一种全景式卫星状态监视系统的制作方法
【专利摘要】一种全景式卫星状态监视系统，包括卫星状态全景视图模块、逻辑运算管理模块、视图驱动及卫星状态监视模块、卫星状态语音提示模块、指令信息管理模块、语音接口管理模块、卫星参数订阅管理模块、基础库接口管理模块、指令信息接收模块。逻辑运算管理模块收到卫星参数订阅管理模块的订阅数据后，进行逻辑计算并将结果送往视图驱动及卫星状态监视模块。视图驱动及卫星状态监视模块根据该结果设置卫星状态全景视图模块中不同图形化显示模块的状态，并在判断该结果值异常时，将异常的文本信息送往卫星状态语音提示模块进行语音提示。采用本发明的系统，遥测参数的处理更具有智能性和功能性。
【专利说明】一种全景式卫星状态监视系统
【技术领域】
[0001]本发明属于卫星测试领域，具体地，涉及一种适用于卫星电性能测试过程中对卫星状态进行实时监视的全景式卫星状态监视系统。
【背景技术】
[0002]在卫星电性能综合测试过程中，需要根据卫星遥测数据对卫星状态进行实时的监视，所以对卫星遥测数据进行高效和有机的处理及显示是卫星地面测试设备的一项重要功倉泛。
[0003]目前，在卫星测试过程中，主要采用数据库存储并解析卫星遥测数据，客户端软件从数据库获取解析后的遥测参数，并按照遥测包进行分类显示的方式进行处理和显示。按照遥测包进行分类显示的方法存在以下几点不足:(I)对每个遥测包的遥测参数只进行了简单的排列显示，没有展示出相关遥测参数之间的逻辑关系；(2)无法可视化的看出某个分系统的工作状态，只有把该分系统所属的多个遥测包的遥测参数工程值阅读一遍之后，才能掌握分系统的功能是否正常；(3)无法从整星功能的角度上，同时监视多个分系统的工作状态。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种全景式卫星状态监视系统，该系统解决了遥测参数的逻辑性显示问题、分系统状态可视化显示问题以及从整星功能角度上对多个分系统同时监视的问题，提高了卫星状态监视的直观性和全面性。
[0005]为解决上述技术问题，根据本发明的技术方案包括:
[0006]一种全景式卫星状态监视系统，包括:卫星状态全景视图模块、逻辑运算管理模块、视图驱动及卫星状态监视模块、卫星状态语音提示模块、指令信息管理模块、语音接口管理模块、卫星参数订阅管理模块、基础库接口管理模块、指令信息接收模块，其中，
[0007]所述卫星状态全景视图模块包括能源状态图形化显示模块、姿轨控分系统图形化显示模块、载荷工作状态图形化显示模块、指令发送信息显示模块、以及卫星其它状态图形化显示模块，其中，能源状态图形化显示模块用来显示卫星当前的能源状态；姿轨控分系统图形化显示模块用来显示卫星当前姿轨控分系统的状态；载荷工作状态图形化显示模块用来显示卫星当前载荷的工作状态；指令发送信息显示模块是一个列表控件，主要显示在卫星测试过程中，地面测试设备发送的指令信息；卫星其它状态图形化显示模块用于显示卫星的其它状态，可以根据不同卫星的特点扩展为具有一个或多个特定用途的图形化显示模块；
[0008]所述指令信息接收模块通过系统接口接收外部的卫星遥控指令发送信息，并将该卫星遥控指令发送信息发送给所述指令信息管理模块；
[0009]所述基础库接口管理模块接收指令信息管理模块传入的基础数据连接信息，根据该基础数据连接信息连接外部的基础数据库，从基础数据库中读取卫星全部指令的完整信息，并提供给所述指令信息管理模块进行保存；
[0010]所述指令信息管理模块收到所述指令信息接收模块发送来的卫星遥控指令发送信息之后，通过所保存的卫星全部指令的完整信息查询该卫星遥控指令的详细信息，并将该卫星遥控指令的详细信息提供给所述卫星状态全景视图模块中的指令发送信息显示模块进行显示，以便更全面的了解对卫星的状态控制情况；
[0011]所述卫星参数订阅管理模块完成与外部的实时数据库的订阅接口功能，根据所述逻辑运算管理模块所需要的参数列表，向该外部的实时数据库进行订阅，在收到实时数据库推送来的订阅数据后，把订阅数据发送给所述逻辑运算管理模块；
[0012]所述卫星状态语音提示模块将来自所述视图驱动及卫星状态监视模块的文本信息发送给所述语音接口管理模块，并在收到所述语音接口管理模块返回的音频数据后通过计算机音频设备进行播放，达到语音提示、报警的目的；
[0013]所述语音接口管理模块负责与外部的语音生成服务库的数据交换，所述语音接口管理模块将所述卫星状态语音提示模块发送来的文本信息发往语音生成服务库，然后把语音生成服务库返回的音频数据送回给所述卫星状态语音提示模块进行语音输出；
[0014]所述逻辑运算管理模块对卫星的所有逻辑规则集进行管理和运算，每个逻辑规则集包括N条逻辑规则，每一条逻辑规则定义了有逻辑关联的M个卫星遥测参数之间的逻辑运算方法，N条逻辑规则的运算结果值总合在一起确定了所述卫星状态全景视图模块的一个图形化显示模块的一种显示状态，所述逻辑运算管理模块收到所述卫星参数订阅管理模块发送的订阅数据后，按照每一条逻辑规则的定义逐一进行计算，并将逻辑运算结果送往所述视图驱动及卫星状态监视模块，其中，N和M均为自然数；
[0015]所述视图驱动及卫星状态监视模块从所述逻辑运算管理模块获取全部逻辑规则的逻辑运算结果，根据该逻辑运算结果设置所述卫星状态全景视图模块中不同图形化显示模块的状态，同时对这些运算结果进行分析，判断该结果值是否在正常范围内，若运算结果值异常，则将有关异常的文本信息送往所述卫星状态语音提示模块。
[0016]优选地，每个逻辑规则集采用动态链接库技术进行封装和实现，并且逻辑规则集动态链接库具有统一的对外接口，具体的接口定义如下:
[0017]所需参数清单接口:汇总动态链接库中全部逻辑规则所涉及的卫星遥测参数，以便于进行参数订阅；
[0018]接收卫星遥测参数值接口:设置全部逻辑规则所需的遥测参数值；
[0019]输出全部规则的逻辑运算结果接口:根据接收的一次参数值，输出全部规则的一次逻辑运算结果；
[0020]由此，所述逻辑运算管理模块收到来自所述卫星参数订阅管理模块的订阅数据后，通过调用接收卫星遥测参数值接口函数将参数值分发给不同的逻辑规则集动态链接库，在动态链接库内部进行逻辑运算，然后通过调用输出全部规则的逻辑运算结果接口函数获取全部逻辑规则的运算结果，并将运算结果发送给所述视图驱动及卫星状态监视模块。
[0021]与现有技术相比，根据本发明的全景式卫星状态监视系统具有有益的技术效果，包括:
[0022](I)在根据本发明的全景式卫星状态监视系统中，提供了逻辑运算管理模块，可以对有逻辑关联的多个卫星遥测参数进行逻辑运算，把总合后的结果用于卫星设备状态设置的输入或者卫星状态监视的输入，使得遥测参数的处理更具有智能性和功能性。
[0023](2)在根据本发明的全景式卫星状态监视系统中，采用图形化显示方式，可以按照卫星功能划分，通过图形化显示模块，可视化地显示出分系统内部多个有关联的设备的状态以及数据通路的状态，从而直观地把卫星某个功能模块的状态展示出来。
[0024](3)在根据本发明的全景式卫星状态监视系统中，引入了卫星状态全景视图，即把卫星多个可视化功能模块整合在一个统一的视图内，使得卫星电性能测试人员可以直观的获得整星的实时工作状态。
[0025](4)本发明采用了语音合成(Text To Speech)技术,通过视图驱动及卫星状态监视模块中的状态监视功能，可以把卫星某个功能模块的工作模式转换、状态异常变化进行语音提示，替代了人工对多个参数的逐一判读，更智能化的播报卫星当前的状态。
[0026](5)本发明采用了动态链接库技术，具有良好的系统扩展性，向不同型号迁移时，只需要替换卫星状态全景视图中有变动的图形化显示控件以及对应的规则集动态链接库即可。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为根据本发明的全景式卫星状态监视系统的组成示意图；
[0028]图2为根据本发明的一个载荷工作状态图形化显示模块的示意图；
[0029]图3为根据本发明的一个逻辑规则的运算示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合附图和具体实施例对根据本发明的全景式卫星状态监视系统做进一步详细的说明。
[0031]图1为根据本发明的全景式卫星状态监视系统的组成示意图。如图1所示，根据本发明的全景式卫星状态监视系统包括卫星状态全景视图模块、逻辑运算管理模块、视图驱动及卫星状态监视模块、卫星状态语音提示模块、指令信息管理模块、语音接口管理模块、卫星参数订阅管理模块、基础库接口管理模块、以及指令信息接收模块。
[0032]卫星状态全景视图模块包括能源状态图形化显示模块、姿轨控分系统图形化显示模块、载荷工作状态图形化显示模块、卫星其它状态图形化显示模块、以及指令发送信息显示模块。这些模块之间相互独立，根据各自模块所显示的卫星状态的内容，可以按照左右、上下或兼而有之的顺序排列，同时可以根据不同卫星的特点增加或减少模块，每一个图形化显示模块为一个图形控件，包含多个子控件，每个子控件表示一个星上设备或一种数据通道，具有本身的属性，如子控件的颜色、文字等，不同的颜色和文字组合标识了该子控件所代表的设备的不同状态。所有这些图形化显示模块组合在一起，构成了卫星状态全景视图模块。
[0033]能源状态图形化显示模块表示卫星当前的能源状态，如卫星使用外部能源还是使用内部电池能源、电池处于充电状态还是放电状态、电池当前容量状态等。姿轨控分系统图形化显示模块表示卫星当前姿轨控分系统的状态，如卫星姿轨控分系统的运行模式处于主动段还是在轨正常模式、卫星当前姿态角等状态。载荷工作状态图形化显示模块表示卫星当前载荷的工作状态，如载荷是否正在工作、数传是否正在传输、数据传输通道的主备状态等。指令发送信息显示模块是一个列表控件，主要显示在卫星测试过程中地面测试设备发送的指令信息。卫星其它状态图形化显示模块用于显示卫星的其它状态，可以根据不同卫星的特点对该部分进行扩展，并将其替换为一个或多个特定用途的图形化显示模块。
[0034]根据本发明的系统启动时，首先初始化卫星状态全景视图模块中的各图形化显示模块以及指令发送信息显示模块，然后加载逻辑运算管理模块中的各逻辑规则集动态链接库(Dynamic Link Library,DLL)。一个典型的图形化显示模块由一个动态控件来实现,可以包括多个子控件，一个子控件表示一个星上设备或一种数据通道，具有文字、背景颜色等属性，不同的属性值表示设备的不同状态。多个表示设备和数据通道的子控件按照星上实际的逻辑关系组合在一起，就构成了星上某个分系统或某项功能的图形化显示模块，多个这样的图形化显示模块以及指令发送信息显示模块有机组合在一起，就构成了卫星状态全景视图模块。
[0035]举例说明，如图2所示为一个载荷工作状态图形化显示模块示意图，该载荷工作状态图形化显示模块包括设备A、设备B、设备C共3台星上设备，箭头表示该3台设备工作时的数据流向为从A到B再到C。设备A为一个子控件，有两种控件属性，分别为表征设备名称的文字属性和表征设备工作状态的背景颜色属性，设备A有3种工作状态，工作状态I为设备A处于加电并正常工作状态，此时子控件背景色为绿色；工作状态2为设备A处于加电并且工作异常状态，此时子控件背景色为红色；工作状态3为设备A处于断电状态，此时子控件背景色为灰色。设备B和设备C同样具有与设备A类似的属性。卫星状态全景视图模块初始化完毕后，以一种图形化的效果展示出了卫星主要功能或主要设备之间的逻辑关系和状态。
[0036]逻辑运算管理模块对卫星的所有逻辑规则集进行管理和运算，每个逻辑规则集包括N条(N为自然数)逻辑规则。每个规则集采用动态链接库技术进行封装和实现，动态链接库技术是在Windows操作系统中实现共享函数库概念的一种方式，它通过把软件系统中相对独立的资源或代码封装成DLL文件，并在软件运行过程中动态的加载该DLL文件，实现对一些软件模块的动态加载功能，使得这些软件模块的更新和修改不会影响软件的其它部分。通过动态链接库技术实现规则集，在规则集中的某个规则变更时，只需要更改相应的DLL文件即可，从而实现了规则集的灵活加载。
[0037]逻辑规则集动态链接库封装了对应卫星状态全景视图模块中的某一个图形化显示模块的所有逻辑运算规则，每一条逻辑规则定义了有逻辑关联的M个(M为自然数)卫星遥测参数之间的逻辑运算方法，每一个逻辑规则的运算结果值对应于该图形化显示模块中一个子控件的一种状态，实现了从卫星遥测参数组合到子控件状态的转换。以设备A为例，设备A的工作状态涉及到了 2个卫星遥测参数，这2个遥测参数的值与设备A工作状态的对应关系为:当参数I的值大于等于0.7并且参数2的值等于O时，设备A加电并且工作正常；当参数I的值大于等于0.7并且参数2的值不等于O时，设备A加电并且工作异常；当参数I的值小于0.7时，设备A未加电。由此定义设备A的工作状态对应的逻辑规则运算示意图如图3所示。设备B和设备C的工作状态同样对应一条规则，不同的是，设备B和设备C的工作状态涉及到的参数是不同于参数1、参数2的其它参数。
[0038]逻辑规则集动态链接库具有统一的对外接口，可以对外提供链接库所需的全部参数清单，可以接收卫星遥测参数值，可以输出全部规则的运算结果，具体的接口定义如下(其中IN和OUT表示参数类型，IN代表输入参数，OUT代表输出参数，IN和OUT后面为参数名):
[0039]所需参数清单接口 GetAllParasOfRules (OUT paras):汇总动态链接库中全部逻辑规则所涉及的卫星遥测参数，以便于进行参数订阅。
[0040]接收卫星遥测参数值接口 SetAllParaValues(IN values):设置全部逻辑规则所需的遥测参数值。
[0041]输出全部规则的逻辑运算结果接口 GetRulesResult (OUT result):根据接收的一次参数值，输出全部规则的一次逻辑运算结果。
[0042]根据本发明的系统在启动结束后，将进行与系统外部资源的接口初始化工作，依次为:卫星参数订阅管理模块连接实时数据库，然后从逻辑运算管理模块获取能源状态逻辑规则集、姿轨控状态逻辑规则集、载荷工作状态逻辑规则集、以及卫星其它状态逻辑规则集所需要的全部参数信息清单，然后根据参数清单构造订阅列表并把订阅列表发给实时数据库；指令信息接收模块创建指令接收端口，实时接收卫星遥控指令的发送信息，并将该卫星遥控指令发送信息发送给指令信息管理模块；基础库接口管理模块连接基础数据库(存储有卫星全部参数以及全部指令的详细信息)，并从基础数据库中读取全部指令的的完整信息，提供给指令信息管理模块进行指令查阅；语音接口管理模块建立与语音生成库的数据连接，接收卫星状态语音提示模块的文本数据输入，并将该文本数据输入发送给语音生成服务库，然后把语音生成服务库返回的音频数据返回给卫星状态语音提示模块以便于进行音频播放。语音生成服务库是采用语音合成技术的软件系统，该系统可以把输入的文本信息转换成数字音频数据。
[0043]卫星参数订阅管理模块根据逻辑运算管理模块所需要的参数列表，按照固定的数据传输速率接收实时数据库(提供参数订阅服务)送来的订阅数据，然后送往逻辑运算管理模块。指令信息管理模块获取指令信息接收模块送来的遥控指令发送信息，并通过基础库接口管理模块查询指令的详细信息，然后显示在卫星状态全景视图模块的指令发送信息显示模块中。卫星状态语音提示模块将文本信息送往语音接口管理模块，收到返回的音频数据后通过计算机音频设备进行播放，达到语音提示、报警的目的。
[0044]逻辑运算管理模块收到卫星参数订阅管理模块送来的卫星遥测数据后，按照每一条逻辑规则的定义逐一进行计算，并将逻辑运算结果送往视图驱动及卫星状态监视模块。
[0045]逻辑运算管理模块收到来自卫星参数订阅管理模块的订阅数据后，通过调用SetAllParaValues (IN values)接口函数将参数值分发给不同的逻辑规则集动态链接库，在动态链接库内部进行逻辑运算，然后通过调用GetRulesResult (OUT result)接口函数获取全部规则的运算结果，运算结果送往视图驱动及卫星状态监视模块。例如图3所示的规则涉及到卫星参数I和卫星参数2，若参数I的值为0.8并且参数2的值为0，则经过逻辑运算，该条规则的输出结果为“工作状态I”。
[0046]视图驱动及卫星状态监视模块收到逻辑运算结果后，根据每条逻辑运算规则与卫星状态全景视图模块中子控件的对应关系设置子控件的状态。例如图3所示的一条规则对应于卫星设备A的工作状态，当规则逻辑运算结果为“工作状态I”时，视图驱动及卫星状态监视模块设置设备A子控件的背景颜色为绿色，表示设备A当前工作正常，同理可以设置设备B、设备C的当前工作状态并通过背景颜色展示出来，从而直观的得到卫星设备A、B、C的工作状态。
[0047]视图驱动及卫星状态监视模块在根据逻辑运算结果设置各个图形化显示模块中子控件属性的同时，还对逻辑运算结果进行分析，当逻辑运算结果的值表示对应设备工作异常时，通过卫星状态语音提示模块进行语音输出，以达到警示、提醒的目的。比如当设备A工作状态从正常的“工作状态I ”突然变为异常的“工作状态2”时，在设备A对应的控件的颜色从绿色变为红色的同时，将有语音提示“设备A的工作状态异常”。
[0048]在进行逻辑规则运算、监视设备状态的同时，本系统还同时显示出卫星遥控指令的发送情况。指令信息接收模块收到一条指令发送信息后，送往指令信息管理模块，指令信息管理模块从所保存的卫星全部指令的完整信息中查询该条卫星遥控指令的详细信息，并将详细信息发送给卫星状态全景视图模块中的指令发送信息显示模块进行显示，以便于更全面的了解对卫星的状态控制情况。
[0049]在此，需要说明的是，本说明书中未详细描述的内容，是本领域技术人员通过本说明书中的描述以及现有技术能够实现的，因此，不做赘述。
[0050]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用来限制本发明的保护范围。对于本领域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，可以对本发明做出若干的修改和替换，所有这些修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种全景式卫星状态监视系统，其特征在于，包括:卫星状态全景视图模块、逻辑运算管理模块、视图驱动及卫星状态监视模块、卫星状态语音提示模块、指令信息管理模块、语音接口管理模块、卫星参数订阅管理模块、基础库接口管理模块、以及指令信息接收模块，其中， 所述卫星状态全景视图模块包括能源状态图形化显示模块、姿轨控分系统图形化显示模块、载荷工作状态图形化显示模块、指令发送信息显示模块、以及卫星其它状态图形化显示模块，其中，能源状态图形化显示模块用来显示卫星当前的能源状态；姿轨控分系统图形化显示模块用来显示卫星当前姿轨控分系统的状态；载荷工作状态图形化显示模块用来显示卫星当前载荷的工作状态；指令发送信息显示模块是一个列表控件，主要显示在卫星测试过程中，地面测试设备发送的指令信息；卫星其它状态图形化显示模块用于显示卫星的其它状态，可以根据不同卫星的特点扩展为具有一个或多个特定用途的图形化显示模块；所述指令信息接收模块通过系统接口接收外部的卫星遥控指令发送信息，并将该卫星遥控指令发送信息发送给所述指令信息管理模块； 所述基础库接口管理模块接收所述指令信息管理模块传入的基础数据连接信息，根据该基础数据连接信息连接外部的基础数据库，从基础数据库中读取卫星全部指令的完整信息，并提供给所述指令信息管理模块进行保存； 所述指令信息管理模块收到所述指令信息接收模块发送来的卫星遥控指令发送信息之后，通过所保存的卫星全部指令的完整信息查询该卫星遥控指令的详细信息，并将该卫星遥控指令的详细信息提供给所述卫星状态全景视图模块中的指令发送信息显示模块进行显示，以便更全面的了解对卫星的状态控制情况； 所述卫星参数订阅管理模块完成与外部的实时数据库的订阅接口功能，根据所述逻辑运算管理模块所需要的参数列表，向该外部的实时数据库进行订阅，在收到实时数据库推送来的订阅数据后，把订阅数据发送给所述逻辑运算管理模块； 所述卫星状态语音提示模块将来自所述视图驱动及卫星状态监视模块的文本信息发送给所述语音接口管理模块，并在收到所述语音接口管理模块返回的音频数据后通过计算机音频设备进行播放，达到语音提示、报警的目的； 所述语音接口管理模块负责与外部的语音生成服务库的数据交换，所述语音接口管理模块将所述卫星状态语音提示模块发送来的文本信息发往语音生成服务库，然后把语音生成服务库返回的音频数据送回给所述卫星状态语音提示模块进行语音输出； 所述逻辑运算管理模块对卫星的所有逻辑规则集进行管理和运算，每个逻辑规则集包括N条逻辑规则，每一条逻辑规则定义了有逻辑关联的M个卫星遥测参数之间的逻辑运算方法，N条逻辑规则的运算结果值总合在一起确定了所述卫星状态全景视图模块的一个图形化显示模块的一种显示状态，所述逻辑运算管理模块收到所述卫星参数订阅管理模块发送的订阅数据后，按照每一条逻辑规则的定义逐一进行计算，并将逻辑运算结果送往所述视图驱动及卫星状态监视模块，其中，N和M均为自然数； 所述视图驱动及卫星状态监视模块从所述逻辑运算管理模块获取全部逻辑规则的逻辑运算结果，根据该逻辑运算结果设置所述卫星状态全景视图模块中不同图形化显示模块的状态，同时对这些运算结果进行分析，判断该结果值是否在正常范围内，若运算结果值异常，则将有关异常的文本信息送往所述卫星状态语音提示模块。
2.根据权利要求1所述的全景式卫星状态监视系统，其特征在于，每个逻辑规则集采用动态链接库技术进行封装和实现，并且逻辑规则集动态链接库具有统一的对外接口，具体的接口定义如下: 所需参数清单接口:汇总动态链接库中全部逻辑规则所涉及的卫星遥测参数，以便于进行参数订阅； 接收卫星遥测参数值接口:设置全部逻辑规则所需的遥测参数值； 输出全部规则的逻辑运算结果接口:根据接收的一次参数值，输出全部规则的一次逻辑运算结果； 由此，所述逻辑运算管理模块收到来自所述卫星参数订阅管理模块的订阅数据后，通过调用接收卫星遥测参数值接口函数将 参数值分发给不同的逻辑规则集动态链接库，在动态链接库内部进行逻辑运算，然后通过调用输出全部规则的逻辑运算结果接口函数获取全部逻辑规则的运算结果，并将运算结果发送给所述视图驱动及卫星状态监视模块。
【文档编号】G01R31/00GK103955859SQ201410174505
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】刘锋, 朱隆晶, 姚慧 申请人:航天东方红卫星有限公司