CN117498916A - 卫星远程测运控系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种卫星远程测运控系统，包括：测运控中心单元用于获取工作计划，并根据工作计划进行系统资源分配，得到卫星测控任务以及卫星测控任务对应的工作流程；按照卫星测控任务对应的工作流程，执行卫星测控任务；监控单元用于监视卫星执行卫星测控任务的情况；地面设备子系统用于参数查询和控制数据帧组包；接收查询响应和控制响应数据帧并解析，得到参数值；向监控单元发送设备状态及参数值。根据当前卫星测运控的现状，设计了一套架构合理、技术先进的卫星远程测运控系统，具有优良的扩展性和复用性，系统升级调试难度不大。实现卫星地面站远程监视控制的标准化和自动化。降低了成本，提高了卫星测运控效率。

Description

卫星远程测运控系统

技术领域

本公开涉及航天技术领域，尤其涉及卫星远程测运控系统。

背景技术

随着电子信息技术的进步，商业卫星技术应用场景也快速发展。成本低、研制周期短的商业卫星的应用也越来越广泛。

随着卫星通信测控技术的发展，对商业卫星测控系统提出了越来越高的技术要求。

然而，当前商业卫星在轨运行管理的成本较高，测运控效率不高。

发明内容

本公开实施例提供一种卫星远程测运控系统，能够解决当前商业卫星在轨运行管理的成本较高，测运控效率不高的问题。所述技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种卫星远程测运控系统，包括：

测运控中心单元，用于获取工作计划，并根据所述工作计划进行系统资源分配，得到卫星测控任务以及所述卫星测控任务对应的工作流程；按照所述卫星测控任务对应的工作流程，执行所述卫星测控任务；

监控单元，用于监视卫星执行所述卫星测控任务的情况；

地面设备子系统，用于参数查询和控制数据帧组包；接收查询响应和控制响应数据帧并解析，得到参数值；向所述监控单元发送设备状态及所述参数值。

在一个实施例中，所述工作计划中包含卫星测控任务；所述测运控中心单元具体用于：

获取工作计划；

判断是否存储所述卫星测控任务对应的卫星的参数宏；

若存储所述卫星测控任务对应的卫星的参数宏，则根据所述卫星测控任务的任务准备时间，得到所述卫星测控任务对应的工作流程；所述工作流程包括所述卫星测控任务的准备时间、跟踪开始时间、发送上行时间、跟踪接收时间、所述卫星测控任务的结束时间中的至少一种信息；

将所述工作流程划分为任务准备流程、目标捕获流程、业务执行流程和事后处理流程；

分别按照所述任务准备流程、所述目标捕获流程、所述业务执行流程和所述事后处理流程，执行所述卫星测控任务。

在一个实施例中，所述任务准备流程包括：系统相关设备任务技术状态的建立流程、接收轨道根数与预报计算流程、设备标校流程中的至少一种；

所述目标捕获流程包括：载波捕获、伪码捕获、对星校相、角度捕获和距离捕获中的至少一种；

所述业务执行流程包括：跟踪测角、跟踪测距、跟踪测速、遥测、数传数据接收，遥控数据接收和发送中的至少一种；

所述事后处理流程包括：控制天线回到指定位置、数据记录子系统按要求停止记录和传输数据、按要求生成工作报表、信息归档中的至少一种。

在一个实施例中，系统相关设备任务技术状态的建立流程包括：参数宏查询调用，综合测控基带、高速数传基带、跟踪接收机工作模式切换、任务参数宏下发、配置宏下发中的至少一种；

所述测运控中心单元包括：轨道预报模块、校零模块；所述接收轨道根数与预报计算流程包括：通过所述轨道预报模块进行轨道计算，得到轨道文件；

所述设备标校流程包括：通过校零模块进行教龄变频器加电、设置参数工作数、设置高功放参数、运行功率输出、统计距离值中的至少一种。

在一个实施例中，所述任务参数宏是指所述卫星进行任务时需要设置的所有参数的集合；所述任务参数宏是根据宏设置开关矩阵状态和设备主备机组合，确定各配置宏中各设备分机参数；所述任务参数宏包括：任务标识、工作体制和星地接口参数和所述地面设备子系统参数。

在一个实施例中，所述测运控中心单元还用于：根据所述工作计划，生成任务状态检查流程；所述任务状态检查流程中包含设备开机、数据记录计算机测控数据接口检查、数传数据接口检查、遥控功能检查、遥测功能检查、测距测速功能检查中的至少一种。

在一个实施例中，所述监视单元包括：设备协议处理模块、设备监视模块、网络连接状态监视模块、设备控制模块、告警信息处理模块、告警信息展示模块和系统框图链路展示模块中的至少一种；

所述设备协议处理模块，用于对设备参数查询和控制的数据帧进行组包；对接收来自设备的查询响应和控制响应的数据帧进行解包，得到参数值；显示所述参数值；

所述设备监视模块，用于周期性的查询设备状态，并接收设备发送的状态信息；

所述网络连接状态监视模块，用于周期性的进行网络测试，确定设备的网络连接状态；

所述设备控制模块，用于通过修改目标参数值，对设备进行控制；

所述告警信息处理模块，用于获取并处理告警参数，得到告警信息；

所述告警信息展示模块，用于显示所述告警信息；

所述系统框图链路展示模块，用于显示设备链路信息和开关旋向信息。

在一个实施例中，所述地面设备子系统包括：天伺馈分子系统、发射分子系统、高频接收分子系统、多功能基带子系统、测试标校子系统、时频分子系统和数据记录子系统中的至少一种。

在一个实施例中，所述测运控中心单元还包括：用户管理模块、权限管理模块、角色管理模块、参数管理模块、计划管理模块和任务自动运行模块中的至少一种。

在一个实施例中，所述监控单元包括：设备监控管理模块、宏管理模块，任务自动化策略配置模块、任务脚本管理与执行模块、卫星管理模块、天线管理模块、标校测试管理模块、报表管理模块、工作状态浏览模块和工作参数配置模块中的至少一种。

本公开实施例提供的卫星远程测运控系统，通过测运控中心单元可以获取工作计划，根据计划生成卫星任务，并通过工作流程和宏管理等功能调度资源，完成该卫星任务执行。在卫星任务执行过程中，通过地面设备子系统进行参数查询和控制数据帧组包，接收查询响应和控制响应数据帧并解析，得到参数值；向所述监控单元发送设备状态及参数信息。系统与各设备、监控工作站软件依据系统自动化运行要求或监控工作站软件下达的控制命令，向监控设备下达操作命令，记录命令下达参数，接收并解析监控设备上报的命令响应及执行结果，记录设备工作参数及运行状态变化情况。通过监控单元监视卫星执行所述卫星测控任务的情况，也可以实时传输显示前端日志或者保存日志入库，或者文件保存。根据当前卫星测运控的现状，设计了一套架构合理、技术先进的卫星远程测运控系统，将各监控系统功能集中到卫星远程测运控系统中，具有优良的扩展性和复用性，避免了各监控系统之间不兼容和设备控制复杂的问题，系统升级调试难度不大。实现卫星地面站远程监视控制的标准化和自动化。降低了搭建系统和系统运维的成本，提高了卫星测运控效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本公开实施例提供的一种卫星远程测运控系统的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的一种卫星远程测运控系统的架构框图；

图3为本公开实施例提供的一种任务参数宏的存储结构示意图；

图4是本公开实施例提供的一种洗衣处理流程图；

图5为本公开实施例提供的一种设备拓扑数据接收流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参见图1，图1为本公开实施例提供的一种卫星远程测运控系统的结构示意图。本实施例提供的卫星远程测运控系统100可以包括：测运控中心单元110、监控单元120和地面设备子系统130，其中，地面设备子系统130示例性的在图1中示出了3个地面设备子系统，分别为地面设备子系统1、地面设备子系统2和地面设备子系统3，可以理解，图1中示出地面设备子系统130的数量只是一种示例，并不构成对本公开的限定。下面对该卫星远程测运控系统进行具体介绍。

测运控中心单元110，用于获取工作计划，并根据工作计划进行系统资源分配，得到卫星测控任务以及卫星测控任务对应的工作流程。

测运控中心单元110可以是一个服务器，也可以是由多个服务器组成的服务器群，对比本公开不做限定。

其中，工作计划是指测运控中心单元110接收到的或者由测运控中心单元110本地生成的用于指导卫星进行测控任务的文件。系统工作计划设计中完成计划参数合法性检测，拒绝非法计划，存储正确工作计划，依据工作计划要求进行系统资源重组，依据任务自动运行策略确认任务流程，记录并显示各项处理过程日志。

可选的，系统工作计划设计中完成与现有计划冲突检测，如冲突(两个或多个计划同一时刻使用同一天线及射频前端情况)，以后入为主，取消现有计划并接受新下达的计划，记录详细工作日志。

可选的，测运控中心单元110可以对工作计划中的卫星测控任务进行逐个解析。示例性的，测运控中心单元110包括测运控中心子系统，测运控中心子系统可以根据任务准备时间，对每一个卫星测控任务生产一个工作流程，包括任务准备时间、跟踪开始时间、发送上行时间、跟踪接收时间、任务结束时间等信息。

可选的，测运控中心单元110可以为每一个任务设置待执行、正在执行、已执行状态标志，并依据该标志对任务分类存储。

监控单元120，用于监视卫星执行卫星测控任务的情况。

地面设备子系统130，用于对具体设备子系统参数查询和控制数据帧组包，接收查询响应和控制响应数据帧并解析，得到参数值，将实时设备的状态及参数值发送至监控服务器。

其中，数据帧组包的方式可以按照接口需求定义帧格式进，完成命令帧组包，将命令帧发送到分系统设备执行；另外，接收分系统设备上报的命令响应数据，按帧格式进行数据解包，得到参数值，将参数值发送至监控工作软件系统进行显示。

系统调用数据库接口将设备状态变更参数、命令帧和设备上报命令响应帧等数据发送到数据库进行存储。

本实施例中，通过测运控中心单元可以获取工作计划，根据计划生成卫星任务，并通过工作流程和宏管理等功能调度资源，完成该卫星任务执行。在卫星任务执行过程中，通过地面设备子系统进行参数查询和控制数据帧组包，接收查询响应和控制响应数据帧并解析，得到参数值；向监控单元发送设备状态及参数信息。系统与各设备、监控工作站软件依据系统自动化运行要求或监控工作站软件下达的控制命令，向监控设备下达操作命令，记录命令下达参数，接收并解析监控设备上报的命令响应及执行结果，记录设备工作参数及运行状态变化情况。通过监控单元监视卫星执行卫星测控任务的情况，也可以实时传输显示前端日志或者保存日志入库，或者文件保存。根据当前卫星测运控的现状，设计了一套架构合理、技术先进的卫星远程测运控系统，将各监控系统功能集中到卫星远程测运控系统中，具有优良的扩展性和复用性，避免了各监控系统之间不兼容和设备控制复杂的问题，系统升级调试难度不大。实现卫星地面站远程监视控制的标准化和自动化。降低了搭建系统和系统运维的成本，提高了卫星测运控效率。

在一种可能的实现方式中，工作计划中包含卫星测控任务。

工作流程包括卫星测控任务的准备时间、跟踪开始时间、发送上行时间、跟踪接收时间、卫星测控任务的结束时间中的至少一种信息。

测运控中心单元110具体用于获取工作计划。判断是否存储卫星测控任务对应的卫星的参数宏；若存储卫星测控任务对应的卫星的参数宏，则根据卫星测控任务的任务准备时间，得到卫星测控任务对应的工作流程；将工作流程划分为任务准备流程、目标捕获流程、业务执行流程和事后处理流程；分别按照任务准备流程、目标捕获流程、业务执行流程和事后处理流程，执行卫星测控任务。

在一种可能的实现方式中，任务准备流程包括：系统相关设备任务技术状态的建立流程、接收轨道根数与预报计算流程、设备标校流程中的至少一种。

进一步地，系统相关设备任务技术状态的建立流程包括：参数宏查询调用，综合测控基带、高速数传基带、跟踪接收机工作模式切换、任务参数宏下发、配置宏下发中的至少一种。

其中，任务参数宏是指卫星进行任务时需要设置的所有参数的集合；任务参数宏是根据宏设置开关矩阵状态和设备主备机组合，确定各配置宏中各设备分机参数；任务参数宏包括：任务标识、工作体制和星地接口参数和地面设备子系统130参数。

系统将任务相关的所有设备参数组成一组宏记录，在任务前或系统联试前由用户手动调用或由自动运行流程调用，完成宏配置中所有参数控制。宏管理系统是对宏记录管理和维护功能，包括宏的增加、修改、删除、读取、导入导出、控制等。

可选的，系统可以接收监控工作软件系统操作请求，对任务参数宏和设备配置宏进行添加、修改、删除、查询和控制处理，并将控制结果返回监控工作软件系统。

进一步地，测运控中心单元110还包括：轨道预报模块。接收轨道根数与预报计算流程包括：通过轨道预报模块进行轨道计算，得到轨道文件。

测运控中心单元110还包括：校零模块。设备标校流程包括：通过校零模块进行教龄变频器加电、设置参数工作数、设置高功放参数、运行功率输出、统计距离值中的至少一种。

其中，距离校零时对信道设备、标校设备、基带设备的控制处理，并向软件系统上报距离校零结果。测距校零可以采用偏馈校零方式。

在一种可能的实现方式中，目标捕获流程包括：载波捕获、伪码捕获、对星校相、角度捕获和距离捕获中的至少一种。

其中，系统完成测运控设备快速模式校相,通过接收快速校相流程命令帧，并将流程分解为分机控制命令发送至分机应用系统，同时接收分机上报的控制命令响应和校相状态，并把方位斜率、俯仰斜率、方位移相值、俯仰移相值下发给跟踪基带并在监控系统页面显示。

在一种可能的实现方式中，业务执行流程包括：跟踪测角、跟踪测距、跟踪测速、遥测、数传数据接收，遥控数据接收和发送中的至少一种。

在一种可能的实现方式中，事后处理流程包括：控制天线回到指定位置、数据记录子系统按要求停止记录和传输数据、按要求生成工作报表、信息归档中的至少一种。

在一种可能的实现方式中，测运控中心单元110还用于：根据工作计划，生成任务状态检查流程。

其中，任务状态检查流程中包含设备开机、数据记录计算机测控数据接口检查、数传数据接口检查、遥控功能检查、遥测功能检查、测距测速功能检查中的至少一种。

在一种可能的实现方式中，监视单元可以包括但不限于：设备协议处理模块、设备监视模块、网络连接状态监视模块、设备控制模块、告警信息处理模块、告警信息展示模块和系统框图链路展示模块中的至少一种。

设备协议处理模块，用于对设备参数查询和控制的数据帧进行组包；对接收来自设备的查询响应和控制响应的数据帧进行解包，得到参数值；显示参数值。

其中，按照一定频率对设备发起查询，获取到设备的状态查询响应。对设备状态数据帧按照协议进行解包、解析，将解析后的数据与缓存中的数据进行比较，判断数据发生变化时修改缓存中的值同时推送到页面；将设备所有参数信息推送到页面，展现具体设备状态及参数信息。

设备监视模块，用于周期性的查询设备状态，并接收设备发送的状态信息。

其中，参数阈值保护，当查询上报值超出该值限定范围，系统可以对该参数进行报警标识提示。根据各个分机设备的协议设置不同工作频率保护阈值，当设置值超出工作频率范围，系统将超出范围的值自动转换成最大或者最小值。例如，校零变频器输入频率范围为2025-2120，如果设置频率为2200，前端校验会修正为最大值并提示用户，用户确认后点击发送，当前设备将参数设置为范围内的最大值。如果设置的值小于限制范围，那么同样前端校验会修正为最小值并提示用户。监控以此机制来进行设备保护。

网络连接状态监视模块，用于周期性的进行网络测试，确定设备的网络连接状态。

其中，可以按照设置的时间频率，定期发起网络测试请求，并对收到网络测试请求的结果发送到前台，实时的显示设备的网络连接状态，使得用户能够及时的掌握设备的网络连接状态。

设备控制模块，用于通过修改目标参数值，对设备进行控制。

其中，根据具体设备协议，可以通过修改参数值的方式对支持远控设备进行远程单元设置或执行任务相关的过程控制命令，方便用户进行设备状态维护。

告警信息处理模块，用于获取并处理告警参数。

其中，可以对设备状态进行监视、定时查询过程中，对协议告警参数进行处理，然后得到告警信息。

告警信息展示模块，用于显示告警信息。

其中，对协议告警参数进行判断，如果某个告警参数值达到告警的指标则记录参数告警日志并且在设备监视页面告警提示，同时也将告警信息进行上报。

系统框图链路展示模块，用于显示设备链路信息和开关旋向信息。

其中，系统框图链路展示模块中的框图包含了地面站所有需要监控的设备链路信息及开关旋向信息，可以直观的显示各个设备之间的关联关系以及在执行任务时的具体信号走向，并且也能准确的反映各个设备的工作状态是否正常，以及主备设备的在线状态。点击设备图标可以看到设备的主要参数信息。

在一种可能的实现方式中，地面设备子系统130包括：天伺馈分子系统、发射分子系统、高频接收分子系统、多功能基带子系统、测试标校子系统、时频分子系统和数据记录子系统中的至少一种。

天伺馈分子系统：根据中心下发的程序引导文件，完成预置、程序跟踪、自动跟踪等工作模式切换，当卫星进入地面站视场范围时，接收机进行捕获、跟踪并实时将误差信息反馈至天线控制单元。其中，测运控中心单元可以简称为中心。

发射分子系统：根据中心下达测控任务，完成各设备参数配置，将天伺馈子系统接收到的S、X波段下行信号低噪声放大、变频及均衡送至数字基带子系统；将数字基带子系统发送的中频信号均衡、变频、放大送至天伺馈子系统；同时配备系统链路自检通道。

高频接收分子系统：具备接收标准TT&C、非相干扩频TT&C和数传四种信号形式的跟踪能力，接收到的S、X波段下行信号低噪声放大、变频及均衡送至数字基带子系统；将数字基带子系统发送的中频信号均衡、变频、放大送至天伺馈子系统。

多功能基带子系统：根据中心下达测控任务，完成参数配置。将收发信道子系统发送的中频业务数据进行解调、译码、帧同步、数据解析处理生成原始数据；将收发信道子系统发送中频遥测数据进行解调和解码；具备加工、生成遥控指令码、产生指令上行调制信号能力。

测试标校子系统：采用偏馈天线和校零变频器实现距离零值标定等指标标定能力；采用对星快速校相方案完成跟踪通道相位和斜率修正标定，采用对射电源标校，完成测角轴系误差标定。

时频分子系统：为其他子系统各设备提供时间基准、频率基准、经纬度校准信息。

数据记录子系统：根据中心下达测控任务进行参数配置，将数据基带子系统传输的原始数据进行记录存储，同时转发至用户中心。

在一种可能的实现方式中，测运控中心单元110还包括：用户管理模块、权限管理模块、角色管理模块、参数管理模块、计划管理模块和任务自动运行模块中的至少一种。

在一种可能的实现方式中，监控单元120包括：设备监控管理模块、宏管理模块，任务自动化策略配置模块、任务脚本管理与执行模块、卫星管理模块、天线管理模块、标校测试管理模块、报表管理模块、工作状态浏览模块和工作参数配置模块中的至少一种。

下面以具体的示例对本公开提供的卫星远程测运控系统进行详细说明。

请参见图2，图2为本公开实施例提供的一种卫星远程测运控系统的架构框图。本实施例中的商业卫星测运控一体化地面终端远程监视控制系统对应上述实施例中的卫星远程测运控系统。本实施例中的测运控中心服务器与上述实施例中的测运控中心单元110，本实施例中的监控服务器对应上述实施例中的监控单元120，本实施例中的地面设备子系统对应上述实施例中的地面设备子系统130。

传统的卫星测控系统成本高昂，主要依赖于国家投入，近年来微小卫星技术的发展使得单颗卫星的成本降低了几十倍，促成了商业航天的应用发展迅速崛起。从卫星制造到测控设备制造成本下降后，测控人力资源成本急剧上升，卫星地面终端设备的自动化调度、监视控制、无人值守等成为测控装备系统发展的主要制约因素。因此，本实施例以一种商业卫星测运控一体化地面终端远程监视控制系统进行介绍。

商业卫星测运控一体化地面终端远程监视控制系统包括：测运控中心服务器、监控服务器和地面设备子系统。

其中，测运控中心服务器，用于接收下达的工作计划或者是由软件系统本地制定的工作计划，完成计划参数合法性检测，依据工作计划要求进行系统资源分配，依据任务自动运行策略确认任务流程。

监控服务器，用于监视卫星任务信息、执行进度和执行时间、剩余时间的实时显示，实现对核心设备的集中监视和控制，流程执行日志和设备日志实时显示，设备在离线状态的实时显示。

地面设备子系统，用于对具体设备子系统参数查询和控制数据帧组包，接收查询响应和控制响应数据帧并解析到具体参数值，将实时设备的状态及参数信息发送至监控服务器。

测运控中心服务器指定设备工作计划，并对文件中的卫星测控任务逐个解析，首先根据任务标识查找参数宏，检查本地是否存在该卫星的参数宏，若没有则抛弃该卫星任务，若有则将该卫星任务加载到任务数据库中，同时在主界面上显示。

测运控中心服务器子系统在解析任务时，根据任务准备时间，对每一个卫星测控任务生产一个工作流程，包括任务准备时间、跟踪开始时间、发送上行时间、跟踪接收时间、任务结束时间等信息。还为每一个任务设置待执行、正在执行、已执行状态标志，并依据该标志对任务分类存储。

测运控中心服务器子系统在任务管理进程的控制下，启动多个计时器对待执行卫星测控任务进行倒计时，倒计时0时启动任务工作流程。任务管理线程将任务流程划分任务准备、目标捕获、业务执行及事后处理等过程。

其中，任务流程的生成为自动模式。生成的流程内容中包括卫星代号、圈次、跟踪开始结束时间、任务宏代号(任务宏)、标校过程配置、任务具体要求(测控、数据接收)等。

系统任务流程根据测运控设备工作计划自动生成，其主要依据是设备工作计划中的“任务标识、任务要求、工作体制、任务准备时间、任务开始时间、跟踪开始时间、跟踪结束时间、任务结束时间”等信息。

系统任务流程中不包含设备开机及自检过程，设备的自动开机和自检包含在任务状态检查流程中。任务状态检查流程包括设备开机、数据记录计算机测控数据接口检查、数传数据接口检查、遥控功能检查、遥测功能检查、测距测速功能检查等。

测运控中心服务器子系统任务准备阶段主要完成系统相关设备任务技术状态的建立、接收轨道根数与预报计算、设备标校等。

任务技术状态建立完成任务参数宏查询调用，综合测控基带、高速数传基带、跟踪接收机工作模式切换，任务参数宏下发、配置宏下发等。由于设备工作参数设置和开关切换比较快，综合测控基带设备工作体制切换、数传基带工作模式切换及天线极化方式切换相对较慢。为了缩短参数下发时间，系统首先检查综合测控基带、高速数传基带、跟踪接收机工作模式是否与任务要求工作模式一致，若当前的工作模式需要切换，则首先下发工作模式切换命令。在参数下发过程中加入保护机制，参数比对准确后发至各个子系统中。

系统调用轨道预报模块，进行轨道计算，并将计算出的轨道文件上传至ACU，ACU加载轨道文件至程序引导模块中。

系统任务准备过程中的设备标校为偏馈校零，调用校零模块，完成校零变频器加电、设置参工作数、设置高功放参数、运行功率输出、统计距离值等操作。若为非相关扩频工作模式，还需要设置测距上下行伪码一致等。校零结束后执行状态复原工作，确保系统为任务方式工作。

系统目标捕获过程主要完成载波捕获、伪码捕获、对星校相、角度捕获、距离捕获等一些列工作。在工作计划规定的任务开始时间，ACU控制开始进行对星快速校相和角度捕获；在跟踪时满足自跟踪条件时ACU自动控制转自跟踪。

系统星地载波捕获和测距捕获时需要地面设备加上行功率，天线完成引导捕获或等待点捕获后，控制功放加上行功率，确保跟踪开始时卫星由信标态切换为应答态，不会因为星地载波捕获时影响天线转自跟踪。

系统对星校相采用快速校相方式，该方式方便、快捷，经多项工作验证是自动化运行的优选标校方式。校相过程为：系统在任务开始时刻向ACU发送对星校相开始命令，ACU按照程引/数引方式引导天线指向目标，当天线指向到位后开始校相，首先统计、记录一组基带误差电压，然后控制天线偏置，再统计、记录一组误差电压，最后计算出相位和增益值，将结果发送到跟踪接收机设备进行存储、调用；为保证校相工作的可靠性，在天线指向到位后，ACU开始校相的条件如下：

天线程引到位：天线当前角度与程引角度差小于1/3波束宽度；

信号电平满足校相条件：任务参数宏设置目标进站点信号电平副瓣门限，当下行电平大于信号副瓣门限时，判断满足校相条件。

当以上两个条件同时满足时，ACU开始校相。

系统角度捕获由ACU根据任务要求自动控制天线完成对目标的捕获和跟踪；角度捕获有引导捕获和等待捕获两程方式。

引导捕获指采用程序引导或数字引导方式捕获目标，ACU根据轨道根数，按照任务弧段计算出引导数据直接数引天线。当仰角高于最低工作仰角且超过遮蔽角、跟踪接收机锁定，电平达到捕获门限以上、角误差电压在规定值之内且稳定，自动转自跟踪。

等待捕获指ACU根据轨道根数，按跟踪开始时间以时间符合方式自动生成等待点，并在任务前自动控制天线到等待点等待，当目标进入主波束且满足捕获条件时，天线自动转为自跟踪。

系统距离捕获采用非相干体制时，在角度捕获后按要求向卫星发上行信号(可按要求根据下行信号多普勒测量值计算上行多普勒预置值，完成多普勒补偿后向卫星发射信号)，星上应答机捕获跟踪后发非相干扩频TT&C下行的测距、遥测扩频信号(含星锁等信息)，完成距离捕获。系统采用标准TT&C体制时，角度捕获完成后，还需按要求完成双向载波捕获等。

系统完成角度捕获、双向载波捕获和距离捕获后，自动化流程进入跟踪测量、数据接收等业务过程，直至跟踪结束时刻。系统的通用业务包括跟踪测量(测角、测距、测速)，遥测、数传数据接收，遥控数据接收和发送。

天伺馈分子系统完成测角，并通过数据记录子系统输出测角数据。

综合测控基带完成测距、测速、遥测数据接收、遥控信息发送，并通过数据记录子系统输出测量数据(测距、测速)、遥测数据及遥控小环比对结果；接收遥控信息，通过发射信道和天伺馈跟子系统发送到卫星。

高速数传基带完成数传数据接收解调、解码等，并将接收数据发送到数据记录设备；接收数传上注数据，编码、调制后通过发射信道和天伺馈跟子系统发送到卫星。

数据记录子系统接收、记录数传数据，并按要求向外部系统发送数传数据。

跟踪任务结束时天线退出自跟踪，系统控制功放去功率，跟踪测量等业务过程结束。

事后处理过程从任务结束时刻开始，主要完成以下工作：控制天线回到指定位置(收藏、待机等)；数据记录子系统按要求停止记录和传输数据(传输完成时)；按要求生成工作报表、信息归档等。

系统自动化运行中设备参数及配置的自动控制采用基于宏的控制方式，设备参加某一任务时需要设置系统和各子系统所有参数的集合，使用任务标识进行存储和调用。

请参见图3，图3为本公开实施例提供的一种任务参数宏的存储结构示意图。依据自动化运行设计规范要求，任务参数宏以任务标识为存储和调用的索引标志，每个卫星任务创建一个任务参数宏。宏在结构上分三层：第一层为任务标识，用于区分卫星任务；第二层为工作体制；第三层为星地接口参数和子系统参数，星地接口参数包括工作频率/扩频码、极化、应答机零值、遥控参数、遥测/数传参数、测距参数，当同一体制下有多台应答机时，同时存储应答机频率/扩频码、极化、应答机零值，以频点/码组为存储、调用索引。系统参数仅存储与星地接口无关的参数。

任务参数宏调用，根据配置宏设置开关矩阵状态、确定设备主备机组合，任务参数宏确定各配置宏中各设备分机参数。

当系统收到参数宏调用命令后，根据参数任务标识、工作体制、频点/码组信息从数据库中检索出对应的宏参数，向各子系统/设备发送参数设置命令。

系统主动查询控制完成后设备的参数和配置状态，并与发出的宏命令进行比对，并实时显示比对结果。若宏控制执行错误，在没有超时的情况下，应及时对发生错误的参数和设备重新控制。如果已经超时，仍然没有完成预定的控制，给出控制异常结束信息。

系统自动化信息维护主要完成对系统运行过程中记录的各类信息的自动维护管理；清理或离线存储过期信息，以保证系统长期、稳定、可靠地运行。

系统自动化信息维护采用基于策略的维护方式，对系统各类信息(计划管理信息、监控信息、日志信息、星历信息、数据信息等)允许采用不同的维护策略；信息维护策略可配置。

常用信息自动维护策略：定时迁移(定时将信息迁移到指定位置)；按时间自动删除(如删除30天以前的某类信息等)；按容量自动删除(如某类信息记录容量超过一定值时，自动删除一定量的最早信息)。

2、监控服务器。

设备监控服务器提供设备的监视与控制功能，主要包括设备协议处理、设备监视、网络连接状态监视、设备控制、告警信息处理、告警信息展示、系统框图链路展示等功能。

系统设备协议处理功能完成对具体设备参数查询和控制的数据帧组包，且对接收来自设备的查询响应和控制响应的数据帧解包，并解析到具体的参数值，将实时的参数信息显示给用户，使用户能够随时掌握设备的状态及参数信息。

请参见图4，图4是本公开实施例提供的一种洗衣处理流程图。系统发送数据帧处理流程包括如下步骤：

步骤1.获取到需要发送的数据。

步骤2.对数据按照协议中数据体格式进行处理。

步骤3.对帧体进行封装。

步骤4.对帧头进行封装。

步骤5.根据设备IP和端口以及协议发送数据帧到指定设备。

步骤6.记录发送结果。

系统响应数据帧处理流程包括如下步骤：

步骤7.接收设备发来的数据帧。

步骤8.根据IP地址和端口可以判断出设备编号。

步骤9.根据设备编号查询帧协议格式，解析帧头获取业务标识。

步骤10.根据业务标识获取帧协议中数据体格式，对数据体进行解析。

步骤11.对解析后的数据进行处理生成可供用户识别的数据。

步骤12.将数据记录入缓存。

监控服务器对设备运行状态的监视采用定时查询和主动上报两种方式，定时查询按照一定的时间频率，定期发起设备状态查询，并对收到的设备数据帧进行解析处理成设备的具体参数信息，获取各子系统当前设备参数状态。可在系统首页框图、集中监控页等位置以指示灯、状态图标、开关旋向等方式显示。设备故障时能够显示告警、故障信息，向操作员实时提示当前设备的故障信息。对于故障设备可通过切换主备链路或PDU加去电实现设备重启或恢复。使得用户及时掌握设备的具体情况，如：工作参数、设备运行状态及通讯链路的状态，保证全系统设备运行状态监视的实时性。

按照一定频率对设备发起查询，获取到设备的状态查询响应。对设备状态数据帧按照协议进行解包、解析，将解析后的数据与缓存中的数据进行比较，判断数据发生变化时修改缓存中的值同时推送到页面；将设备所有参数信息推送到页面，展现具体设备状态及参数信息；

监控服务器参数阈值保护，当查询上报值超出该值限定范围，系统会对该参数进行报警标识提示。根据各个分机设备的协议设置不同工作频率保护阈值，当设置值超出工作频率范围，系统将超出范围的值自动转换成最大或者最小值。例如：校零变频器输入频率范围为2025-2120，如果设置频率为2200，前端校验会修正为最大值并提示用户，用户确认后点击发送，当前设备将参数设置为范围内的最大值。如果设置的值小于限制范围，那么同样前端校验会修正为最小值并提示用户。监控以此机制来进行设备保护。

监控服务器按照设置的时间频率，定期发起网络测试请求，并对收到网络测试请求的结果发送到前台，实时的显示设备的网络连接状态，使得用户能够及时的掌握设备的网络连接状态。

根据具体设备协议，通过修改参数值的方式对支持远控设备进行远程单元设置或执行任务相关的过程控制命令，方便用户进行设备状态维护。

监控服务器在设备状态监视定时查询过程中，对协议告警参数进行判断，如果某个参数值达到告警的指标则记录参数告警日志并且在设备监视页面告警提示，同时也将告警信息进行上报。

请参见图5，图5为本公开实施例提供的一种设备拓扑数据接收流程图。监控服务器拓扑图系统包含了地面站所有需要监控的设备链路信息及开关旋向信息，可以直观的显示各个设备之间的关联关系以及在执行任务时的具体信号走向，并且也能准确的反映各个设备的工作状态是否正常，以及主备设备的在线状态。点击设备图标可以看到设备的主要参数信息。

系统实时显示各个设备的在线、离线及开关旋向状态；解析接收到的设备数据帧按照协议进行解析；实时检测设备的网络连接状态并将结果更新到缓存；上/下行开关旋相状态的实时显示；单击系统框图中的设备可以快捷进入设备的监视和控制页面。

表1、系统接口相关信息

请参见表1，本系统中数据库访问采用JDBC接口。Java Data Base(Java数据库连接，JDBC)用于Java应用程序连接数据库的标准方法.本软件系统内部各模块之间使用规范定义的信息化接口标准，网络接口采用TCP或UDP协议，数据接口采用标准数据库API，展示页面与服务间通过HTTP/WebSocket协议进行通讯。

本公开中的方案完全满足当前业务和发展需求，满足商业卫星测运控一体化业务需求。采用参数化配置，可灵活设置地面终端远程设备监视和控制系统任务工作计划和参数，程序不需改动，维护方便。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种卫星远程测运控系统，其特征在于，包括：

测运控中心单元，用于获取工作计划，并根据所述工作计划进行系统资源分配，得到卫星测控任务以及所述卫星测控任务对应的工作流程；按照所述卫星测控任务对应的工作流程，执行所述卫星测控任务；

监控单元，用于监视卫星执行所述卫星测控任务的情况；

地面设备子系统，用于参数查询和控制数据帧组包；接收查询响应和控制响应数据帧并解析，得到参数值；向所述监控单元发送设备状态及所述参数值。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工作计划中包含卫星测控任务；所述测运控中心单元具体用于：

获取工作计划；

判断是否存储所述卫星测控任务对应的卫星的参数宏；

若存储所述卫星测控任务对应的卫星的参数宏，则根据所述卫星测控任务的任务准备时间，得到所述卫星测控任务对应的工作流程；所述工作流程包括所述卫星测控任务的准备时间、跟踪开始时间、发送上行时间、跟踪接收时间、所述卫星测控任务的结束时间中的至少一种信息；

将所述工作流程划分为任务准备流程、目标捕获流程、业务执行流程和事后处理流程；

分别按照所述任务准备流程、所述目标捕获流程、所述业务执行流程和所述事后处理流程，执行所述卫星测控任务。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述任务准备流程包括：系统相关设备任务技术状态的建立流程、接收轨道根数与预报计算流程、设备标校流程中的至少一种；

所述目标捕获流程包括：载波捕获、伪码捕获、对星校相、角度捕获和距离捕获中的至少一种；

所述业务执行流程包括：跟踪测角、跟踪测距、跟踪测速、遥测、数传数据接收，遥控数据接收和发送中的至少一种；

所述事后处理流程包括：控制天线回到指定位置、数据记录子系统按要求停止记录和传输数据、按要求生成工作报表、信息归档中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，系统相关设备任务技术状态的建立流程包括：参数宏查询调用，综合测控基带、高速数传基带、跟踪接收机工作模式切换、任务参数宏下发、配置宏下发中的至少一种；

所述测运控中心单元包括：轨道预报模块、校零模块；所述接收轨道根数与预报计算流程包括：通过所述轨道预报模块进行轨道计算，得到轨道文件；

所述设备标校流程包括：通过校零模块进行教龄变频器加电、设置参数工作数、设置高功放参数、运行功率输出、统计距离值中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述任务参数宏是指所述卫星进行任务时需要设置的所有参数的集合；所述任务参数宏是根据宏设置开关矩阵状态和设备主备机组合，确定各配置宏中各设备分机参数；所述任务参数宏包括：任务标识、工作体制和星地接口参数和所述地面设备子系统参数。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测运控中心单元还用于：根据所述工作计划，生成任务状态检查流程；所述任务状态检查流程中包含设备开机、数据记录计算机测控数据接口检查、数传数据接口检查、遥控功能检查、遥测功能检查、测距测速功能检查中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监视单元包括：设备协议处理模块、设备监视模块、网络连接状态监视模块、设备控制模块、告警信息处理模块、告警信息展示模块和系统框图链路展示模块中的至少一种；

所述设备协议处理模块，用于对设备参数查询和控制的数据帧进行组包；对接收来自设备的查询响应和控制响应的数据帧进行解包，得到参数值；显示所述参数值；

所述设备监视模块，用于周期性的查询设备状态，并接收设备发送的状态信息；

所述网络连接状态监视模块，用于周期性的进行网络测试，确定设备的网络连接状态；

所述设备控制模块，用于通过修改目标参数值，对设备进行控制；

所述告警信息处理模块，用于获取并处理告警参数，得到告警信息；

所述告警信息展示模块，用于显示所述告警信息；

所述系统框图链路展示模块，用于显示设备链路信息和开关旋向信息。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地面设备子系统包括：天伺馈分子系统、发射分子系统、高频接收分子系统、多功能基带子系统、测试标校子系统、时频分子系统和数据记录子系统中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测运控中心单元还包括：用户管理模块、权限管理模块、角色管理模块、参数管理模块、计划管理模块和任务自动运行模块中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控单元包括：设备监控管理模块、宏管理模块，任务自动化策略配置模块、任务脚本管理与执行模块、卫星管理模块、天线管理模块、标校测试管理模块、报表管理模块、工作状态浏览模块和工作参数配置模块中的至少一种。