数据副本1向客户端1的显示模块提供推送服务、航天器1实时数据副本2向客户端3的显示模块提供推送服务)，实现多航天器并行测试的实时监控系统的二级负载均衡；其中，有限数量个可以是5个。

在本发明实施例中，如图4所示，本发明的数据分发服务的负载均衡方法包括如下步骤：

步骤41，根据所述航天器型号，确定所述数据监控请求的目标数据分发模块。

步骤42，分别判断所述目标数据分发模块包括的多个实时数据副本是否处于空闲状态，如果是，转至步骤S43；如果否，转至步骤S45。

步骤43，确定处于所述空闲状态的实时数据副本为目标实时数据副本，并将所述数据监控请求发送给所述目标实时数据副本。

步骤44，将所述目标实时数据副本根据所述客户端的订阅请求推送的待监控遥测参数的测试数据，发送给所述客户端的显示模块。

在本发明实施例中，当客户端的订阅请求还包括航天器的过程信息时，目标实时数据副本将与航天器型号对应的过程信息的过程数据推送给客户端的显示模块。

在本发明实施例中，如图5所示，本发明的数据分发模块的订阅请求的处理方法包括如下步骤：

步骤51，接收一个或多个客户端的订阅请求或者取消订阅请求；其中，所述订阅请求包括所述客户端请求订阅的数据项、所述取消订阅请求包括所述客户端请求取消订阅的数据项。

步骤52，根据所述客户端请求订阅的数据项，创建客户端订阅请求表和客户端订阅请求反向表。

在本发明实施例中，客户端订阅请求表(记为ws2kv)包括各个客户端请求订阅的数据项，客户端订阅请求反向表(记为kv2ws)包括请求订阅各个数据项的客户端。其中，客户端订阅请求表以客户端的客户端标识为key、客户端的订阅的数据项为value；客户端订阅请求反向表以数据项(包括遥测参数、过程信息的测试指令代码等)为key、订阅数据项的客户端标识为value。

进一步地，客户端订阅请求表和客户端订阅请求反向表的表格形式为hash表。

进一步地，在创建客户端订阅请求表时，可以每接收一个客户端的订阅请求、即增加一个客户端标识key；在创建客户端订阅请求反向表时，先输入航天器全部数据项的key，之后，每接收一个客户端的订阅请求、即将该客户端的客户端标识添加至对应的数据项的value。

步骤53，接收所述航天器下注的实时数据，根据所述实时数据中的数据项，查询所述客户端订阅请求反向表，确定所述实时数据中的数据项对应的目标客户端，将所述实时数据中的数据项推送至对应的目标客户端。

在本发明实施例中，当客户端需要监控航天器的多个数据项时，创建各个客户端的待推送数据列表，将实时数据中的数据项推送至目标客户端的待推送数据列表，直至目标客户端的数据项全部推送完毕后，将待推送数据列表分发至目标客户端的显示模块，清空目标客户端的待推送数据列表。同时，可以创建各个数据项的目标客户端列表，将实时数据中的数据项推送至各个目标客户端的待推送数据列表，直至全部目标客户端推送完毕后，清空目标客户端列表。

步骤54，根据所述客户端请求取消订阅的数据项，查询所述客户端订阅请求表，删除所述客户端对应的请求取消订阅的数据项，并且，查询所述客户端订阅请求反向表，删除所述请求取消订阅的数据项对应的客户端。

在本发明实施例中，根据客户端标识key，查询客户端订阅请求表，将客户端标识key对应的请求取消订阅的数据项value删除；根据请求取消订阅的数据项key，查询客户端订阅请求反向表，将请求取消订阅的数据项key对应的客户端标识value删除。

相较于现有的单个订阅请求表(包括了全部客户端和全部数据项的订阅关系)，单个订阅请求表中包括M个数据项、每个客户端Xi订阅Yi个数据项，针对每一个实时数据数据项，需要遍历整个单个订阅请求表，实时数据的复杂度为O(M×X×Y)＝O(N3)，算法复杂度过高，系统性能在大数据量冲击无法处理。在本发明实施例中，通过客户端订阅请求表，根据客户端标识，可以在O(1)时间内找到其订阅的数据项列表，不需要进行O(n)复杂度的遍历；通过客户端订阅请求反向表，根据数据项key，也可以在O(1)时间内找到订阅该数据项的客户端列表，也不需要进行O(n)复杂度的遍历，使得实时数据的算法复杂度降低为O(M)×O(1)×O(1)＝O(N)，复杂度降低为线性复杂度，系统性能即使在大数据量冲击也可以满足处理要求。

在本发明实施例中，显示组件和遥测参数、过程窗口组件和测试指令代码的绑定关系也可以采用hash表的方式，以提高索引效率，保证显示页面的创建速度、监控页面和过程信息窗口的快速展示。

步骤45，继续等待，转至步骤42。

在本发明实施例中，针对每一个航天器，数据分发模块可以如步骤42-45所示，随机确定为数据监控请求提供推送服务的实时数据副本，或者，数据分发模块也可以为各个客户端配置固定的实时数据副本。

步骤23，所述显示模块从编辑模块获取与所述航天器型号对应的显示页面；其中，所述显示页面是所述编辑模块根据所述客户端的用户选择，利用显示组件与所述数据索引模块存储的与所述航天器型号对应的遥测参数绑定后预生成的。

在本发明实施例中，显示模块104从编辑模块102获取与航天器型号对应的显示页面、过程窗口组件。

步骤24，所述显示模块利用与所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据，驱动与所述航天器型号对应的显示页面生成目标监控页面，并通过所述客户端进行展示。

在本发明实施例中，显示模块104利用与航天器型号对应的遥测参数的测试数据驱动对应的显示页面，生成与航天器型号对应的航天器的目标监控页面，并通过客户端展示；或者，显示模块104利用与航天器型号对应的测试指令代码的过程数据，驱动与航天器型号对应的过程窗口组件生成过程信息窗口，并通过客户端展示。

进一步地，显示模块104在利用测试数据或者过程数据驱动显示页面或者过程窗口组件时，根据显示组件或者过程窗口组件的逻辑表达式，对测试数据或者过程数据进行判断，确定遥测参数或者过程信息的监控结果，利用监控结果生成目标监控页面。比如，航天器SAT00001的遥测参数SAT00001.A002对应的显示组件为文本框背景颜色，文本框背景颜色的逻辑表达式为“当SAT00001.A002>1.0&&SAT00001.A002<5.0时，表示文本框背景颜色为绿色；当SAT00001.A002>＝5.0时，表示文本框背景颜色为红色”，显示模块104对遥测参数SAT00001.A002的测试数据4.09进行判断，确定遥测参数SAT00001.A002符合“SAT00001.A002>1.0&&SAT00001.A002<5.0”，遥测参数SAT00001.A002对应的文本框背景颜色的显示结果为绿色，利用绿色的文本框背景颜色填充显示页面生成目标监控页面。

在目标监控页面展示的显示组件对应的遥测参数的测试数据超出显示组件对应的逻辑表达式的标准值范围的情况下，显示模块根据显示组件对应的遥测参数的遥测原始帧或者遥测原包的索引键，利用数据分发模块推送的遥测参数的遥测原始帧或者遥测原包，驱动反演表格组件，生成遥测原始帧表格或者遥测原包表格，从而逆向分析遥测原始帧或者遥测原包，确定是否是由于遥测原始帧或者遥测原包解析错误导致遥测参数的测试数据超出标准值范围。

在本发明实施例中，用户发现显示页面存在缺陷时，可以通过编辑模块102修改显示页面，并使用编辑模块102的预览模式订阅实时数据，预览修改后的显示页面，验证显示页面的展示效果是否符合要求，完成页面修订后，通过显示模块104加载修订后的显示页面进行监控。

在本发明实施例中，如图6所示，编辑模块102在接收客户端的数据监控请求之前，先绑定各个航天器的显示组件和遥测参数、过程窗口组件和测试指令代码、遥测原始帧索引键和反演表格组件、遥测原包索引键和反演表格组件，并利用对应的绑定关系生成各个航天器的显示页面，本发明的显示页面的预处理方法包括如下步骤：

步骤61，接收一个或多个所述客户端发送的绑定请求；其中，所述绑定请求指示了所述航天器型号的遥测参数与待绑定显示组件的待绑定关系。

在本发明实施例中，编辑模块102接收用户通过客户端发送的绑定请求，绑定请求包括遥测参数与待绑定显示组件、测试指令代码与待绑定过程窗口组件、遥测原始帧索引键与待绑定反演表格组件、遥测原包索引键与待绑定反演表格组件等的待绑定关系。

进一步地，各个航天器的显示组件和遥测参数、过程窗口组件和测试指令代码、遥测原始帧索引键和反演表格组件、遥测原包索引键和反演表格组件等的绑定关系，可以根据不同的测试项目的和测试任务目的而调整，从而创建不同类型的显示页面，采用不同的展示形式对航天器进行监控。

步骤62，根据所述待绑定关系，利用所述编辑模块将所述航天器型号的遥测参数与所述待绑定显示组件绑定。

在本发明实施例中，编辑模块102根据遥测参数与显示组件的对应关系、测试指令代码与过程窗口组件的对应关系、遥测原始帧索引键与反演表格组件的对应关系、遥测原包索引键与反演表格组件的对应关系，分别将各个遥测参数与显示组件、测试指令代码与过程窗口组件、遥测原始帧索引键与反演表格组件、遥测原包索引键与反演表格组件绑定，以便后续利用遥测参数与显示组件的绑定关系生成各个航天器的显示页面、利用测试指令代码与过程窗口组件的对应关系生成各个航天器的过程信息窗口、利用遥测原始帧索引键与反演表格组件的对应关系生成遥测原始帧表格、利用遥测原包索引键与反演表格组件的对应关系生成遥测原包表格。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (9)

1.一种多航天器并行测试的实时监控系统，其特征在于，包括：数据索引模块、编辑模块、数据分发模块和显示模块，其中：

所述数据索引模块，用于存储各个所述航天器下行的遥测参数的释义明细；

所述编辑模块，用于根据客户端的用户的选择，将所述数据索引模块的遥测参数与显示组件绑定，生成所述航天器的显示页面；

所述数据分发模块，用于根据所述客户端的数据监控请求，向所述显示模块分发与所述数据监控请求对应的航天器的遥测参数的测试数据；

所述显示模块，用于利用所述数据监控请求的遥测参数对应的测试数据，驱动所述航天器的显示页面生成目标监控页面，并通过客户端展示给用户；

所述显示模块还包括应急列表组件、应急曲线组件、反演表格组件，还包括：

所述显示模块根据所述客户端的用户选择的所述遥测参数，利用所述数据分发模块推送的所述遥测参数的测试数据，驱动所述应急列表组件或者所述应急曲线组件，生成应急列表或者应急曲线，从而在应急场景下对所述航天器的运行情况进行实时监控；

在所述目标监控页面展示的显示组件对应的遥测参数的测试数据超出所述显示组件对应的逻辑表达式的标准值范围的情况下，所述显示模块根据所述显示组件对应的遥测参数的遥测原始帧或者遥测原包的索引键，利用所述数据分发模块推送的所述遥测参数的遥测原始帧或者遥测原包，驱动所述反演表格组件，生成遥测原始帧表格或者遥测原包表格，从而逆向分析所述遥测参数的测试数据。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

所述数据索引模块，还用于存储各个所述航天器下行的过程信息的释义明细；

所述数据分发模块，还用于根据所述客户端的数据监控请求，向所述显示模块分发与所述数据监控请求的测试指令代码对应的过程数据；

所述显示模块，还用于利用所述数据监控请求的测试指令代码对应的过程数据和所述测试指令代码对应的过程窗口组件生成过程信息窗口。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述数据索引模块还用于根据所述用户的选择，展示各个所述遥测参数或者所述过程信息的释义明细。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据索引模块与所述编辑模块之间、所述数据索引模块和所述显示模块之间通过RESTFul接口通信；所述数据分发模块与所述编辑模块之间、所述数据分发模块和所述显示模块之间通过WebSocket接口通信。

5.一种多航天器并行测试的实时监控方法，其特征在于，所述方法包括：

接收一个或多个客户端的数据监控请求；其中，所述数据监控请求指示了航天器型号；

数据分发模块根据所述航天器型号，将从所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据下发给所述客户端的显示模块；

所述显示模块从编辑模块获取与所述航天器型号对应的显示页面；其中，所述显示页面是所述编辑模块根据所述客户端的用户选择，利用显示组件与数据索引模块存储的与所述航天器型号对应的遥测参数绑定后预生成的；

所述显示模块利用与所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据，驱动与所述航天器型号对应的显示页面生成目标监控页面，并通过所述客户端进行展示；

所述数据分发模块根据所述航天器型号，将从所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据下发给所述客户端的显示模块，包括：

(1)根据所述航天器型号，确定所述数据监控请求的目标数据分发模块；

多航天器并行测试的实时监控系统包括多个数据分发模块，每一个数据分发模块为一个航天器提供遥测参数的测试数据、过程信息的过程数据的分发服务，根据航天器的型号，确定对应的目标数据分发模块；

(2)分别判断所述目标数据分发模块包括的多个实时数据副本是否处于空闲状态，确定处于所述空闲状态的实时数据副本为目标实时数据副本，并将所述数据监控请求发送给所述目标实时数据副本；

(3)接收所述目标实时数据副本根据所述客户端的订阅请求推送的待监控遥测参数的测试数据，并发送给所述客户端的显示模块。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

接收一个或多个客户端的订阅请求或者取消订阅请求；其中，所述订阅请求包括所述客户端请求订阅的数据项、所述取消订阅请求包括所述客户端请求取消订阅的数据项；

根据所述客户端请求订阅的数据项，创建客户端订阅请求表和客户端订阅请求反向表；其中，所述客户端订阅请求表包括各个客户端请求订阅的数据项，所述客户端订阅请求反向表包括请求订阅各个数据项的客户端；

接收所述航天器传输的实时数据，根据所述实时数据中的数据项，查询所述客户端订阅请求反向表，确定所述实时数据中的数据项对应的目标客户端，将所述实时数据中的数据项推送至对应的目标客户端；

根据所述客户端请求取消订阅的数据项，查询所述客户端订阅请求表，删除所述客户端对应的请求取消订阅的数据项，并且，查询所述客户端订阅请求反向表，删除所述请求取消订阅的数据项对应的客户端。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述客户端订阅请求表和所述客户端订阅请求反向表为hash表，所述客户端订阅请求表以所述客户端的客户端标识为key、所述客户端的订阅的数据项为value；所述客户端订阅请求反向表以所述数据项为key、订阅所述数据项的客户端标识为value。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

所述数据分发模块根据所述航天器型号，将与所述航天器型号对应的过程信息的过程数据下发给所述客户端的显示模块；

所述显示模块从所述编辑模块获取与所述航天器型号对应的过程窗口组件；

所述显示模块利用与所述航天器型号对应的过程信息的过程数据，驱动与所述航天器型号对应的过程窗口组件生成过程信息窗口，并通过所述客户端进行展示。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述显示模块利用与所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据，驱动与所述航天器型号对应的显示页面生成目标监控页面，包括：

利用所述航天器型号对应的遥测参数的显示组件的逻辑表达式，对所述航天器型号对应的遥测参数的测试数据进行判断，确定所述航天器型号对应的遥测参数对应的显示组件的监控结果，利用所述监控结果生成目标监控页面。