CN117040593A - 一种卫星数据上注组帧方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种卫星数据上注组帧方法、装置、设备及存储介质，包括：获取待上注卫星信息、待上注数据和组包参数信息；根据待上注卫星信息加载卫星组帧结构体集合，以及与卫星组帧结构体集合中各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表；通过各卫星组帧规则表将对应的卫星组帧结构体初始化，确定初始卫星组帧结构体集合；通过组包参数信息对初始卫星组帧结构体集合进行重配置，确定待上注组帧结构体集合；将待上注数据代入待上注组帧结构体集合，并依据各待上注组帧结构体间的组帧层序进行组帧，确定待上注数据包文件。降低了人工参与率，提升了组帧效率，使得地面站可在卫星短暂过轨期间向其上注尽可能多的数据，提升了地星数传效率。

Description

一种卫星数据上注组帧方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种卫星数据上注组帧方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着微电子、为计算机、微机械、新材料和新工艺等高新技术的迅猛发展，卫星通信基于其良好的通信稳定性和通信覆盖性，被广泛应用在基站无法覆盖区域的通信中。目前，卫星数据上注功能已成为卫星项目的标准功能配置，通常情况下，可利用卫星的测控通道实现卫星数据上注功能。

由于卫星过境时间有限，需在较短的卫星过轨时间内将尽可能多的数据信息上注至卫星中，以实现卫星通讯能力的最大化利用。现有技术中通常是基于卫星过轨时间，针对不同卫星中不同数据协议层进行分别组帧，自下而上分别使用特定层的组帧工具软件或人工进行组帧，从而生成用于上注至卫星的高速数据包。

然而，该方法需要熟悉不同协议层的专业人员参与组帧、核对组帧内容，导致组帧周期及效率较低。同时，由于不同卫星对应数据协议层中的协议分布不同、不同卫星的针对不同类型数据的载荷不同，现有针对不同数据协议层采用不同组帧软件组帧的方式，在上注数据较为复杂情况下难以适应不同载荷下的数据上注组帧，使得其扩展能力较差，难以充分利用卫星过轨时间进行数据上注操作。

发明内容

本发明提供了一种卫星数据上注组帧方法、装置、设备及存储介质，使得地面站在生成用于上传至卫星的数据包时，无需针对不同卫星和卫星中的不同数据协议层进行分别组帧，使得数据类型复杂或载荷不同的待上注数据可进行统一组帧，使得载荷不同的数据可被组帧至同一数据包进行上注，降低了组帧过程的人工参与率，提升了组帧效率，使得地面站可在卫星短暂过轨期间向其上注尽可能多的数据，进一步提升了地星数传效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种卫星数据上注组帧方法，包括：

获取待上注卫星信息、待上注数据和组包参数信息；

根据待上注卫星信息加载卫星组帧结构体集合，以及与卫星组帧结构体集合中各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表；

通过各卫星组帧规则表将对应的卫星组帧结构体初始化，确定初始卫星组帧结构体集合；

通过组包参数信息对初始卫星组帧结构体集合进行重配置，确定待上注组帧结构体集合；

将待上注数据代入待上注组帧结构体集合，并依据各待上注组帧结构体间的组帧层序进行组帧，确定待上注数据包文件。

第二方面，本发明实施例还提供了一种卫星数据上注组帧装置，包括：

信息获取模块，用于获取待上注卫星信息、待上注数据和组包参数信息；

结构体加载模块，用于根据待上注卫星信息加载卫星组帧结构体集合，以及与卫星组帧结构体集合中各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表；

初始集合确定模块，用于通过各卫星组帧规则表将对应的卫星组帧结构体初始化，确定初始卫星组帧结构体集合；

结构体重配置模块，用于通过组包参数信息对初始卫星组帧结构体集合进行重配置，确定待上注组帧结构体集合；

数据组帧模块，用于将待上注数据代入待上注组帧结构体集合，并依据各待上注组帧结构体间的组帧层序进行组帧，确定待上注数据包文件。

第三方面，本发明实施例还提供了一种卫星数据上注组帧设备，包括：

至少一个处理器；以及

与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本发明实施例提供的卫星数据上注组帧方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行本发明实施例提供的卫星数据上注组帧方法。

本发明实施例提供的一种卫星数据上注组帧方法、装置、设备及存储介质，通过获取待上注卫星信息、待上注数据和组包参数信息；根据待上注卫星信息加载卫星组帧结构体集合，以及与卫星组帧结构体集合中各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表；通过各卫星组帧规则表将对应的卫星组帧结构体初始化，确定初始卫星组帧结构体集合；通过组包参数信息对初始卫星组帧结构体集合进行重配置，确定待上注组帧结构体集合；将待上注数据代入待上注组帧结构体集合，并依据各待上注组帧结构体间的组帧层序进行组帧，确定待上注数据包文件。通过采用上述技术方案，在投入使用前首先为根据不同卫星的基础参数及数据传输要求等信息，预构建与其对应的卫星组帧结构体和卫星组帧规则表并进行存储，在正式投入使用后，仅需获取待上注卫星信息即可完成对卫星组帧结构和卫星组帧规则表的加载和初始化，同时可依据获取到的组包参数信息对初始化后的卫星组帧结构体集合进行个性化重配置，使得重配置后所得的待上注组帧结构体集合，直接包含适配于不同数据类型和载荷的数据组帧规则和数据组帧结构，进而可将待上注数据带入其中进行统一的组帧操作，而无需将待上注数据按照不同数据类型和不同载荷需求进行划分，也无需将用于卫星通信的不同数据协议层进行分别组帧，使得载荷不同的数据可被组帧至同一数据包进行上注，降低了组帧过程的人工参与率，提升了组帧效率，使得地面站可在卫星短暂过轨期间向其上注尽可能多的数据，进一步提升了地星数传效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种卫星数据上注组帧方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种卫星数据上注组帧方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的一种卫星数据上注组帧装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种卫星数据上注组帧设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种卫星数据上注组帧方法的流程图，本发明实施例可适用于地面站在卫星到达前，针对需要上注至卫星中的数据进行组帧的情况，该方法可以由卫星数据上注组帧装置来执行，该卫星数据上注组帧装置可以由软件和/或硬件来实现，该卫星数据上注组帧装置可以配置在卫星数据上注组帧设备中。可选的，卫星数据上注组帧设备可以为笔记本、台式计算机及智能平板等，本发明实施例对此不进行限制。

如图1所示，本发明实施例提供的一种卫星数据上注组帧方法，具体包括如下步骤：

S101、获取待上注卫星信息、待上注数据和组包参数信息。

在本实施例中，待上注卫星信息具体可理解为需要进行数据上注的卫星的基本信息，其中可包括卫星的类型以及卫星针对不同数据支持的载荷范围等信息。待上注数据具体可理解为需要上注至卫星中，并经由卫星下发至对应目标接收端的业务数据或文件，在本发明实施例中，待上注数据中可包含多种不同数据类型的数据。组包参数信息具体可理解为根据实际情况人为设置的，用以调整组帧规则、数据包文件携带的个性化信息或不同数据协议层数据帧切片长度的信息。

具体的，在获取到需要向目标接收端发送的待上注数据时，根据目标接收端确定可向目标接收端进行数据转发的待上注卫星，同时根据待上注数据中包含的数据类型确定待上注卫星中支持对应数据类型数据传输的载荷信息，由于不同类型的卫星有其对应固有的参数设置特征，通过卫星类型即可直接载入对应的类型参数信息，故在获取到待上注数据后可获取到包含待上注卫星类型和其对应的载荷信息的待上注卫星信息。同时，由于针对需要上传的待上注数据或针对目标接收端的下发时间可进行个性化配置，故可获取用户输入的组包参数信息。可选的，待上注卫星信息可由用户通过可视化界面进行卫星选择，进而自动实现待上注卫星信息的调用；待上注数据和组包参数信息也可由用户通过可视化界面直接输入或导入，本发明实施例对此不进行限制。

S102、根据待上注卫星信息加载卫星组帧结构体集合，以及与卫星组帧结构体集合中各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表。

在本实施例中，卫星组帧结构体集合具体可理解为用以限定卫星数据上注过程中不同数据协议层的基础组帧结构参数和范围的结构性数据的集合，可以理解的是，每一个数据协议层对应一个卫星组帧结构体，不同卫星组帧结构体的构成不同。卫星组帧规则表具体可理解为与卫星组帧结构体中需要进行校验或加扰的结构体元素对应设置的，可供结构体元素进行选择匹配的规则的集合。

具体的，根据待上注卫星信息确定需要进行数据上注的卫星类型，以及卫星可支持数据类型的载荷信息，进而根据卫星类型和载荷信息由预存储有多种卫星组帧结构体的数据库中，选择与卫星类型和载荷信息相对应的，可应用于卫星数据上注的不同数据协议层相对应的卫星组帧结构体，得到与待上注卫星信息对应的卫星组帧结构体集合。同时，由于数据库中存储有不同卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表，故在完成卫星组帧结构体的加载时，可同时加载与各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表。

在本发明实施例中，通过在数据库中预先存储与卫星类型和载荷信息相关的卫星组帧结构体和卫星组帧规则表，使得用户在需要对上注至卫星的数据进行组帧时，可直接根据需求调用对应的卫星组帧结构体，并组成对应的卫星组帧结构体集合，无需针对每个数据协议层重新构建组帧结构也无需人工参与，提升了卫星数据上注组帧的效率，使得不同类型数据可通过同一卫星组帧结构体直接进行组帧。

S103、通过各卫星组帧规则表将对应的卫星组帧结构体初始化，确定初始卫星组帧结构体集合。

具体的，在完成卫星组帧结构体集合的加载后，针对每个卫星组帧结构体，可通过与其对应的卫星组帧规则表为其中需要进行规则配置的结构体元素进行对应的初始规则配置，同时对卫星组帧结构体中各结构体元素完成对应的缺省值填充，得到完成初始化后的初始卫星组帧结构体，将各初始卫星组帧结构体依据卫星组帧结构体集合的加载顺序，构成初始卫星组帧结构体集合。

S104、通过组包参数信息对初始卫星组帧结构体集合进行重配置，确定待上注组帧结构体集合。

具体的，根据组包参数信息确定初始卫星组帧结构体集合中需要进行重配置的结构体元素，并基于组包参数信息将对应的结构体元素进行重配置，并将重配置后所得的卫星组帧结构体集合确定为待上注组帧结构体集合。

S105、将待上注数据代入待上注组帧结构体集合，并依据各待上注组帧结构体间的组帧层序进行组帧，确定待上注数据包文件。

具体的，将待上注数据代入至待上注组帧结构体体集合中，将待上注数据按照不同数据类型，以及待上注数据将输入的待上注组帧结构体的单帧切片长度写入至对应的待上注组帧结构体中，进而将各待上注组帧结构体依据组帧层序由低到高的顺序依次组帧，该组帧方式与数据封装形式类似，也即处于低层序的待上注组帧结构体依据对应规则进行组帧后，将其代入高层序的待上注组帧结构体中进行组帧，直到待上注组帧结构体集合中最高层序的待上注组帧结构体完成组帧后，将所得到的文件确定为待上注数据包文件，进而使得待上注数据包文件可在待上注卫星过轨期间被上注至待上注卫星中，完成地对星的数据传输。

本实施例的技术方案，通过获取待上注卫星信息、待上注数据和组包参数信息；根据待上注卫星信息加载卫星组帧结构体集合，以及与卫星组帧结构体集合中各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表；通过各卫星组帧规则表将对应的卫星组帧结构体初始化，确定初始卫星组帧结构体集合；通过组包参数信息对初始卫星组帧结构体集合进行重配置，确定待上注组帧结构体集合；将待上注数据代入待上注组帧结构体集合，并依据各待上注组帧结构体间的组帧层序进行组帧，确定待上注数据包文件。通过采用上述技术方案，在投入使用前首先为根据不同卫星的基础参数及数据传输要求等信息，预构建与其对应的卫星组帧结构体和卫星组帧规则表并进行存储，在正式投入使用后，仅需获取待上注卫星信息即可完成对卫星组帧结构和卫星组帧规则表的加载和初始化，同时可依据获取到的组包参数信息对初始化后的卫星组帧结构体集合进行个性化重配置，使得重配置后所得的待上注组帧结构体集合，直接包含适配于不同数据类型和载荷的数据组帧规则和数据组帧结构，进而可将待上注数据带入其中进行统一的组帧操作，而无需将待上注数据按照不同数据类型和不同载荷需求进行划分，也无需将用于卫星通信的不同数据协议层进行分别组帧，使得载荷不同的数据可被组帧至同一数据包进行上注，降低了组帧过程的人工参与率，提升了组帧效率，使得地面站可在卫星短暂过轨期间向其上注尽可能多的数据，进一步提升了地星数传效率。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种卫星数据上注组帧方法的流程图，本发明实施例的技术方案在上述各可选技术方案的基础上进一步优化，根据待上注卫星信息中包含的待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息，分别加载与卫星数据传输相关的数传层、通信协议层和载荷协议层的结构体和规则表，进而在通过规则表对对应的结构体初始化后，通过组包参数信息中的算法配置信息、数据帧切片长度配置信息，以及根据待上注卫星信息确定的数据下行时间对初始卫星组帧结构体集合进行过重配置，进而利用重配置后所得的待上注组帧结构体集合完成对待上注数据的组帧，得到待上注数据包文件。本发明实施例中同时提供了各卫星组帧结构体中结构体元素的类型信息，也即明确了不同结构体的构成，给出了待上注数据在结构体中的代入位置。本发明实施例中直接依据待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息完成了对卫星组帧结构体集合的加载和初始化，同时将与场景适应性设置的算法配置信息、数据帧切片长度配置信息和数据下行时间重配置入卫星组帧结构体中，使得待上注数据在进行组帧时，无需将待上注数据按照不同数据类型和不同载荷需求进行划分，也无需将用于卫星通信的不同数据协议层进行分别组帧，使得载荷不同的数据可被组帧至同一数据包进行上注，降低了组帧过程的人工参与率，提升了组帧效率，使得地面站可在卫星短暂过轨期间向其上注尽可能多的数据，进一步提升了地星数传效率。

如图2所示，本发明实施例二提供的一种卫星数据上注组帧方法，具体包括如下步骤：

S201、获取待上注卫星信息、待上注数据和组包参数信息。

其中，待上注卫星信息包括待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息。

其中，组包参数信息至少包括算法配置信息和数据帧切片长度配置信息。

在本实施例中，算法配置信息具体可理解为用于对卫星组帧结构体中需要进行校验或传输加扰的结构体元素，进行对应算法配置的信息。数据帧切片长度配置信息具体可理解为根据不同卫星组帧结构体的实际传输情况确定的，用于对其可进行组帧的数据帧长度进行配置的信息。

可选的，在获取待上注卫星信息时，还包括：

获取信号接收端的位置信息；根据待上注卫星信息确定卫星轨道；根据卫星轨道和信号接收端的位置信息确定数据下行时间，并将数据下行时间添加至组包参数信息中。

在本实施例中，信号接收端具体可理解为待上注数据需要被传输至的终端。数据下行时间具体可理解为待上注卫星需要将接收到的待上注数据包文件进行下发的时间。

具体的，在获取到待上注卫星信息的同时，可获取待上注数据需要被传输至的信号接收端的位置信息，根据待上注卫星信息可确定待上注卫星将行经的卫星轨道，地面站将在卫星行经地面站上方的轨道时将待上注数据包文件上传至卫星中，卫星需在行经信号接收端上空时完成对数据的下发。在已知卫星轨道以及信号接收端的位置信息时，可基于当前地面站在卫星轨道中的对应位置，以及信号接收端在卫星轨道中的对应位置，确定卫星自接收到待上注数集包文件后到下发所需的时间，将其作为数据下行时间，并将数据下行时间作为组包参数信息中的一种信息，用于后续针对卫星组帧结构体集合的重配置。

S202、根据待上注卫星类型加载卫星数传层结构体，并加载与卫星数传层结构体对应的卫星数传层规则表。

在本实施例中，卫星数传层结构体具体可理解为地星数据传输中，用于执行数据传输的数据协议层相对应的卫星组帧结构体。卫星数传层规则表具体可理解为用于对卫星数传层结构体中各结构体元素进行配置的规则集合。

具体的，由于不同卫星的卫星数据传输层有其对应的固定结构，可针对不同的卫星类型预先定义不同的卫星数传层结构体，进而在获取到待上注卫星信息时，可根据待上注卫星类型在数据库中加载与待上注卫星类型相对应的卫星数传层结构体，以及与该卫星数传层结构体对应的卫星数传层规则表。

可选的，卫星数传层结构体中的数传层元素至少包括第一帧头、主导头、数据域、差错控制域名、填充区、校验区、版本号、源和信道。

示例性的，卫星数传层结构体的具体架构可通过下表表示：

可以理解的是，上述卫星数传层结构体中的规则编号，为与其对应的卫星数传层规则表相对应的规则编号，其代表卫星数传层规则表中该规则编号的规则适用于该类型的结构体元素处理。

S203、根据待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息加载卫星通信协议层结构体，并加载与卫星通信协议层结构体对应的卫星通信协议层规则表。

在本实施例中，卫星通信协议层结构体具体可理解为地星数据传输中，包含有通信协议的数据协议层相对应的卫星组帧结构体。卫星通信协议层规则表具体可理解为用于对卫星通信协议层结构体中各结构体元素进行配置的规则集合。

具体的，由于卫星通信协议层对应的固定结构与其相对的卫星类型和载荷状态均相关，故可针对不同卫星类型和载荷状态预先定义不同的卫星通信协议层结构体，进而在获取到待上注卫星信息时，根据其中的待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息在数据库中加载相对应的卫星通信协议层结构体，以及与该卫星通信协议层结构体对应的卫星通信协议层规则表。

可选的，卫星通信协议层结构体中的通信协议层元素至少包括第二帧头、长度、时间戳、序号、数据内容和校验码。

示例性的，卫星通信协议层结构体的具体架构可通过下表表示：

可以理解的是，上述卫星通信协议层结构体中的规则编号，为与其对应的卫星通信协议层规则表相对应的规则编号，其代表卫星通信协议层规则表中该规则编号的规则适用于该类型的结构体元素处理。

S204、根据待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息加载卫星载荷协议层结构体，并加载与卫星载荷协议层结构体对应的卫星载荷协议层规则表。

在本实施例中，卫星载荷协议层结构体具体可理解为地星数据传输中，包含有载荷协议的数据协议层相对应的卫星组帧结构体。卫星载荷协议层规则表具体可理解为用于对卫星锅载荷协议层结构体中各结构体元素进行配置的规则集合。

具体的，由于卫星载荷协议层对应的固定结构与其相对的卫星类型和载荷状态均相关，故可针对不同卫星类型和载荷状态预先定义不同的卫星载荷协议层结构体，进而在获取到待上注卫星信息时，根据其中的待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息在数据库中加载相对应的卫星载荷协议层结构体，以及与该卫星载荷协议层结构体对应的卫星载荷协议层规则表。

可选的，卫星载荷协议层结构体中的载荷协议层元素至少包括第三帧头、采集时间、帧计数、来源、信息长度、内容、校验码、信号、噪声比和待上传数据。

示例性的，卫星载荷协议层结构体的具体架构可通过下表表示：

可以理解的是，上述卫星载荷协议层结构体中的规则编号，为与其对应的卫星载荷协议层规则表相对应的规则编号，其代表卫星载荷协议层规则表中该规则编号的规则适用于该类型的结构体元素处理。

可以理解的是，S202、S203和S204间没有明显的先后顺序，其可同时执行也可顺序执行，本发明实施例中仅以顺序执行为例。

可选的，卫星数传层规则表、卫星通信协议层规则表和卫星载荷协议层规则表的表现形式大体类似，本发明实施例在此以一个卫星组帧规则表表现形式为例，如下表所示：

其中，卫星组帧规则表中的编号可理解为各卫星组帧结构体中的规则编号，在进行配置时可通过将卫星组帧规则表中的编号配置于卫星组帧结构体的对应规则编号栏中，实现规则配置。

S205、根据卫星数传层规则表对卫星数传层结构体中各数传层元素进行规则初始化，并根据各数传层元素的字节长度进行初始缺省值填充，确定初始卫星数传层结构体。

具体的，根据卫星数传层规则表，对卫星数传层结构体中各需要进行规则配置的数传层元素进行规则初始化，将对应的规则编号填充至与数传层元素对应的编号栏，针对无需规则填充的各数传层元素，依据其自身对应的字节长度和类型进行初始缺省值填充，该初始缺省值为根据实际情况预先设置的无含义值，将完成规则初始化和缺省值填充后的卫星数传层结构体确定为初始卫星数传层结构体。

S206、根据卫星通信协议层规则表对卫星通信协议层结构体中各通信协议层元素进行规则初始化，并根据通信协议层元素的字节长度进行初始缺省值填充，确定初始卫星通信协议层结构体。

具体的，根据卫星通信协议层规则表，对卫星通信协议层结构体中各需要进行规则配置的通信协议层元素进行规则初始化，将对应的规则编号填充至与卫星通信协议层对应的编号栏，针对无需规则填充的各通信协议层元素，依据其自身对应的字节长度和类型进行初始缺省值填充，该初始缺省值为根据实际情况预先设置的无含义值或默认值，将完成规则初始化和缺省值填充后的卫星通信协议层结构体确定为初始卫星通信协议层结构体。

S207、根据卫星载荷协议层规则表对卫星载荷协议层结构体中各载荷协议层元素进行规则初始化，并根据载荷协议层元素的字节长度进行初始缺省值填充，确定初始卫星载荷协议层结构体。

具体的，根据卫星载荷协议层规则表，对卫星载荷协议层结构体中各需要进行规则配置的载荷协议层元素进行规则初始化，将对应的规则编号填充至与卫星载荷协议层对应的编号栏，针对无需规则填充的各载荷协议层元素，依据其自身对应的字节长度和类型进行初始缺省值填充，该初始缺省值为根据实际情况预先设置的无含义值或默认值，将完成规则初始化和缺省值填充后的卫星载荷协议层结构体确定为初始卫星载荷协议层结构体。

可以理解的是，S205、S206和S207间没有明显的先后顺序，其可同时执行也可顺序执行，本发明实施例中仅以顺序执行为例。

S208、将初始卫星数传层结构体、初始卫星通信协议层结构体和初始卫星载荷协议层结构体依层序组合为初始卫星组帧结构体集合。

S209、通过算法配置信息对初始卫星通信协议层结构体进行数据加扰算法重配置。

具体的，根据算法配置信息在初始卫星通信协议层结构体中确定需要进行算法重配置的通信协议层元素，根据算法配置信息中包含的算法规则对该通信协议层元素进行数据加扰算法重配置，也即将该通信协议层元素对应的规则编号，修改为算法配置信息中算法在卫星通信协议层规则表中的规则编号。

S210、通过数据帧切片长度配置信息对初始卫星载荷协议层结构体进行单帧切片长度重配置。

具体的，由于不同类型数据对应不同载荷，且针对不同的实际使用情况，往往针对不同类型的数据或不同改的载荷情况，在封装时将采用个性化的数据帧切片长度限制，而非采用默认的数据帧切片长度。故可根据数据帧切片长度配置信息对初始卫星载荷协议层结构体进行单帧切片长度重配置。

可选的，一个卫星组帧结构体集合中可有多个卫星载荷协议层结构体，可通过不同数据帧切片长度配置信息对不同初始卫星载荷协议层结构体进行单帧切片长度重配置，以适应包含不同类型数据的待上注数据输入。

S211、通过数据下行时间对初始卫星载荷协议层结构体进行下行时间重配置。

具体的，由于待上注数据中可能存在需要下发至不同信号接收端的数据，也即可认为需要下发至不同信号接收端的数据应对应不同的数据下行时间，故可将需要不同下发时间的数据通过不同的卫星载荷协议层结构体进行组帧，在确定出待上注组帧结构体集合前，为不同初始卫星载荷协议层结构体配置其对应的数据下行时间，完成对初始卫星载荷协议层结构体的重配置。

可以理解的是，S209、S210和S211间没有明显的先后顺序，其可同时执行也可顺序执行，本发明实施例中仅以顺序执行为例。

S212、将重配置后的初始卫星通信协议层结构体和初始卫星载荷协议层结构体，与初始卫星数传层结构体依层序组合，确定为待上注组帧结构体集合。

具体的，依据传输过程中的封装次序，卫星载荷协议层结构体将被封装在最内层、卫星通信协议层结构体将被封装在卫星载荷协议层结构体外层，卫星数传层结构体将被封装在最外层。故可将重配置后的各初始卫星载荷协议层结构体作为最低层序组合，将重配置后的初始卫星通信层结构体组合至各初始卫星载荷协议层结构体之上，最后组合重配置后的初始卫星数传层结构体，得到待上注组帧结构体集合。

S213、将待上注数据代入待上注组帧结构体集合，并依据各待上注组帧结构体间的组帧层序进行组帧，确定待上注数据包文件。

具体的，将待上注数据代入至待上注组帧结构体集合中的待上注卫星载荷协议层结构体中，根据待上注数据中不同的数据类型和数据下发时间需求将其拆分至不同待上注卫星载荷协议层结构体，并依据待上注卫星载荷协议层结构体的组帧规则结合输入其中的待上注数据进行组帧。将完成待上注卫星载荷协议层结构体组帧后所得的数据代入至待上注卫星通信协议层结构体中，依据对应的组帧规则进行组帧。将完成待上注卫星通信协议层结构体组帧后所得的数据代入至待上注卫星数传层结构体中，依据对应的组帧规则进行组帧后，即可得到用于上注至卫星的待上注数据包文件。

本实施例的技术方案，在获取到待上注卫星信息后，根据待上注卫星信息中包含的待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息，分别加载与卫星数据传输相关的数传层、通信协议层和载荷协议层的结构体和规则表，进而在通过规则表对对应的结构体初始化后，通过获取到的组包参数信息中的算法配置信息、数据帧切片长度配置信息，以及根据待上注卫星信息确定的数据下行时间对初始卫星组帧结构体集合进行过重配置，进而利用重配置后所得的待上注组帧结构体集合完成对待上注数据的组帧，得到待上注数据包文件。本发明实施例中直接依据待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息完成了对卫星组帧结构体集合的加载和初始化，同时将与场景适应性设置的算法配置信息、数据帧切片长度配置信息和数据下行时间重配置入卫星组帧结构体中，使得待上注数据在进行组帧时，无需将待上注数据按照不同数据类型和不同载荷需求进行划分，也无需将用于卫星通信的不同数据协议层进行分别组帧，使得载荷不同的数据可被组帧至同一数据包进行上注，降低了组帧过程的人工参与率，提升了组帧效率，使得地面站可在卫星短暂过轨期间向其上注尽可能多的数据，进一步提升了地星数传效率。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种卫星数据上注组帧装置的结构示意图，如图3所示，卫星数据上注组帧装置包括信息获取模块31、结构体加载模块32、初始集合确定模块33、结构体重配置模块34和数据组帧模块35。

其中，信息获取模块31，用于获取待上注卫星信息、待上注数据和组包参数信息；结构体加载模块32，用于根据待上注卫星信息加载卫星组帧结构体集合，以及与卫星组帧结构体集合中各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表；初始集合确定模块33，用于通过各卫星组帧规则表将对应的卫星组帧结构体初始化，确定初始卫星组帧结构体集合；结构体重配置模块34，用于通过组包参数信息对初始卫星组帧结构体集合进行重配置，确定待上注组帧结构体集合；数据组帧模块35，用于将待上注数据代入待上注组帧结构体集合，并依据各待上注组帧结构体间的组帧层序进行组帧，确定待上注数据包文件。

本发明实施例的技术方案，在投入使用前首先为根据不同卫星的基础参数及数据传输要求等信息，预构建与其对应的卫星组帧结构体和卫星组帧规则表并进行存储，在正式投入使用后，仅需获取待上注卫星信息即可完成对卫星组帧结构和卫星组帧规则表的加载和初始化，同时可依据获取到的组包参数信息对初始化后的卫星组帧结构体集合进行个性化重配置，使得重配置后所得的待上注组帧结构体集合，直接包含适配于不同数据类型和载荷的数据组帧规则和数据组帧结构，进而可将待上注数据带入其中进行统一的组帧操作，而无需将待上注数据按照不同数据类型和不同载荷需求进行划分，也无需将用于卫星通信的不同数据协议层进行分别组帧，使得载荷不同的数据可被组帧至同一数据包进行上注，降低了组帧过程的人工参与率，提升了组帧效率，使得地面站可在卫星短暂过轨期间向其上注尽可能多的数据，进一步提升了地星数传效率。

可选的，待上注卫星信息包括待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息。

相应的，结构体加载模块32，包括：

第一结构体加载单元，用于根据待上注卫星类型加载卫星数传层结构体，并加载与卫星数传层结构体对应的卫星数传层规则表。

第二结构体加载单元，用于根据待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息加载卫星通信协议层结构体，并加载与卫星通信协议层结构体对应的卫星通信协议层规则表。

第三结构体加载单元，用于根据待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息加载卫星载荷协议层结构体，并加载与卫星载荷协议层结构体对应的卫星载荷协议层规则表。

可选的，初始集合确定模块33，具体用于：

根据卫星数传层规则表对卫星数传层结构体中各数传层元素进行规则初始化，并根据各数传层元素的字节长度进行初始缺省值填充，确定初始卫星数传层结构体；

根据卫星通信协议层规则表对卫星通信协议层结构体中各通信协议层元素进行规则初始化，并根据通信协议层元素的字节长度进行初始缺省值填充，确定初始卫星通信协议层结构体；

根据卫星载荷协议层规则表对卫星载荷协议层结构体中各载荷协议层元素进行规则初始化，并根据载荷协议层元素的字节长度进行初始缺省值填充，确定初始卫星载荷协议层结构体；

将初始卫星数传层结构体、初始卫星通信协议层结构体和初始卫星载荷协议层结构体依层序组合为初始卫星组帧结构体集合。

其中，组包参数信息至少包括算法配置信息和数据帧切片长度配置信息。

可选的，卫星数据上注组帧装置，还包括：下行时间确定模块，具体用于：

在获取待上注卫星信息时，获取信号接收端的位置信息；

根据待上注卫星信息确定卫星轨道；

根据卫星轨道和信号接收端的位置信息确定数据下行时间，并将数据下行时间添加至组包参数信息中。

可选的，结构体重配置模块34，包括：

算法重配置单元，用于通过算法配置信息对初始卫星通信协议层结构体进行数据加扰算法重配置。

切片长度配置单元，用于通过数据帧切片长度配置信息对初始卫星载荷协议层结构体进行单帧切片长度重配置；

下行时间配置单元，用于通过数据下行时间对初始卫星载荷协议层结构体进行下行时间重配置；

结构体集合确定单元，用于将重配置后的初始卫星通信协议层结构体和初始卫星载荷协议层结构体，与初始卫星数传层结构体依层序组合，确定为待上注组帧结构体集合。

可选的，卫星数传层结构体中的数传层元素至少包括第一帧头、主导头、数据域、差错控制域名、填充区、校验区、版本号、源和信道；

卫星通信协议层结构体中的通信协议层元素至少包括第二帧头、长度、时间戳、序号、数据内容和校验码；

卫星载荷协议层结构体中的载荷协议层元素至少包括第三帧头、采集时间、帧计数、来源、信息长度、内容、校验码、信号、噪声比和待上传数据。

本发明实施例提供的卫星数据上注组帧装置可执行本发明任意实施例所提供的卫星数据上注组帧方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种卫星数据上注组帧设备的结构示意图。卫星数据上注组帧设备40可为电子设备，旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图4所示，卫星数据上注组帧设备40包括至少一个处理器41，以及与至少一个处理器41通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)42、随机访问存储器(RAM)43等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器41可以根据存储在只读存储器(ROM)42中的计算机程序或者从存储单元48加载到随机访问存储器(RAM)43中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 43中，还可存储卫星数据上注组帧设备40操作所需的各种程序和数据。处理器41、ROM 42以及RAM 43通过总线44彼此相连。输入/输出(I/O)接口45也连接至总线44。

卫星数据上注组帧设备40中的多个部件连接至I/O接口45，包括：输入单元46，例如键盘、鼠标等；输出单元47，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元48，例如磁盘、光盘等；以及通信单元49，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元49允许卫星数据上注组帧设备40通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器41可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器41的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器41执行上文所描述的各个方法和处理，例如卫星数据上注组帧方法。

在一些实施例中，卫星数据上注组帧方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元48。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 42和/或通信单元49而被载入和/或安装到卫星数据上注组帧设备40上。当计算机程序加载到RAM 43并由处理器41执行时，可以执行上文描述的卫星数据上注组帧方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器41可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行卫星数据上注组帧方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序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，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卫星数据上注组帧方法，其特征在于，包括：

获取待上注卫星信息、待上注数据和组包参数信息；

根据所述待上注卫星信息加载卫星组帧结构体集合，以及与所述卫星组帧结构体集合中各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表；

通过各所述卫星组帧规则表将对应的卫星组帧结构体初始化，确定初始卫星组帧结构体集合；

通过所述组包参数信息对所述初始卫星组帧结构体集合进行重配置，确定待上注组帧结构体集合；

将所述待上注数据代入所述待上注组帧结构体集合，并依据各待上注组帧结构体间的组帧层序进行组帧，确定待上注数据包文件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待上注卫星信息包括待上注卫星类型和待上注卫星载荷信息；

所述根据所述待上注卫星信息加载卫星组帧结构体集合，以及与所述卫星组帧结构体集合中各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表，包括：

根据所述待上注卫星类型加载卫星数传层结构体，并加载与所述卫星数传层结构体对应的卫星数传层规则表；

根据所述待上注卫星类型和所述待上注卫星载荷信息加载卫星通信协议层结构体，并加载与所述卫星通信协议层结构体对应的卫星通信协议层规则表；

根据所述待上注卫星类型和所述待上注卫星载荷信息加载卫星载荷协议层结构体，并加载与所述卫星载荷协议层结构体对应的卫星载荷协议层规则表。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过各所述卫星组帧规则表将对应的卫星组帧结构体初始化，确定初始卫星组帧结构体集合，包括：

根据所述卫星数传层规则表对所述卫星数传层结构体中各数传层元素进行规则初始化，并根据各所述数传层元素的字节长度进行初始缺省值填充，确定初始卫星数传层结构体；

根据所述卫星通信协议层规则表对所述卫星通信协议层结构体中各通信协议层元素进行规则初始化，并根据所述通信协议层元素的字节长度进行初始缺省值填充，确定初始卫星通信协议层结构体；

根据所述卫星载荷协议层规则表对所述卫星载荷协议层结构体中各载荷协议层元素进行规则初始化，并根据所述载荷协议层元素的字节长度进行初始缺省值填充，确定初始卫星载荷协议层结构体；

将所述初始卫星数传层结构体、所述初始卫星通信协议层结构体和所述初始卫星载荷协议层结构体依层序组合为初始卫星组帧结构体集合。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述组包参数信息至少包括算法配置信息和数据帧切片长度配置信息；

所述通过所述组包参数信息对所述初始卫星组帧结构体集合进行重配置，确定待上注组帧结构体集合，包括：

通过所述算法配置信息对所述初始卫星通信协议层结构体进行数据加扰算法重配置；

通过所述数据帧切片长度配置信息对所述初始卫星载荷协议层结构体进行单帧切片长度重配置；

将重配置后的初始卫星通信协议层结构体和初始卫星载荷协议层结构体，与所述初始卫星数传层结构体依层序组合，确定为待上注组帧结构体集合。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述获取待上注卫星信息时，还包括：

获取信号接收端的位置信息；

根据所述待上注卫星信息确定卫星轨道；

根据所述卫星轨道和所述信号接收端的位置信息确定数据下行时间，并将所述数据下行时间添加至所述组包参数信息中。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过所述组包参数信息对所述初始卫星组帧结构体集合进行重配置，还包括：

通过所述数据下行时间对所述初始卫星载荷协议层结构体进行下行时间重配置。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其特征在于，

所述卫星数传层结构体中的数传层元素至少包括第一帧头、主导头、数据域、差错控制域名、填充区、校验区、版本号、源和信道；

所述卫星通信协议层结构体中的通信协议层元素至少包括第二帧头、长度、时间戳、序号、数据内容和校验码；

所述卫星载荷协议层结构体中的载荷协议层元素至少包括第三帧头、采集时间、帧计数、来源、信息长度、内容、校验码、信号、噪声比和待上传数据。

8.一种卫星数据上注组帧装置，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取待上注卫星信息、待上注数据和组包参数信息；

结构体加载模块，用于根据所述待上注卫星信息加载卫星组帧结构体集合，以及与所述卫星组帧结构体集合中各卫星组帧结构体对应的卫星组帧规则表；

初始集合确定模块，用于通过各所述卫星组帧规则表将对应的卫星组帧结构体初始化，确定初始卫星组帧结构体集合；

结构体重配置模块，用于通过所述组包参数信息对所述初始卫星组帧结构体集合进行重配置，确定待上注组帧结构体集合；

数据组帧模块，用于将所述待上注数据代入所述待上注组帧结构体集合，并依据各待上注组帧结构体间的组帧层序进行组帧，确定待上注数据包文件。

9.一种卫星数据上注组帧设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7任一项所述的卫星数据上注组帧方法。

10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一项所述的卫星数据上注组帧方法。