CN116846515B - Aos帧有效数据提取方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Aos帧有效数据提取方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种AOS帧有效数据提取方法，涉及航天技术领域，包括：获取原始码流AOS帧数据，将有效AOS帧存储至对应虚拟信道有效AOS帧数据缓存堆栈，将异常AOS帧存储至对应虚拟信道格式异常AOS帧数据缓存堆栈；根据AOS帧计数识别AOS帧计数异常跳变；从格式异常AOS帧数据缓存堆栈获取异常AOS帧，修复后插入虚拟信道有效AOS帧数据缓存堆栈，其AOS帧计数补偿AOS帧计数异常跳变；从排序后的有效AOS帧提取载荷数据帧，根据格式校验是否通过将其分为载荷有效数据帧和载荷异常数据帧；判断载荷有效数据帧是否丢帧，当存在丢帧时，从载荷异常数据帧中获取补偿丢帧的载荷异常数据帧，进行修复处理后插入载荷有效数据帧。本发明还提供了AOS帧有效数据提取装置、设备及介质。

Description

AOS帧有效数据提取方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及航天系统原始数据处理技术领域，尤其涉及一种AOS帧有效数据提取方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
随着人类探索宇宙空间需求的不断扩大，各国发射了大量的航天器用于对地观测和深空探测，产生了大量不同种类、不同大小的观测数据需要传回地面进行处理。以高分辨光学成像卫星为例，每天观测获取传输到地面的载荷原始观测数据达3TB。针对航天器数据种类多、码速率差异大等特点，空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee forSpace Data Systems，CCSDS)制定了高级在轨系统(Advanced Orbit System，AOS)协议标准用于空-空、空-地数据传输与处理。
航天器对地数据传输过程中，由于设备故障，雷电、雨雪等干扰，会导致载荷数据传输失败、数据误码、丢帧等问题。本领域技术人员通过对设备性能、帧同步、译码等技术的研究，目前航天器遥测、数传误码率已经优于10-7，即每10,000,000比特中，通过对地数传、帧同步、译码纠错处理之后最多有1个比特存在误码。然而，在现有AOS帧数据有效数据提取处理技术中，当CRC校验失败后，采取直接丢弃处理的策略。以AOS帧长为1024字节、BPDU位流数据区长度为848字节为例，若星地传输过程中，VCDU主导头、VCDU插入域、VCDU数据单元、VCDU差错控制域某几个比特因为信号干扰导致跳变，经过帧同步、解扰、译码处理之后仍然未完全纠正导致后续CRC校验失败，现有技术将丢弃整个AOS帧数据，导致航天器实际遥测、数传误码率达到10-4，造成大量载荷有效数据损失，对后续数据处理进行带来了巨大的困难。因此，当CRC校验未通过时，如何最大限度保留并提取VCDU数据单元有效数据是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种AOS帧有效数据提取方法，以解决现有技术AOS帧数据修复中丢失数据的问题。
本发明的第一个方面提供了一种AOS帧有效数据提取方法，包括：
获取原始码流AOS帧数据，根据AOS帧格式校验所述原始码流AOS帧数据，将通过校验的有效AOS帧存储至对应虚拟信道的有效AOS帧数据缓存堆栈，将不通过校验的异常AOS帧存储至对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈；
按AOS帧计数将所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序，识别AOS帧计数异常跳变；
从所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈获取至少一个所述异常AOS帧，修复后按AOS帧计数插入对应虚拟信道排序后的有效AOS帧数据缓存堆栈，所述异常AOS帧的AOS帧计数补偿所述AOS帧计数异常跳变；
从排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈提取载荷数据帧，根据载荷数据帧格式校验的所述载荷数据帧，将校验通过的载荷有效数据帧存入对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，将校验不通过的载荷异常数据帧存入对应虚拟信道的异常BPDU数据缓存堆栈；
根据载荷帧计数判断所述载荷有效数据缓存堆栈内的载荷有效数据帧是否丢帧，当所述载荷有效数据帧存在丢帧时，从对应虚拟信道的所述异常BPDU数据缓存堆栈获取补偿丢帧的载荷异常数据帧，对所述载荷异常数据帧进行修复处理，并按载荷帧计数插入所述载荷有效数据帧。
根据本发明的实施例，所述获取原始码流AOS帧数据，根据AOS帧格式校验所述原始码流AOS帧数据，将通过校验的有效AOS帧存储至对应虚拟信道的有效AOS帧数据缓存堆栈，将不通过校验的异常AOS帧存储至对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈包括：
根据AOS帧格式，利用帧同步头逐比特搜索所述原始码流AOS帧数据，获取第一个通过格式校验的有效AOS帧，记录位置P0，并按虚拟信道标识存储到对应的有效AOS帧数据缓存堆栈；
判断从P0+(n-1)L位置提取的第n帧原始码流AOS帧数据是否通过CRC校验，L表示所述原始码流AOS帧数据的帧长度；
若校验通过，按虚拟信道标识存储所述第n帧原始码流AOS帧数据到对应的有效AOS帧数据缓存堆栈；
若校验失败，从P0+(n-1)L位置逐比特搜索所述原始码流AOS帧数据，获取第一个通过格式校验的原始码流AOS帧数据，记录位置P1，并按虚拟信道标识存储到对应的有效AOS帧数据缓存堆栈；
提取所述原始码流AOS帧数据中P0+(n-1)L～P1-1位置的异常AOS帧构成异常数据块，存储所述异常AOS帧到对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈；
设置P0＝P1，重复上述步骤，直到所有原始码流AOS帧数据处理完成。
根据本发明的实施例，所述按AOS帧计数将所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序，识别AOS帧计数异常跳变包括：
按AOS帧计数将所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序；
若所述有效AOS帧数据缓存堆栈中第k-i帧、第k帧、第k+1帧和k+1+i帧的AOS帧计数nk-i、nk、nk+1和nk+1+i满足nk-nk-i＝i和nk+1+i-nk+1＝i，判断skip＝nk+1-nk是否等于1，其中，i≥3；
若skip＝1，则所述第k帧和所述第k+1帧之间AOS帧计数连续，未发生跳变；
若skip≠1，则所述第k帧和所述第k+1帧之间发生跳变；
判断所述第k+1帧的VCDU主导头信号域是否包含帧计数跳变标识；
若所述第k+1帧的VCDU主导头信号域包含帧计数跳变标识，判断帧计数跳变标识是否标识星上跳变；若未标识星上跳变，则所述第k帧和所述第k+1帧之间发生异常跳变，丢失了skip-1帧或2Size-nk+nk+1-1帧AOS帧，Size为VCDU主导头中VCDU计数器的比特个数；否则，所述第k帧和所述第k+1帧之间是正常跳变；
若所述第k+1帧的VCDU主导头信号域不包含帧计数跳变标识，判断第k-i帧～第k+i帧在所述原始码流AOS帧数据中的位置Pk-i和Pk+i(10≤i≤100)之间是否存在所述异常数据，若不存在，则所述第k帧和所述第k+1帧之间是正常跳变；否则，所述第k帧和所述第k+1帧之间发生异常跳变，其中，
若nk+1＞nk，则虚拟信道的第k帧和第k+1帧之间丢失了skip-1帧；
若nk+1＜nk，则虚拟信道的第k帧和第k+1帧之间有可能存在大面积丢帧，最大丢帧数为2Size-nk+nk+1-1。
根据本发明的实施例，所述从所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈获取至少一个所述异常AOS帧，修复后按AOS帧计数插入对应所述虚拟信道排序后的有效AOS帧数据缓存堆栈包括：
若第k帧和所述第k+1帧之间存在异常跳变，根据虚拟信道AOS帧格式和所述第k帧主导头信息，生成帧计数为nk+i的有效AOS帧的正确的同步头和VCDU主导头，其中，当nk+1＞nk，1≤i≤skip-1，skip＝nk+1-nk；当nk+1<nk，1≤i≤nk+1-1或nk+1≤i≤2Size-1，所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的第k帧和第k+1帧之间存在AOS帧计数异常跳变，nk表示所述第k帧的AOS帧计数，nk+1表示所述第k+1帧的AOS帧计数；
以正确同步头和VCDU主导头作为帧计数为nk+i的有效AOS帧的特征码，逐比特匹配搜索对应虚拟信道的所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈；
若在所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈中第j个异常数据块的jm位置，满足biterrornumjm≤biterrornumthreshold，则提取位置为jm～jm+L-1区域的异常AOS帧，并修改其VCDU主导头异常比特位为正确比特值，所述异常数据块由所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈中连续异常跳变的异常AOS帧构成，biterrornumjm为jm位置的异常比特位个数，biterrornumthreshold为异常比特位个数阈值，L为所述原始码流AOS帧数据的帧长度；
对修复后的所述异常AOS帧进行AOS帧格式校验，其中，
若格式校验通过，则将修复后的所述异常AOS帧作为帧计数为nk+i的有效AOS帧插入到所述有效AOS帧数据缓存堆栈中，并删除所述第j个异常数据块中位置为jm～jm+L-1区域数据；
若格式校验未通过，而且biterrornumjm＝＝0，则将修复后的所述异常AOS帧作为帧计数为nk+i的有效AOS帧插入到所述有效AOS帧数据缓存堆栈中，并标识修复后的所述异常AOS帧的VCDU插入域、VCDU数据单元和VCDU位差错控制域存在误码，并删除所述第j个异常数据块中位置为jm～jm+L-1区域数据；
若格式校验未通过，而且biterrornumjm≠0，记录所述异常AOS帧在第j个异常数据块中的位置jm和该位置异常比特位个数biterrornumjm；
重复上述步骤，修复所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈中所有仅在VCDU主导头存在误码的异常AOS帧，按AOS帧计数将修复后的所述异常AOS帧插入排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈。
根据本发明的实施例，所述若格式校验未通过，而且biterrornumjm≠0，所述方法还包括：
逐比特搜索对第j个异常数据块，获得其中biterrornumjm最小的位置jm；
提取位置为jm～jm+L-1区域的异常AOS帧，并修改VCDU主导头异常比特位为正确比特值，将修复后的所述异常AOS帧作为帧计数为nk+i的有效AOS帧插入到排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈，同时标识该帧的同步头、VCDU主导头、VCDU插入区、VCDU数据和VCDU位差错控制域均可能存在误码，并删除所述第j个异常数据块中位置为jm～jm+L-1区域数据。
根据本发明的实施例，所述从排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈提取载荷数据帧，根据载荷数据帧格式校验的所述载荷数据帧，将校验通过的载荷有效数据帧存入对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，将校验不通过的载荷异常数据帧存入对应虚拟信道的异常BPDU数据缓存堆栈包括：
提取所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的AOS帧，若所述AOS帧为密态数据，对所述AOS帧进行解密处理，所述AOS帧包括有效AOS帧和修复后的异常AOS帧；
判断所述AOS帧的帧计数是否异常跳变，若跳变，则给跳变的AOS帧按虚拟信道AOS帧格式生成正确的同步头和VCDU主导头，同时VCDU插入区、VCDU数据和VCDU位差错控制域数据设置为0；
按虚拟信道AOS帧帧计数自增顺序，逐帧提取所述AOS帧的VCDU数据单元的BPDU位流数据区数据；
根据虚拟信道载荷数据帧格式，利用帧同步头逐比特搜索所述BPDU位流数据区数据，获取第一个通过载荷数据帧格式校验的载荷有效数据帧，记录位置VP0，并按虚拟信道标识存储到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈；
取所述BPDU位流数据区数据的位置的数据帧作为第n帧载荷数据帧，1<k≤n，VkL表示所述BPDU位流数据区数据中第k帧载荷数据帧的帧长度；
判断第n帧载荷数据帧是否通过载荷数据帧格式校验；
若校验通过，按虚拟信道标识存储第n帧载荷数据帧到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，同时记录帧计数Vn和位置VPn；
若校验未通过，则从所述BPDU位流数据区数据的位置逐比特搜索获取第一个通过格式校验的载荷有效数据帧，记录位置VP1，并按虚拟信道标识存储到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，存储所述BPDU位流数据区数据的位置的载荷异常数据帧到异常BPDU数据缓存堆栈；
重复上述步骤，直到所述有效AOS帧数据缓存堆栈中所有AOS帧的载荷数据帧处理完成。
根据本发明的实施例，所述根据载荷帧计数判断所述载荷有效数据缓存堆栈内的载荷有效数据帧是否丢帧，当所述载荷有效数据帧存在丢帧时，从对应虚拟信道的所述异常BPDU数据缓存堆栈获取补偿丢帧的载荷异常数据帧，对所述载荷异常数据帧进行修复处理，并按载荷帧计数插入所述载荷有效数据帧包括：
判断所述载荷有效数据缓存堆栈中的载荷有效数据帧是否存在丢帧现象，其中，若Vk＝Vk-i+i，Vk+i＝Vk+1+i-1，vskip＝Vk+1-Vk≠1，ΔL＝VPk+1-VPk-VkL，ΔL/VL≥vskip-1，则在所述载荷有效数据缓存堆栈的第Vk帧和Vk+1帧之间存在丢帧，Vk、Vk-i、Vk+i和Vk+1分别表示第k帧、第k-i帧、第k+i帧和第k+1帧载荷有效数据帧的载荷帧计数，VkL为第k帧载荷有效数据帧的最小帧长度，VL为虚拟信道载荷有效数据最小帧长度，VPk和VPk+1分别表示第k帧和第k+1载荷有效数据帧在所属AOS帧的BPDU位流数据区数据中的位置，i＞2；
当Vk+1＞Vk时，根据载荷帧计数为Vk和Vk+1的载荷有效数据帧的解析结果生成帧计数为Vk+ii帧载荷有效数据帧的可插值确定的信息，并根据帧格式，利用同步头、载荷帧计数和可插值确定的信息，生成载荷帧计数为Vk+ii的载荷有效数据帧的搜索特征码，1≤ii≤vskip-1；
利用所述搜索特征码，逐比特匹配搜索所述异常BPDU数据缓存堆栈中的载荷异常数据帧，所述载荷异常数据帧为第k帧和第k+1帧载荷有效数据帧所属AOS帧的BPDU位流数据区数据中VPk+VkL～VPk+1位置之间的数据；
若在VPk+VkL～VPk+1位置之间，所述BPDU位流数据区数据中VPx位置匹配后满足vbiterrornum＜vbiterrornumthreshold，提取VPx～VPx+VVk+iiL-1位置的数据帧为载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧，按所述搜索特征码进行修复，VPk+VkL≤VPx＜VPx+VL≤VPk+1，vbiterrornum为匹配后异常比特个数，vbiterrornumthreshold为虚拟信道有效数据阈值，VVk+iiL表示载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧的帧长度；
判断修复后的载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧是否通过载荷数据帧格式校验；
若通过格式校验，则将载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧按载荷帧计数插入到所述载荷有效数据缓存堆栈，同时在所述异常BPDU数据缓存堆栈中删除VPx～VPx+VVk+ iiL-1之间的数据；
若未通过格式校验，记录载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧在所述异常数据缓存堆栈可能的位置VPx位置和异常比特个数vbiterrornum；
完成VPk+VkL～VPk+1之间所有丢帧的数据的可能位置及异常比特个数的搜索，若从中提取载荷帧计数为Vk+ii和Vk+ii+1的载荷异常数据帧满足VPVk+ii+VLVk+ii＝VPVk+ii+1，则在VPVk+ii位置提取载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧，并按生成的搜索特征码进行修复，修复后按载荷帧计数插入到载荷有效数据缓存堆栈，并标志其异常，同时在所述异常BPDU数据缓存堆栈中删除VPx～VPx+VVk+iiL-1之间的数据，VPVk+ii+1为载荷帧计数为Vk+ii+1的载荷异常数据的位置；
重复上述步骤，直至Vk+1＞Vk时载荷帧计数为Vk和Vk+1的载荷有效数据帧之间的丢帧修补完成；
当Vk+1＞Vk时，丢帧修补完成后，若VPk+VkL～VPk+1之间还存在vj块不完全为0的载荷异常数据帧，且若在vj块前后分别提取了载荷帧计数为Vvj1和Vvj2的数据，Vvj1＜Vvj2，Vvj2-Vvj1＝jj，且(VPvj2-VPvj1)/VL＝＝jj，则按载荷帧计数顺序，强制按正确的帧同步头、载荷帧计数、及可插值确定信息，修复第vj块数据为第Vvj1+1～Vvj2-1之间的数据，并按帧计数顺序插入到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，并标识数据帧异常；
当Vk+1＜Vk时，根据载荷帧计数为Vk-ki～Vk的载荷有效数据帧的解析结果生成第Vk+ii帧数据可插值确定的信息，根据载荷帧计数为Vk+1～Vk+1+ki的载荷有效数据帧的数据解析结果生成第Vk+1-ii帧数据可插值确定的信息，根据帧格式，利用同步头、载荷帧计数和可插值确定的信息，生成第Vk+ii帧和Vk+1-ii帧的搜索特征码，其中1≤ii≤ΔL/VL，ki≥2，1≤ii≤vskip-1；
根据当Vk+1＞Vk时利用搜索特征码逐比特匹配搜索所述异常BPDU数据缓存堆栈中的载荷异常数据帧的方法，完成丢帧修补。
本发明的第二个方面提供了一种AOS帧有效数据提取装置，包括：
原始码流分类模块，用于获取原始码流AOS帧数据，根据AOS帧格式校验所述原始码流AOS帧数据，将通过校验的有效AOS帧存储至对应虚拟信道的有效AOS帧数据缓存堆栈，将不通过校验的异常AOS帧存储至对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈；
有效帧排序模块，用于按AOS帧计数将所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序，识别AOS帧计数异常跳变；
异常AOS帧修复模块，用于从所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈获取至少一个所述异常AOS帧，修复后按AOS帧计数插入对应虚拟信道排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈，所述异常AOS帧的AOS帧计数补偿所述AOS帧计数异常跳变；
载荷数据提取模块，用于从排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈提取载荷数据帧，根据载荷数据帧格式校验的所述载荷数据帧，将校验通过的载荷有效数据帧存入对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，将校验不通过的载荷异常数据帧存入对应虚拟信道的异常BPDU数据缓存堆栈；
载荷丢帧修复模块，用于根据载荷帧计数判断所述载荷有效数据缓存堆栈内的载荷有效数据帧是否丢帧，当所述载荷有效数据帧存在丢帧时，从对应虚拟信道的所述异常BPDU数据缓存堆栈获取补偿丢帧的载荷异常数据帧，对所述载荷异常数据帧进行修复处理，并按载荷帧计数插入所述载荷有效数据帧。
本发明的第三个方面提供了一种电子设备，包括：存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现第一方面中的任一项所述AOS帧有效数据提取方法中的各个步骤。
本发明的第四个方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面中的任一项AOS帧有效数据提取方法中的各个步骤。
在本发明实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
相比现有技术AOS帧数据CRC校验不通过之后直接丢弃相比，本发明实施例提供的AOS帧有效数据提取方法能够最大限度的修复、保留有效数据。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
图1示意性示出了本发明实施例提供的一种CCSDS AOS帧数据格式组成图；
图2示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法的示意图；
图3示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S1的示意图；
图4示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S2的示意图；
图5示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S3的示意图；
图6示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S3331～S3332的示意图；
图7示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S4的示意图；
图8示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S5的示意图；
图9示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取装置的结构框图；
图10示意性示出了本发明实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解，方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。
因此，本发明的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外，本发明的技术可以采取存储有指令的计算机可读介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。在本发明的上下文中，计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，计算机可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。计算机可读介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(HDD)；光存储装置，如光盘(CD-ROM)；存储器，如随机存取存储器(RAM)或闪存；和/或有线/无线通信链路。
图1示意性示出了本发明实施例提供的一种CCSDS AOS帧数据格式组成图。
如图1所示，在AOS协议中，每一种数据类型用一个虚拟信道(Virtual Channel,VC)标识，并将有效数据填入道虚拟数据单元(Virtual Channel Data Unit，VCDU)中。一种典型的CCSDS AOS帧数据格式包括同步头、VCDU主导头、VCDU插入域、VCDU数据单元、VCDU差错控制域和信道编码校验域6大部分组成。
同步头表示AOS数据帧开始结束，用于同步每帧数据，一般占四字节，如“1ACFFC1D”。
VCDU主导头包含5部分：版本号，标识CCSDS虚拟信道数据单元，同一个航天器是固定编码；航天器标识，用于标识航天器类别，同一个航天器是固定编码；虚拟信道标识，用于标识同一个航天器中，不同的载荷数据类别；VCDU计算器，为每个虚拟信道提供单独的计数，若长度为3字节，则从0x000000开始递增，至最大值0xFFFFFF后回卷至0x000000再继续递增；信号域，用于存放回放标识、加密/明传标识、VCDU帧计数跳变标识等。
VCDU插入域用于存放密钥辅助数据、数传内部遥测数据等各类业务数据。
VCDU数据单元包含两部分：BPDU主导头，用于存放载荷状态、有效数据长度等信息；BPDU位流数据区，用于承载虚拟信道有效数据。
VCDU差错控制域用于存放CRC校验和，校验区域包括VCDU主导头、VCDU插入域和VCDU数据单元。
信道编码校验域对VCDU主导头、VCDU插入域、VCDU数据单元和VCDU差错控制域进行RS编码或LDPC编码得到的校验信息。
在CCSDS AOS协议标准中，主要处理过程包括AOS组帧、AOS帧传输、AOS帧有效数据提取三个步骤。
AOS组帧包括：航天器数传系统按VCDU数据单元BPDU数据格式要求，读取载荷有效数据后填入到BPDU位流数据区并填写BPDU主导头信息；若是密态数据，对BPDU数据进行加密处理后填入到VCDU数据单元，同时密钥信息填入到VCDU插入区；根据AOS帧格式要求，填写同步头、版本号、航天器标识和对应载荷虚拟信道标识符、VCDU计数器和信号域；对VCDU主导头、VCDU插入域和VCDU数据单元进行CRC校验运算并把结果填入到VCDU差错控制域生成CRC校验后AOS帧；对VCDU主导头、VCDU插入域、VCDU数据单元和VCDU差错控制域进行RS编码或LDPC编码并把得到的校验信息填入到信道编码校验域，生成编码后AOS帧；对VCDU主导头、VCDU插入域、VCDU数据单元、VCDU差错控制域和信道编码校验域进行加扰处理，生成加扰后AOS帧；
AOS帧传输包括：航天器数传系统对各虚拟信道加扰AOS帧数据进行合路、调制处理，并通过数传天线进行对地发射；地面站天线接收航天器对地数传信号并进行解调处理，记录生成航天器原始码流数据。
AOS帧有效数据提取包括：地面处理系统对原始码流数据码流数据进行帧同步、解扰处理，还原生成编码后AOS帧；利用信道编码校验域信息，采用LDPC或RS方法进行译码，生成译码后AOS帧数据；对译码后AOS帧数据进行CRC校验，若通过CRC校验，则根据AOS帧虚拟信道标识进行虚拟分离、解密、VCDU计数器排序、VCDU数据单元有效数据提取等处理，完成AOS帧有效数据提取。
AOS帧数据在星地传输过程中由于信号干扰、设备故障等原因，所有组成部分均有可能存在误码。
当AOS帧同步头存在误码，通过帧同步技术，获取原始码流数据中第一个AOS帧同步头“1ACFFC1D”Pa0位置，若Pa0+nL位置也是一个AOS帧同步头，则遍历Pa0+xL位置(1≤x≤n-1)，修复数据帧同步头为“1ACFFC1D”，因此AOS帧同步头存在误码可以快速修复；当VCDU主导头、VCDU插入域、VCDU数据单元、VCDU差错控制域和信道编码校验域存在误码，通过RS/LDPC译码技术，大部分误码可以快速修复；当译码修复失败时，判断VCDU主导头、VCDU插入域、VCDU数据单元CRC校验和是否和VCDU差错控制域一致；若不一致，则说明VCDU主导头、VCDU插入域、VCDU数据单元和VCDU差错控制域存在误码，但无法判断哪个区域、哪个比特存在误码。因此，当CRC校验未通过时，现有技术采用直接丢弃的策略，导致实际误码率达到10-4。
鉴于上述问题，本发明实施例提出了一种AOS帧有效数据提取方法，支持格式异常数据的处理，实现AOS帧数据最大化利用，如图2所示。
图2示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法的示意图。
如图2所示，本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法包括S1～S5。
S1，获取原始码流AOS帧数据，根据AOS帧格式校验原始码流AOS帧数据，将通过校验的有效AOS帧存储至对应虚拟信道的有效AOS帧数据缓存堆栈，将不通过校验的异常AOS帧存储至对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈。
S2，按AOS帧计数将有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序，识别AOS帧计数异常跳变。
S3，从格式异常AOS帧数据缓存堆栈获取至少一个异常AOS帧，若所述异常AOS帧的VCDU主导头存在误码，修复后按AOS帧计数插入对应虚拟信道排序后的有效AOS帧数据缓存堆栈，异常AOS帧的AOS帧计数补偿AOS帧计数异常跳变。
S4，从排序后的有效AOS帧数据缓存堆栈提取载荷数据帧，根据载荷数据帧格式校验的载荷数据帧，将校验通过的载荷有效数据帧存入对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，将校验不通过的载荷异常数据帧存入对应虚拟信道的异常BPDU数据缓存堆栈。
S5，根据载荷帧计数判断载荷有效数据缓存堆栈内的载荷有效数据帧是否丢帧，当载荷有效数据帧存在丢帧时，从对应虚拟信道的异常BPDU数据缓存堆栈获取补偿丢帧的载荷异常数据帧，对载荷异常数据帧进行修复处理，并按载荷帧计数插入载荷有效数据帧。
上述方法先根据S2～S3修复了AOS帧数据所有仅在VCDU主导头存在误码的AOS帧数据，然后根据S5修复修复保留了虚拟信道所有可用载荷数据，能够最大限度的修复、保留原始码流AOS帧数据中的有效数据。
下面将对步骤S1～S5分别进行详细说明。
地面系统处理航天器原始数据根据职能分工不同主要包括地面站原始数据处理和数据中心原始数据处理。地面站原始数据处理主要完成航天器数传信号接收、解调、帧同步、解扰和译码处理；数据中心接收地面站回传的译码后的原始码流数据，再次进行帧同步、CRC校验、解密、虚拟信道分离、虚拟信道汇集、载荷有效数据提取和解压缩格式化处理。步骤S1接收获取地面站回传的帧同步、解扰和译码后的原始码流数据，再次进行帧同步处理之后进行CRC校验，分离CRC正常和异常原始码流AOS帧数据。
图3示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S1的示意图。
如图3所示，S1包括S11～S13。
S11，根据原始码流数据AOS帧格式，利用帧同步头逐比特搜索原始码流AOS帧数据，获取第一个通过格式校验的有效AOS帧，记录位置P0，并按虚拟信道标识存储到对应的有效AOS帧数据缓存堆栈。
在一种实施方案中，接收地面站实时按数据流发送的译码之后的原始码流数据或以文件的方式读取本地已经接收存储的原始码流数据。在地面站-数据中心传输过程中，存在设备故障、链路异常等问题，需要再次进行快速帧同步。
步骤S11中，当航天器存在N个虚拟信道，首先开辟N个虚拟信道有效AOS帧数据缓存堆栈和1个CRC异常AOS帧数据缓存堆栈；当AOS帧同步头为“1ACFFC1D”，从原始码流数据文件开始逐比特搜索判断连续4字节数据是否为0x1ACFFC1D；若P0位置匹配到一个帧同步头之后，根据AOS帧数据格式顺序读取VCDU主导头、VCDU插入域和VCDU数据单元，并按约定的CRC校验多项式进行CRC校验和计算，若校验和与VCDU差错控制域一致，则校验通过，说明P0位置为原始码流数据第一个有效AOS帧起始位置；若不一致，则说明P0位置提取的AOS帧数据不是有效AOS帧，继续按比特顺序进行搜索，直到获取一个有效AOS帧起始位置P0；解析P0位置提取的AOS帧数据VCDU主导头中虚拟信道标识符，按虚拟信道标识符将AOS帧数据存储到对应虚拟信道有效AOS帧数据缓存堆栈。
S12，判断从P0+(n-1)L位置提取的第n帧原始码流AOS帧数据是否通过CRC校验，L表示原始码流AOS帧数据的帧长度。
S121，若校验通过，按虚拟信道标识存储第n帧原始码流AOS帧数据到对应的有效AOS帧数据缓存堆栈。
S122，若校验失败，从P0+(n-1)L位置逐比特搜索原始码流AOS帧数据，获取第一个通过格式校验的原始码流AOS帧数据，记录位置P1，并按虚拟信道标识存储到对应的有效AOS帧数据缓存堆栈。此时，P0+(n-1)L～P1-1位置的原始码流数据是异常AOS帧构成的异常数据块，存储P0+(n-1)L～P1-1位置的异常数据块到对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈。
S13，设置P0＝P1，重复上述步骤，直到所有原始码流AOS帧数据处理完成。其中，重复上述步骤，当虚拟信道有效AOS帧数据缓存堆栈满足一个处理单元时，即可停止上述步骤，并执行S2～～S5，以处理单元为单位修复数据。当一个处理单元处理完毕后，再重复上述步骤，继续处理原始码流AOS帧数据。
虚拟信道AOS帧数据按帧计数排序之后帧计数不连续，可能的原因有：帧计数已经到最大值，回卷到最小值重新开始计数；航天器在AOS组帧过程中造成计数器不连续跳变；航天器不同时间段产生的数据造成帧计数不连续跳变；数据传输过程中数据丢失造成帧计数不连续；数据传输过程中存在误码，CRC校验不通过造成数据丢弃或者步骤S1处理之后存储在异常数据堆栈，导致帧计数不连续。前三种跳变属于正常跳变，不需要额外处理；后两种跳变属于异常跳变，需要判断修复。
在本实施例中，步骤S2判断虚拟信道有效AOS帧数据是否存在帧计数异常跳变方法。
图4示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S2的示意图。
如图4所示，S2包括S21～S23。
S21，按AOS帧计数将有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序。
S22，若有效AOS帧数据缓存堆栈中第k-i帧、第k帧、第k+1帧和k+1+i帧的AOS帧计数nk-i、nk、nk+1和nk+1+i满足nk-nk-i＝i和nk+1+i-nk+1＝i，判断skip＝nk+1-nk是否等于1，其中，i≥3。
S221，若skip＝1，则第k帧和第k+1帧之间AOS帧计数连续，未发生异常跳变，按帧计数存储到排序后虚拟信道AOS帧数据缓存堆栈。
S222，若skip≠1，则第k帧和第k+1帧之间发生跳变，并执行S23.
S23，判断第k+1帧的VCDU主导头信号域是否包含帧计数跳变标识。
S231，若第k+1帧的VCDU主导头信号域包含帧计数跳变标识，判断帧计数跳变标识是否标识星上跳变；若未标识星上跳变，则第k帧和第k+1帧之间发生异常跳变，丢失了skip-1帧或2Size-nk+nk+1-1帧AOS帧，Size为VCDU主导头中VCDU计数器的比特个数；否则，第k帧和第k+1帧之间是正常跳变。
S232，若第k+1帧的VCDU主导头信号域不包含帧计数跳变标识，判断第k-i帧～第k+i帧在原始码流AOS帧数据中的位置Pk-i和Pk+i(10≤i≤100)之间是否存在异常数据，若不存在，则第k帧和第k+1帧之间是正常跳变；否则，第k帧和第k+1帧之间发生异常跳变，其中，
S2321，若nk+1＞nk，则虚拟信道的第k帧和第k+1帧之间丢失了skip-1帧。
S2322，若nk+1＜nk，则虚拟信道的第k帧和第k+1帧之间有可能存在大面积丢帧，最大丢帧数为：2Size-nk+nk+1-1帧。
航天器数传系统对N种不同速率虚拟信道有效数据完成AOS组帧处理之后进行合理处理并通过M个物理信道下传。因此步骤S1存储在虚拟信道有效AOS帧数据缓存堆栈中的同一个虚拟信道AOS帧数据存在局部帧计数乱序现象。S21首先开辟N个帧计数排序后虚拟信道AOS帧数据缓存堆栈，获取局部虚拟信道有效AOS帧数据并快速按帧计数进行排序，当第k-i、k、k+1和k+1+i帧帧计数nk-i、nk、nk+1和nk+1+i满足nk-nk-i＝i及nk+1+i-nk+1＝i，说明第k-i帧至第k+1+i帧完成了局部排序，仅需根据第k、k+1帧帧计数之差skip＝nk+1-nk判断是否存在跳变。
在步骤S221中，当skip＝1，说明第k帧和第k+1帧帧计数连续，此时按帧计数递增顺序存储到排序后虚拟信道AOS帧数据缓存堆栈。
在步骤S222中，当skip≠1，说明第k帧和第k+1帧帧计数之间存在帧计数跳变现象，需要进一步判断是正常跳变还是异常跳变。
在步骤S231中，当VCDU主导头信号域包含帧计数跳变标识，解析信号域帧计数跳变标识，若星上标识跳变，则说明在数传过程中不存在丢帧或误码情况，属于正常跳变，此时按帧计数递增顺序存储到排序后虚拟信道AOS帧数据缓存堆栈；若星上未标识跳变，则说明虚拟信道在第k帧和第k+1帧之间丢失了skip-1或2Size-nk+nk+1-1帧数据。
在步骤S232中，当VCDU主导头信号域不包含帧计数跳变标识，可以通过第k-i帧～第k+i帧在原始码流位置Pk-i和Pk+i(10≤i≤100)之间是否存在CRC异常AOS帧数据块判断是否是异常跳变。若不存在CRC异常AOS帧数据块，说明在传输第k-i帧～第k+i帧时数传链路正常，不存在丢帧或误码现象，属于正常跳变，按帧计数存储到排序后虚拟信道AOS帧数据缓存堆栈；否则，说明在在传输第k-i帧～第k+i帧时数传链路存在丢帧或误码现象，需要进一步判断丢了多少帧。
在步骤S2321中，当nk+1＞nk，则说明帧计数递增，并在在第k、k+1帧之间丢失了skip帧数据。
在步骤S2322中，若nk+1＜nk，则说明帧计数存在回卷现象，虚拟信道在第k、k+1帧之间可能存在大面积丢帧和误码，最大丢帧数为：帧计数最大值2Size-nk+nk+1-1帧，当AOS帧格式中帧计数占3字节，则最大丢帧数为：0xFFFFFF-nk+nk+1。
航天器同一次数传任务虚拟信道有效数据AOS帧组帧过程中，对于同一个虚拟信道，VCDU主导头中的版本号、航天器标识符、虚拟信道标识符及信号域中的回放标识、加密/明传标识等信息是固定比特值，可以做为特征码用于VCDU主导头修正。步骤S3描述了对VCDU主导头误码判断与修复处理流程。
图5示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S3的示意图。
如图5所示，S3包括S31～S34。
S31，若第k帧和第k+1帧之间存在异常跳变，根据虚拟信道AOS帧格式和第k帧主导头信息，生成帧计数为nk+i的有效AOS帧的正确的同步头和VCDU主导头，其中，当nk+1＞nk，1≤i≤skip-1，skip＝nk+1-nk；当nk+1<nk，1≤i≤nk+1-1或nk+1≤i≤2Size-1。有效AOS帧数据缓存堆栈中的第k帧和第k+1帧之间存在AOS帧计数异常跳变，nk表示第k帧的AOS帧计数，nk+1表示第k+1帧的AOS帧计数。
航天器虚拟信道帧计数为nk时，当帧计数连续递增加1到nk+i，AOS帧VCDU主导头除帧计数部分变化之外，其他比特值一般不变。步骤S31中，根据虚拟信道AOS帧格式和第k帧主导头信息，生成帧计数为nk+i的虚拟信道AOS帧正确的同步头和VCDU主导头。当虚拟信道AOS帧VCDU主导头部分占6字节，其中版本号占2比特、航天器标识符占8比特、虚拟信道标识符占6比特、VCDU计数器占24比特、信号域状态标识占8比特。若第k帧帧计数为nk的VCDU主导头为“3AAD0E9BF7CO”，则帧计数nk+5的VCDU主导头应为“3AAD0E9BFCCO”。
S32，以正确同步头和VCDU主导头作为帧计数为nk+i的有效AOS帧的特征码，逐比特匹配搜索对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈。若在格式异常AOS帧数据缓存堆栈中第j个异常数据块的jm位置，满足biterrornumjm≤biterrornumthreshold，则提取位置为jm～jm+L-1区域的异常AOS帧，并修改其VCDU主导头异常比特位为正确比特值，异常数据块由格式异常AOS帧数据缓存堆栈中连续异常跳变的异常AOS帧构成，biterrornumjm为jm位置的异常比特位个数，biterrornumthreshold为异常比特位个数阈值，L为原始码流AOS帧数据的帧长度。可选的，异常比特数阈值biterrornumthreshold为2。
例如，以“3AAD0E9BFCC0”为例，若j0位置匹配搜索到“3ABD3E9BFCC0”，此时biterrornum个数为3，不满足要求；若j1位置匹配搜索到“3ABD3E9BFCC6”，此时biterrornum个数为2，满足要求，提取j1～j1+L-1的数据并修改VCDU主导头。
S33，对修复后的异常AOS帧进行AOS帧格式CRC校验。
S331，若CRC格式校验通过，则将修复后的异常AOS帧作为帧计数为nk+i的有效AOS帧插入到有效AOS帧数据缓存堆栈中，并删除第j个异常数据块中位置为jm～jm+L-1区域数据。
以“3AAD0E9BFCC0”为例，修复后第nk+5帧数据按帧计数序号插入到排序后虚拟信道有效AOS帧数据缓存堆栈；第j个异常数据块删除位置为j1～j1+L-1区域数据。
S332，若CRC格式校验未通过，而且biterrornumjm＝＝0，说明VCDU主导头部分完全匹配，VCDU主导头不存在误码，可能误码区域在VCDU插入域、VCDU数据单元和VCDU位差错控制域，因此将修复后的异常AOS帧作为帧计数为nk+i的有效AOS帧插入到有效AOS帧数据缓存堆栈中，并标识修复后的异常AOS帧的VCDU插入域、VCDU数据单元和VCDU位差错控制域存在误码，并删除第j个异常数据块中位置为jm～jm+L-1区域数据。
S333，若格式校验未通过，而且biterrornumjm≠0，说明jm～jm+L-1区域提取的异常数据不是第nk+i帧数据或者第nk+i帧数据除了VCDU主导头存在误码，在VCDU插入域、VCDU数据单元和VCDU位差错控制域同样存在误码，需要进一步处理。因此记录异常AOS帧在第j个异常数据块中的位置jm和该位置异常比特位个数biterrornumjm，用于后续步骤S3331～S3332挑选最有可能的第nk+i帧数据。
S34，重复上述步骤，修复格式异常AOS帧数据缓存堆栈中所有仅在VCDU主导头存在误码的异常AOS帧，按AOS帧计数将修复后的异常AOS帧插入排序后的有效AOS帧数据缓存堆栈。
航天器AOS帧组帧过程中，VCDU插入域填写密钥辅助信息、遥测信息等，因此没有有效特征码可以判断；同样，VCDU数据单元存储了虚拟信道载荷有效数据，若是密态数据，由于进行加密处理，没有有效特征码判断；若是明态数据，当虚拟信道载荷有效数据帧长度小于BPDU位流数据区长度，则每帧AOS帧数据BPDU位流数据区要么是填充帧要么至少有一帧载荷有效数据帧，但都不足以有效修复VCDU数据单元，只能最大限度的修复最有可能的数据。步骤S3331～S3332中，假定同一个异常数据块同一个位置，匹配后异常比特位个数最小的AOS帧为最有可能的数据帧进行修复，并按帧计数序号插入到排序后虚拟信道有效AOS帧数据缓存堆栈，同时记录该帧数据存在异常，并生成原始码流数据处理报告文件，主要处理步骤如图6所示。
图6示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S3331～S3332的示意图。
如图6所示，若格式校验未通过，而且biterromumjm≠0，S333还包括S3331～S3332。
S3331，逐比特搜索对第j个异常数据块，获得其中biterrornumjm最小的位置jm。
S3332，提取位置为jm～jm+L-1区域的异常AOS帧，并修改VCDU主导头异常比特位为正确比特值，将修复后的异常AOS帧作为帧计数为nk+i的有效AOS帧插入到排序后的有效AOS帧数据缓存堆栈，同时标识该帧的同步头、VCDU主导头、VCDU插入区、VCDU数据和VCDU位差错控制域均可能存在误码，并删除第j个异常数据块中位置为jm～jm+L-1区域数据。
重复上述步骤，挑选当biterrornum＜阈值biterrornumthreshold时，虚拟信道丢帧数据在CRC异常AOS帧数据缓存堆栈中biterrornumjm最小的数据，并按帧计数序号插入到排序后虚拟信道有效AOS帧数据缓存堆栈。
在本实施例中，还可以生成原始码流数据处理报告，包括每个原始码流数据AOS帧修复前总帧数、总丢帧数、修复后总帧数、正确修复帧数、部分修复帧数；对应包含虚拟信道原始码流数据AOS帧修复前总帧数、总丢帧数、修复后总帧数、正确修复帧总帧数及对应帧计数、部分修复帧总帧数及对应帧帧计数、位置和异常比特个数biterrornum。
航天器数传系统AOS数据组帧过程中，按先进先出的方式获取虚拟信道有效数据帧填入导VCDU数据单元BPDU位流数据区。当获取的虚拟信道有效数据帧数据不足以填满BPDU位流数据区，用填充帧补齐并在BPDU导头进行标识。因此，正常情况下，虚拟信道AOS帧数据完成按帧计数排序之后，按帧顺序逐帧提取BPDU位流数据区虚拟信道有效数据帧并去掉填充帧，就可以完成虚拟信道有效载荷数据提取。然而，由于AOS帧丢帧、误码会导致提取的虚拟信道有效数据帧同样存在丢帧或者误码，需要进行特性处理。步骤S4中，根据虚拟信道载荷数据帧格式，从排序、修复后有效AOS帧数据缓存堆栈提取虚拟信道BPDU数据，并分离载荷有效和异常数据，主要处理步骤如图7所所示。
图7示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S4的示意图。
如图7所示，S4包括S41～S46。
S41，提取有效AOS帧数据缓存堆栈中的AOS帧，若AOS帧为密态数据，对AOS帧进行解密处理，AOS帧包括有效AOS帧和修复后的异常AOS帧。其中，当VCDU插入域密钥辅助数据存在误码，则解密后VCDU数据单元为乱码数据，若BPDU主导头标识BPDU位流数据区有效数据长度信息不在AOS格式约定的值阈范围内，则VCDU插入域密钥辅助数据一定存在误码，BPDU位流数据区数据设置为0。
S42，判断AOS帧的帧计数是否异常跳变，若跳变，则给跳变的AOS帧按虚拟信道AOS帧格式生成正确的同步头和VCDU主导头，同时VCDU插入区、VCDU数据和VCDU位差错控制域数据设置为0，进行补帧处理；通过补0处理，确保虚拟信道AOS帧帧计数不存在异常跳变，方便后续后续数据提取。
S43，按虚拟信道AOS帧帧计数自增顺序，逐帧提取AOS帧的VCDU数据单元的BPDU位流数据区数据。其中，若BPDU位流数据区包含填充帧数据，删除填充帧；若为补0帧数据，先按帧计数顺序提取。
S44，根据虚拟信道载荷数据帧格式，对提取的虚拟信道BPDU位流数据进行帧同步和格式检验处理。利用帧同步头逐比特搜索BPDU位流数据区数据，获取第一个通过载荷数据帧格式校验的载荷有效数据帧，记录位置VP0，并按虚拟信道标识存储到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈。
S45，取BPDU位流数据区数据的位置的数据帧作为第n帧载荷数据帧，1＜k≤n，VkL表示BPDU位流数据区数据中第k帧载荷数据帧的帧长度。若虚拟信道载荷有效数据帧长度位固定帧长VL，则提取位置为：VP0+(n-1)VL～VP0+nVL-1。
S46，判断第n帧载荷数据帧是否通过载荷数据帧格式校验。
S461，若校验通过，按虚拟信道标识存储第n帧载荷数据帧到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，同时记录帧计数Vn和位置VPn。
在本实施例中，若VPn～VPn+VnL-1数据通过虚拟信道第ns～ne帧AOS帧数据BPDU数据区提取，说明BPDU位流数据区不存在误码。若第ns+1～ne-1帧AOS帧数据的VCDU数据在原始码流数据处理报告中标识了存在误码，则在原始码流数据处理报告修改第ns+1～ne-1帧AOS帧BPDU位流数据区为正常数据，ns和ne分别对应虚拟信道AOS帧帧计数起止位置。判断BPDU主导头是否和BPDU位流数据区一致，若不一致，按正确格式修改BPDU主导头；若一致，说明BPDU主导头同样为正常数据，在这种情况下，只能是VCDU差错控制域存在误码。
S462，若校验未通过，则需要分离异常数据帧并再次进行帧同步处理，获取下一个有效数据帧同步头。包括：S4621，从BPDU位流数据区数据的位置逐比特搜索获取第一个通过格式校验的载荷有效数据帧，记录位置VP1，并根据S46进行进一步处理；若校验通过，按虚拟信道标识存储到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈；S4622，存储BPDU位流数据区数据的/>位置的载荷异常数据帧到异常BPDU数据缓存堆栈，记录对应虚拟信道AOS帧帧计数起止位置ns和nw。
重复上述步骤，直到有效AOS帧数据缓存堆栈中所有AOS帧的载荷数据帧处理完成。
航天器虚拟信道有效数据帧格式包括帧同步头、帧计数、帧有效数据信息等。一般只能通过同步头、帧计数判断帧起止位置，但由于航天器各载荷按一定频率工作，虚拟信道前后帧有效数据信息如时间整数秒部分等信息可以通过前后几帧数据插值生成，可以做为局部特征码使用。基于此，步骤S5对虚拟信道载荷异常数据进行修复处理，并生成虚拟信道载荷有效数据提取报告文件，主要处理步骤如图8所示。
图8示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取方法步骤S5的示意图。
如图8所示，S5包括S51～S54。
航天器载荷连续工作时，生成的虚拟信道有效数帧帧计数按获取顺序递增直到最大值回卷之后重新递增；当载荷工作时间不连续则帧计数从最小值重新计数。因此，判断虚拟信道有效数据帧是否存在丢帧时需要判断帧计数回卷、帧计数重新计数还是存在丢帧现象。
S51，判断载荷有效数据缓存堆栈中的载荷有效数据帧是否存在丢帧现象。若Vk＝Vk-i+i，说明第Vk-i～Vk虚拟信道有效数据帧计数连续；若Vk+i＝Vk+1+i-1，说明第Vk+1～Vk+i虚拟信道有效数据帧计数连续；若vskip＝Vk+1-Vk≠1，说明第Vk和Vk+1帧之间存在异常跳变；若ΔL＝VPk+1-VPk-VkL，ΔL/VL≥vskip-1，说明第Vk和Vk+1帧之间存在异常数据块，而且块数据大小大于vskip-1帧数据大小。Vk、Vk-i、Vk+i和Vk+1分别表示第k帧、第k-i帧、第k+i帧和第k+1帧载荷有效数据帧的载荷帧计数，VkL为第k帧载荷有效数据帧的最小帧长度，VL为虚拟信道载荷有效数据最小帧长度，VPk和VPk+1分别表示第k帧和第k+1载荷有效数据帧在所属AOS帧的BPDU位流数据区数据中的位置，i＞2。若满足上述所有条件，则说明虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈的第Vk帧和Vk+1帧之间存在丢帧，需要进一步判断。
S52，当Vk+1＞Vk时，则说明帧计数递增，并在在第Vk和Vk+1帧之间丢失了vskip-1帧数据，对丢帧数据进行修复。S52包括S521～S525。
S521，根据载荷帧计数为Vk和Vk+1的载荷有效数据帧的解析结果生成帧计数为Vk+ii帧载荷有效数据帧的可插值确定的信息，并根据帧格式，利用同步头、载荷帧计数和可插值确定的信息，生成载荷帧计数为Vk+ii的载荷有效数据帧的搜索特征码，1≤ii≤vskip-1。常用的可确定信息有时间整数秒、载荷固定工作参数、参数特殊识别码等。
S522，利用载荷帧计数为Vk+ii的载荷有效数据帧的搜索特征码，逐比特匹配搜索异常BPDU数据缓存堆栈中的载荷异常数据帧，载荷异常数据帧为第k帧和第k+1帧载荷有效数据帧所属AOS帧的BPDU位流数据区数据中VPk+VkL～VPk+1位置之间的数据。
S523，若在VPk+VkL～VPk+1位置之间，BPDU位流数据区数据中VPx位置匹配后满足vbiterrornum<vbiterrornumthreshold，提取VPx～VPx+VVk+iiL-1位置的数据帧为载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧，按搜索特征码进行修复，VPk+VkL≤VPx<VPx+VL≤VPk+1，vbiterrornum为匹配后异常比特个数，vbiterrornumthreshold为虚拟信道有效数据阈值，VVk+iiL表示载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧的帧长度。可选的，虚拟信道载荷有效数据异常比特数阈值vbiterrornumthreshold为4。
S524，判断修复后的载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧是否通过载荷数据帧格式校验。
S5241，若通过格式校验，则第Vk+ii帧修复成功，将载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧按载荷帧计数插入到载荷有效数据缓存堆栈，同时在异常BPDU数据缓存堆栈中删除VPx～VPx+VVk+iiL-1之间的数据。
S5242，若未通过格式校验，记录载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧在异常数据缓存堆栈可能的位置VPx位置和异常比特个数vbiterrornum。
S525，完成VPk+VkL～VPk+1之间所有丢帧的数据的可能位置及异常比特个数的搜索。若从中提取载荷帧计数为Vk+ii和Vk+ii+1的载荷异常数据帧满足VPVk+ii+VLVk+ii＝VPVk+ii+1，说明虽然第Vk+ii帧完成了局部修复，但异常数据仍然存在。针对这种情况，首先在VPVk+ii位置提取载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧，并按生成的搜索特征码进行修复，修复后按载荷帧计数插入到载荷有效数据缓存堆栈，并标志其异常，同时在异常BPDU数据缓存堆栈中删除VPx～VPx+VVk+iiL-1之间的数据，VPVk+ii+1为载荷帧计数为Vk+ii+1的载荷异常数据的位置。
重复上述步骤，直至Vk+1＞Vk时载荷帧计数为Vk和Vk+1的载荷有效数据帧之间的丢帧修补完成。
S53，当Vk+1＞Vk时，丢帧修补完成后，若VPk+VkL～VPk+1之间还存在vj块不完全为0的载荷异常数据帧，说明还存在虚拟信道有效帧不完整数据可以继续修复，主要包括两种：1)帧同步头部分数据是正常数据，但由于丢帧，尾部数据是步骤S42补的0数据；2)帧同步头部分是步骤S42补的VCDU主导头数据和0数据，只有尾部数据是正常数据；这两种数据利用异常数据块前后帧数据强制修复。且若在vj块前后分别提取了载荷帧计数为Vvj1和Vvj2的数据，Vvj1＜Vvj2，Vvj2-Vvj1＝jj，且(VPvj2-VPvj1)/VL＝＝jj+1，则按载荷帧计数顺序，强制按正确的帧同步头、载荷帧计数、及可插值确定信息，修复第vj块数据为第Vvj1+1～Vvi2-1之间的数据，并按帧计数顺序插入到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，并标识数据帧异常。
S54，当Vk+1＜Vk时，说明第Vk+1帧数据之前，航天器虚拟信道有效数据帧计数重新开始了计数，但无法判断第Vk帧数据是不是重新计数之前的最后一帧数据。因此，可以根据载荷帧计数为Vk-kj～Vk的载荷有效数据帧的解析结果生成第Vk+ii帧数据可插值确定的信息，根据载荷帧计数为Vk+1～Vk+1+ki的载荷有效数据帧的数据解析结果生成第Vk+1-ii帧数据可插值确定的信息。根据帧格式，利用同步头、载荷帧计数和可插值确定的信息，生成第Vk+ii帧和Vk+1-ii帧的搜索特征码，其中1≤ii≤ΔL/VL，ki≥2，1≤ii≤vskip-1。根据当Vk+1＞Vk时利用搜索特征码逐比特匹配搜索异常BPDU数据缓存堆栈中的载荷异常数据帧的方法，完成丢帧修补。
在本实施例中，还可以生成虚拟信道有效数据处提取报告，包括总帧数、异常帧总数、修复成功帧总数及每个异常帧帧计数、位置和修复状态，提供给技术人员作为参考资料。相比现有技术AOS帧数据CRC校验不通过之后直接丢弃本发明实施例提供的AOS帧有效数据提取方法，能够最大限度的修复、保留有效数据。其中，步骤S3修复了AOS帧数据所有仅在VCDU主导头存在误码的AOS帧数据；挑选修复了仅在VCDU插入区、VCDU数据和VCDU位差错控制域存在误码的AOS帧数据，步骤S3331～S3332挑选修复了丢帧数据在格式异常AOS帧数据缓存堆栈中最有可能的数据；步骤S5通过AOS帧补0和虚拟信道有效帧前后帧数据插值的方式，修复保留了虚拟信道所有可用BPDU数据，并生成了报告文件提供给后续进行专业处理。
图9示意性示出了本发明实施例提供的一种AOS帧有效数据提取装置的结构框图。
如图9所示，本发明实施例提供了一种AOS帧有效数据提取装置，包括：原始码流分类模块910，有效帧排序模块920，异常AOS帧修复模块930，载荷数据提取模块940，载荷丢帧修复模块950。
原始码流分类模块910用于获取原始码流AOS帧数据，根据AOS帧格式校验原始码流AOS帧数据，将通过校验的有效AOS帧存储至对应虚拟信道的有效AOS帧数据缓存堆栈，将不通过校验的异常AOS帧存储至对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈。
有效帧排序模块920用于按AOS帧计数将有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序，识别AOS帧计数异常跳变。
异常AOS帧修复模块930用于从格式异常AOS帧数据缓存堆栈获取至少一个异常AOS帧，若所述异常AOS帧的VCDU主导头存在误码，修复后按AOS帧计数插入对应虚拟信道排序后的有效AOS帧数据缓存堆栈，异常AOS帧的AOS帧计数补偿AOS帧计数异常跳变。
载荷数据提取模块940用于从排序后的有效AOS帧数据缓存堆栈提取载荷数据帧，根据载荷数据帧格式校验的载荷数据帧，将校验通过的载荷有效数据帧存入对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，将校验不通过的载荷异常数据帧存入对应虚拟信道的异常BPDU数据缓存堆栈。
载荷丢帧修复模块950用于根据载荷帧计数判断载荷有效数据缓存堆栈内的载荷有效数据帧是否丢帧，当载荷有效数据帧存在丢帧时，从对应虚拟信道的异常BPDU数据缓存堆栈获取补偿丢帧的载荷异常数据帧，对载荷异常数据帧进行修复处理，并按载荷帧计数插入载荷有效数据帧。
可以理解的是，原始码流分类模块910、有效帧排序模块920、异常AOS帧修复模块930、载荷数据提取模块940和载荷丢帧修复模块950可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本发明的实施例，原始码流分类模块910、有效帧排序模块920、异常AOS帧修复模块930、载荷数据提取模块940和载荷丢帧修复模块950中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以以对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式的适当组合来实现。或者，原始码流分类模块910、有效帧排序模块920、异常AOS帧修复模块930、载荷数据提取模块940和载荷丢帧修复模块950中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该程序被计算机运行时，可以执行相应模块的功能。
图10示意性示出了本发明实施例提供的一种电子设备的结构框图。
如图10所示，本实施例中所描述的电子设备，包括：电子设备1000包括处理器1010、计算机可读存储介质1020。该电子设备1000可以执行上面参考图2描述的方法，以实现对特定操作的检测。
具体地，处理器1010例如可以包括通用微处理器、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理器1010还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器1010可以是用于执行参考图2描述的根据本发明实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
计算机可读存储介质1020，例如可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，可读存储介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。可读存储介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(HDD)；光存储装置，如光盘(CD-ROM)；存储器，如随机存取存储器(RAM)或闪存；和/或有线/无线通信链路。
计算机可读存储介质1020可以包括计算机程序1021，该计算机程序1021可以包括代码/计算机可执行指令，其在由处理器1010执行时使得处理器1010执行例如上面结合图2所描述的方法流程及其任何变形。
计算机程序1021可被配置为具有例如包括计算机程序模块的计算机程序代码。例如，在示例实施例中，计算机程序1021中的代码可以包括一个或多个程序模块，例如包括1021A、模块1021B、……。应当注意，模块的划分方式和个数并不是固定的，本领域技术人员可以根据实际情况使用合适的程序模块或程序模块组合，当这些程序模块组合被处理器1010执行时，使得处理器1010可以执行例如上面结合图2～图8所描述的方法流程及其任何变形。
根据本发明的实施例，原始码流分类模块910、有效帧排序模块920、异常AOS帧修复模块930、载荷数据提取模块940和载荷丢帧修复模块950中的至少一个可以实现为参考图10描述的计算机程序模块，其在被处理器101 0执行时，可以实现上面描述的相应操作。
本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本发明实施例的方法。
本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。
尽管已经参照本发明的特定示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附本实施例及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行形式和细节上的多种改变。因此，本发明的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附实施例来进行确定。

Claims (10)

1.一种AOS帧有效数据提取方法，其特征在于，包括：
获取原始码流AOS帧数据，根据AOS帧格式校验所述原始码流AOS帧数据，将通过校验的有效AOS帧存储至对应虚拟信道的有效AOS帧数据缓存堆栈，将不通过校验的异常AOS帧存储至对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈；
按AOS帧计数将所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序，识别AOS帧计数异常跳变；
从所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈获取至少一个所述异常AOS帧，若所述异常AOS帧的VCDU主导头存在误码，修复后按AOS帧计数插入对应虚拟信道排序后的有效AOS帧数据缓存堆栈，所述异常AOS帧的AOS帧计数补偿所述AOS帧计数异常跳变；
从排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈提取载荷数据帧，根据载荷数据帧格式校验的所述载荷数据帧，将校验通过的载荷有效数据帧存入对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，将校验不通过的载荷异常数据帧存入对应虚拟信道的异常BPDU数据缓存堆栈；
根据载荷帧计数判断所述载荷有效数据缓存堆栈内的载荷有效数据帧是否丢帧，当所述载荷有效数据帧存在丢帧时，从对应虚拟信道的所述异常BPDU数据缓存堆栈获取补偿丢帧的载荷异常数据帧，对所述载荷异常数据帧进行修复处理，并按载荷帧计数插入所述载荷有效数据帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取原始码流AOS帧数据，根据AOS帧格式校验所述原始码流AOS帧数据，将通过校验的有效AOS帧存储至对应虚拟信道的有效AOS帧数据缓存堆栈，将不通过校验的异常AOS帧存储至对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈包括：
根据AOS帧格式，利用帧同步头逐比特搜索所述原始码流AOS帧数据，获取第一个通过格式校验的有效AOS帧，记录位置P0，并按虚拟信道标识存储到对应的有效AOS帧数据缓存堆栈；
判断从P0+(n-1)L位置提取的第n帧原始码流AOS帧数据是否通过CRC校验，L表示所述原始码流AOS帧数据的帧长度；
若校验通过，按虚拟信道标识存储所述第n帧原始码流AOS帧数据到对应的有效AOS帧数据缓存堆栈；
若校验失败，从P0+(n-1)L位置逐比特搜索所述原始码流AOS帧数据，获取第一个通过格式校验的原始码流AOS帧数据，记录位置P1，并按虚拟信道标识存储到对应的有效AOS帧数据缓存堆栈；
提取所述原始码流AOS帧数据中P0+(n-1)L～P1-1位置的异常AOS帧构成异常数据块，存储所述异常AOS帧到对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈；
设置P0＝P1，重复上述步骤，直到所有原始码流AOS帧数据处理完成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按AOS帧计数将所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序，识别AOS帧计数异常跳变包括：
按AOS帧计数将所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序；
若所述有效AOS帧数据缓存堆栈中第k-i帧、第k帧、第k+1帧和k+1+i帧的AOS帧计数nk-i、nk、nk+1和nk+1+i满足nk-nk-i＝i和nk+1+i-nk+1＝i，判断skip＝nk+1-nk是否等于1，其中，i≥3；
若skip＝1，则所述第k帧和所述第k+1帧之间AOS帧计数连续，未发生跳变；
若skip≠1，则所述第k帧和所述第k+1帧之间发生跳变；
判断所述第k+1帧的VCDU主导头信号域是否包含帧计数跳变标识；
若所述第k+1帧的VCDU主导头信号域包含帧计数跳变标识，判断帧计数跳变标识是否标识星上跳变；若未标识星上跳变，则所述第k帧和所述第k+1帧之间发生异常跳变，丢失了skip-1帧或2Size-nk+nk+1-1帧AOS帧，Size为VCDU主导头中VCDU计数器的比特个数；否则，所述第k帧和所述第k+1帧之间是正常跳变；
若所述第k+1帧的VCDU主导头信号域不包含帧计数跳变标识，判断第k-i帧～第k+i帧在所述原始码流AOS帧数据中的位置Pk-i和位置Pk+i(10≤i≤100)之间是否存在所述异常数据，若不存在，则所述第k帧和所述第k+1帧之间是正常跳变；否则，所述第k帧和所述第k+1帧之间发生异常跳变，其中，
若nk+1＞nk，则虚拟信道的第k帧和第k+1帧之间丢失了skip-1帧；
若nk+1＜nk，则虚拟信道的第k帧和第k+1帧之间有可能存在大面积丢帧，最大丢帧数为2Size-nk+nk+1-1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈获取至少一个所述异常AOS帧，若所述异常AOS帧的VCDU主导头存在误码，修复后按AOS帧计数插入对应所述虚拟信道排序后的有效AOS帧数据缓存堆栈包括：
若第k帧和所述第k+1帧之间存在异常跳变，根据虚拟信道AOS帧格式和所述第k帧主导头信息，生成帧计数为nk+i的有效AOS帧的正确的同步头和VCDU主导头，其中，当nk+1＞nk，1≤i≤skip-1，skip＝nk+1-nk；当nk+1＜nk，1≤i≤nk+1-1或nk+1≤i≤2Size-1；所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的第k帧和第k+1帧之间存在AOS帧计数异常跳变，nk表示所述第k帧的AOS帧计数，nk+1表示所述第k+1帧的AOS帧计数，Size为VCDU主导头中VCDU计数器的比特个数；
以正确同步头和VCDU主导头作为帧计数为nk+i的有效AOS帧的特征码，逐比特匹配搜索对应虚拟信道的所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈；
若在所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈中第j个异常数据块的jm位置，满足biterrornumjm≤biterrornumthreshold，则提取位置为jm～jm+L-1区域的异常AOS帧，并修改其VCDU主导头异常比特位为正确比特值，所述异常数据块由所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈中连续异常跳变的异常AOS帧构成，biterrornumjm为jm位置的异常比特位个数，biterrornumthreshold为异常比特位个数阈值，L为所述原始码流AOS帧数据的帧长度；
对修复后的所述异常AOS帧进行AOS帧格式校验，其中，
若格式校验通过，则将修复后的所述异常AOS帧作为帧计数为nk+i的有效AOS帧插入到所述有效AOS帧数据缓存堆栈中，并删除所述第j个异常数据块中位置为jm～jm+L-1区域数据；
若格式校验未通过，而且biterrornumjm＝0，则将修复后的所述异常AOS帧作为帧计数为nk+i的有效AOS帧插入到所述有效AOS帧数据缓存堆栈中，并标识修复后的所述异常AOS帧的VCDU插入域、VCDU数据单元和VCDU位差错控制域存在误码，并删除所述第j个异常数据块中位置为jm～jm+L-1区域数据；
若格式校验未通过，而且biterrornumjm≠0，记录所述异常AOS帧在第j个异常数据块中的位置jm和该位置异常比特位个数biterrornumjm；
重复上述步骤，修复所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈中所有仅在VCDU主导头存在误码的异常AOS帧，按AOS帧计数将修复后的所述异常AOS帧插入排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若格式校验未通过，而且biterrornumjm≠0，所述方法还包括：
逐比特搜索对第j个异常数据块，获得其中biterrornumjm最小的位置jm；
提取位置为jm～jm+L-1区域的异常AOS帧，并修改VCDU主导头异常比特位为正确比特值，将修复后的所述异常AOS帧作为帧计数为nk+i的有效AOS帧插入到排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈，同时标识该帧的同步头、VCDU主导头、VCDU插入区、VCDU数据和VCDU位差错控制域均可能存在误码，并删除所述第j个异常数据块中位置为jm～jm+L-1区域数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述从排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈提取载荷数据帧，根据载荷数据帧格式校验的所述载荷数据帧，将校验通过的载荷有效数据帧存入对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，将校验不通过的载荷异常数据帧存入对应虚拟信道的异常BPDU数据缓存堆栈包括：
提取所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的AOS帧，若所述AOS帧为密态数据，对所述AOS帧进行解密处理，所述AOS帧包括有效AOS帧和修复后的异常AOS帧；
判断所述AOS帧的帧计数是否异常跳变，若跳变，则给跳变的AOS帧按虚拟信道AOS帧格式生成正确的同步头和VCDU主导头，同时VCDU插入区、VCDU数据和VCDU位差错控制域数据设置为0；
按虚拟信道AOS帧帧计数自增顺序，逐帧提取所述AOS帧的VCDU数据单元的BPDU位流数据区数据；
根据虚拟信道载荷数据帧格式，利用帧同步头逐比特搜索所述BPDU位流数据区数据，获取第一个通过载荷数据帧格式校验的载荷有效数据帧，记录位置VP0，并按虚拟信道标识存储到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈；
取所述BPDU位流数据区数据的位置的数据帧作为第n帧载荷数据帧，1＜k≤n，VkL表示所述BPDU位流数据区数据中第k帧载荷数据帧的帧长度；
判断第n帧载荷数据帧是否通过载荷数据帧格式校验；
若校验通过，按虚拟信道标识存储第n帧载荷数据帧到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，同时记录帧计数Vn和位置VPn；
若校验未通过，则从所述BPDU位流数据区数据的位置逐比特搜索获取第一个通过格式校验的载荷有效数据帧，记录位置VP1，并按虚拟信道标识存储到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，存储所述BPDU位流数据区数据的/>位置的载荷异常数据帧到异常BPDU数据缓存堆栈；
重复上述步骤，直到所述有效AOS帧数据缓存堆栈中所有AOS帧的载荷数据帧处理完成。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据载荷帧计数判断所述载荷有效数据缓存堆栈内的载荷有效数据帧是否丢帧，当所述载荷有效数据帧存在丢帧时，从对应虚拟信道的所述异常BPDU数据缓存堆栈获取补偿丢帧的载荷异常数据帧，对所述载荷异常数据帧进行修复处理，并按载荷帧计数插入所述载荷有效数据帧包括：
判断所述载荷有效数据缓存堆栈中的载荷有效数据帧是否存在丢帧现象，其中，若Vk＝Vk-i+i，Vk+i＝Vk+1+i-1，vskip＝Vk+1-Vk≠1，ΔL＝VPk+1-VPk-VkL，ΔL/VL≥vskip-1，则在所述载荷有效数据缓存堆栈的第Vk帧和Vk+1帧之间存在丢帧，Vk、Vk-i、Vk+i和Vk+1分别表示第k帧、第k-i帧、第k+i帧和第k+1帧载荷有效数据帧的载荷帧计数，VkL为第k帧载荷有效数据帧的最小帧长度，VL为虚拟信道载荷有效数据最小帧长度，VPk和VPk+1分别表示第k帧和第k+1载荷有效数据帧在所属AOS帧的BPDU位流数据区数据中的位置，i＞2；
当Vk+1＞Vk时，根据载荷帧计数为Vk和Vk+1的载荷有效数据帧的解析结果生成帧计数为Vk+ii帧载荷有效数据帧的可插值确定的信息，并根据帧格式，利用同步头、载荷帧计数和可插值确定的信息，生成载荷帧计数为Vk+ii的载荷有效数据帧的搜索特征码，1≤ii≤vskip-1；
利用所述搜索特征码，逐比特匹配搜索所述异常BPDU数据缓存堆栈中的载荷异常数据帧，所述载荷异常数据帧为第k帧和第k+1帧载荷有效数据帧所属AOS帧的BPDU位流数据区数据中VPk+VkL～VPk+1位置之间的数据；
若在VPk+VkL～VPk+1位置之间，所述BPDU位流数据区数据中VPx位置匹配后满足vbiterrornum＜vbiterrornumthreshold，提取VPx～VPx+VVk+iiL-1位置的数据帧为载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧，按所述搜索特征码进行修复，VPk+VkL≤VPx＜VPx+VL≤VPk+1，vbiterrornum为匹配后异常比特个数，vbiterrornumthreshold为虚拟信道有效数据阈值，VVk+iiL表示载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧的帧长度；
判断修复后的载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧是否通过载荷数据帧格式校验；
若通过格式校验，则将载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧按载荷帧计数插入到所述载荷有效数据缓存堆栈，同时在所述异常BPDU数据缓存堆栈中删除VPx～VPx+VVk+iiL-1之间的数据；
若未通过格式校验，记录载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧在所述异常数据缓存堆栈可能的位置VPx位置和异常比特个数vbiterrornum；
完成VPk+VkL～VPk+1之间所有丢帧的数据的可能位置及异常比特个数的搜索，若从中提取载荷帧计数为Vk+ii和Vk+ii+1的载荷异常数据帧满足VPVk+ii+VLVk+ii＝VPVk+ii+1，则在VPVk+ii位置提取载荷帧计数为Vk+ii的载荷异常数据帧，并按生成的搜索特征码进行修复，修复后按载荷帧计数插入到载荷有效数据缓存堆栈，并标志其异常，同时在所述异常BPDU数据缓存堆栈中删除VPx～VPx+VVk+iiL-1之间的数据，VPVk+ii+1为载荷帧计数为Vk+ii+1的载荷异常数据的位置；
重复上述步骤，直至Vk+1＞Vk时载荷帧计数为Vk和Vk+1的载荷有效数据帧之间的丢帧修补完成；
当Vk+1＞Vk时，丢帧修补完成后，若VPk+VkL～VPk+1之间还存在vj块不完全为0的载荷异常数据帧，且若在vj块前后分别提取了载荷帧计数为Vvj1和Vvj2的数据，Vvj1＜Vvj2，Vvj2-Vvj1＝jj，且(VPvj2-VPvj1)/VL＝jj，则按载荷帧计数顺序，强制按正确的帧同步头、载荷帧计数、及可插值确定信息，修复第vj块数据为第Vvj1+1～Vvj2-1之间的数据，并按帧计数顺序插入到对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，并标识数据帧异常；
当Vk+1＜Vk时，根据载荷帧计数为Vk-ki～Vk的载荷有效数据帧的解析结果生成第Vk+ii帧数据可插值确定的信息，根据载荷帧计数为Vk+1～Vk+1+ki的载荷有效数据帧的数据解析结果生成第Vk+1-ii帧数据可插值确定的信息，根据帧格式，利用同步头、载荷帧计数和可插值确定的信息，生成第Vk+ii帧和Vk+1-ii帧的搜索特征码，其中1≤ii≤ΔL/VL，ki≥2，1≤ii≤vskip-1；
根据当Vk+1＞Vk时利用搜索特征码逐比特匹配搜索所述异常BPDU数据缓存堆栈中的载荷异常数据帧的方法，完成丢帧修补。
8.一种AOS帧有效数据提取装置，其特征在于，包括：
原始码流分类模块，用于获取原始码流AOS帧数据，根据AOS帧格式校验所述原始码流AOS帧数据，将通过校验的有效AOS帧存储至对应虚拟信道的有效AOS帧数据缓存堆栈，将不通过校验的异常AOS帧存储至对应虚拟信道的格式异常AOS帧数据缓存堆栈；
有效帧排序模块，用于按AOS帧计数将所述有效AOS帧数据缓存堆栈中的有效AOS帧排序，识别AOS帧计数异常跳变；
异常AOS帧修复模块，用于从所述格式异常AOS帧数据缓存堆栈获取至少一个所述异常AOS帧，若所述异常AOS帧的VCDU主导头存在误码，修复后按AOS帧计数插入对应虚拟信道排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈，所述异常AOS帧的AOS帧计数补偿所述AOS帧计数异常跳变；
载荷数据提取模块，用于从排序后的所述有效AOS帧数据缓存堆栈提取载荷数据帧，根据载荷数据帧格式校验的所述载荷数据帧，将校验通过的载荷有效数据帧存入对应虚拟信道的载荷有效数据缓存堆栈，将校验不通过的载荷异常数据帧存入对应虚拟信道的异常BPDU数据缓存堆栈；
载荷丢帧修复模块，用于根据载荷帧计数判断所述载荷有效数据缓存堆栈内的载荷有效数据帧是否丢帧，当所述载荷有效数据帧存在丢帧时，从对应虚拟信道的所述异常BPDU数据缓存堆栈获取补偿丢帧的载荷异常数据帧，对所述载荷异常数据帧进行修复处理，并按载荷帧计数插入所述载荷有效数据帧。
9.一种电子设备，包括：存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至7中的任一项所述AOS帧有效数据提取方法中的各个步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，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1至7中的任一项所述AOS帧有效数据提取方法中的各个步骤。
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