一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置及其采集方法
【专利摘要】本发明涉及一种卫星遥测采集装置及其采集方法，具体涉及一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置及其采集方法。为了提供能够使得卫星系统的遥测数据和实时任务以及时间建立对应关系，从而为系统建立健康数据包络提供可能途径的装置。本发明包括接收遥测数据的多路选择器、接收遥测采集启动命令的总线控制器以及时间管理FPGA，多路选择器下游依次相连运放以及滤波器、高速A/D转换器、AD控制器；与AD控制器、总线控制器、时间管理FPGA相连接的CPU，CPU的下游连接有FIFO组，FIFO组下游连接有通过FPGA写入的储存阵列。能够挖掘出任务序列、时间序列和遥测数据之间存在的客观规律和知识，提升了遥测处理结果的可信度，同时使卫星在轨的科学管理成为可能。
【专利说明】一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置及其采集方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种卫星遥测采集装置及其采集方法，具体涉及一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置及其采集方法。
【背景技术】
[0002]目前卫星任务的执行与反应卫星运行健康状态的遥测数据的采集是异步并发的。任务的启动在时间上具有一定的随机性，遥测数据的获得无法和任务建立实时对应关系。该方法导致以下问题:
[0003]I)系统获取健康状态数据时间花销大:从系统开始执行某任务到采集对应任务的遥测数据信息前的时间内，遥测数据信息是无意义的，即这段时间里系统健康状态无法以实时遥测数据为依据进行判断。需要花费时间重新获取目标的遥测信息。
[0004]2)系统的任务和遥测信息对应关系复杂:同一个目标计算机在不同的任务模式、相同任务模式不同命令、相同命令下不同时间内，遥测信息都存在差异。当将采集的数据进行分析，可以看出，在统一时间段内遥测信息状态存在较大差异。遥测信息无法与任务命令下的时间轴建立对应关系。
[0005]3)由于大多数遥测信息是无法统计量化，因此导致能够比对的系统信息极其有限，无法建立数据包洛，从而通过大量数据的比对建立系统健康信息曲线，为更高级的系统提供健康分析的支撑。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置及其采集方法，能够使得卫星系统的遥测数据和实时任务以及时间建立对应关系，从而为系统建立健康数据包络提供可能途径。
[0007]为了达到上述目的，一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置包括接收遥测数据的多路选择器、接收遥测采集启动命令的总线控制器以及时间管理FPGA，多路选择器下游依次相连运放以及滤波器、高速A/D转换器、AD控制器；
[0008]还包括与AD控制器、总线控制器、时间管理FPGA相连接的CPU，CPU的下游连接有FIFO组，FIFO组下游连接有通过FPGA写入的储存阵列。
[0009]所述FIFO组包括第一 FIFO和第二 FIFO，第一 FIFO和第二 FIFO的上游均连接CPU，下游连接FPGA。
[0010]一种基于任务及时间的卫星遥测采集方法，包括以下步骤:
[0011]步骤一:总线控制器相隔相同采集相隔时间接收一次遥测采集的启动命令后记录任务编码，并传输给CPU，CPU启动遥测采集并生成任务序列；
[0012]步骤二:遥测数据依次通过多路选择器、运放以及滤波器、高速A/D转换器进入AD控制器内临时储存，时间管理FPGA间隔相同采集相隔时间启动一次遥测采集的方式获取遥测信息并按时间进行临时存储，CPU接收时间管理FPGA内的临时数据生成时间序列，CPU接收AD控制器内的临时数据生成遥测采集样本；
[0013]步骤三:CPU收到下放指令后，将任务序列、时间序列和遥测采集样本传输给FIFO组；
[0014]步骤四:FIF0组写满后将其中的数据通过FPGA写入储存阵列。
[0015]所述步骤三中CPU收到下放指令后，将任务序列、时间序列和遥测采集样本传输给FIFO组中的第一 FIFO ；
[0016]步骤四中第一 FIFO写满后将其中的数据通过FPGA写入储存阵列，同时开始向第二 FIFO中写入信息；
[0017]当第一 FIFO数据写入完毕，且第二 FIFO写满后，返回步骤三。
[0018]所述步骤一和步骤二中采集相隔时间均为1ms。
[0019]与现有技术相比，本发明能够挖掘出任务序列、时间序列和遥测数据之间存在的客观规律和知识，在现有卫星架构的基础上使遥测参数的获取更加富有规律性，遥测数据的处理判据更加精细化，替代了通过遥测数据有效值范围判断卫星状态的方式，提升了遥测处理结果的可信度，同时使卫星在轨的科学管理成为可能。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置的示意图；
[0021]图2为一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置的采集方法的流程图；
[0022]图3为本发明的工作过程示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0024]参见图1，一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置，包括接收遥测数据的多路选择器、接收遥测采集启动命令的总线控制器以及时间管理FPGA，多路选择器下游依次相连运放以及滤波器、高速A/D转换器、AD控制器；还包括与AD控制器、总线控制器、时间管理FPGA相连接的CPU，CPU的下游连接第一 FIFO和第二 FIFO，FIFO和第二 FIFO的下游连接有通过FPGA写入的储存阵列。
[0025]参见图2和图3，一种基于任务及时间的卫星遥测采集方法，包括以下步骤:
[0026]步骤一:总线控制器相隔Ims接收一次遥测采集的启动命令后记录任务编码，并传输给CPU，CPU启动遥测采集并生成任务序列；
[0027]步骤二:遥测数据依次通过多路选择器、运放以及滤波器、高速A/D转换器进入AD控制器内临时储存，时间管理FPGA间隔Ims启动一次遥测采集的方式获取遥测信息并按时间进行临时存储，CPU接收时间管理FPGA内的临时数据生成时间序列，CPU接收AD控制器内的临时数据生成遥测采集样本；
[0028]步骤三:CPU收到下放指令后，将任务序列、时间序列和遥测采集样本传输给第一FIFO ；
[0029]步骤四:第一FIFO写满后将其中的数据通过FPGA写入储存阵列，同时开始向第二FIFO中写入信息；当第一 FIFO数据写入完毕，且第二 FIFO写满后，返回步骤三，将消息通过乒乓的方式进行缓存，用FPGA来完成写FLASH的动作。。
[0030]当系统工作异常时则直接断电，数据不保存；当系统接收到的任务为遥测解析时，根据系统工作环境、任务编码、命令编码和时间进行遥测信息包络组建，建立工作环境任务、命令、时间与遥测范围的对应关系，从而量化遥测参数确认系统各各模块的工作是否正常，并通过遥测信息的关联检测进行异常分析和故障隔离。
[0031]当卫星经过地面站时，通过回放指令，将存储阵列中保存的总线任务序列、时间序列、遥测值通过下传给地面设备。由地面设备根据协议进行数据解析建立基于任务序列、时间序列的遥测状态信息包络。地面设备可以将基础遥测数据包络作为判断依据对实时遥测数据包络进行准确判断。
[0032]在某遥感卫星中，信息收集设备中的存储单元已经具备MT工作模式，按照基于任务序列、时间序列的遥测采集方法，不仅可以充分利用存储单元的已有功能，而且可以获得任务序列、时间序列和遥测数据之间存在的客观规律和知识，大大提高了卫星状态判断结果的可信度。
【权利要求】
1.一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置，其特征在于:包括接收遥测数据的多路选择器、接收遥测采集启动命令的总线控制器以及时间管理FPGA，多路选择器下游依次相连运放以及滤波器、高速A/D转换器、AD控制器； 还包括与AD控制器、总线控制器、时间管理FPGA相连接的CPU，CPU的下游连接有FIFO组，FIFO组下游连接有通过FPGA写入的储存阵列。
2.根据权利要求1所述的一种基于任务及时间的卫星遥测采集装置，其特征在于:所述FIFO组包括第一 FIFO和第二 FIFO，第一 FIFO和第二 FIFO的上游均连接CPU，下游连接FPGA。
3.一种基于任务及时间的卫星遥测采集方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一:总线控制器相隔相同采集相隔时间接收一次遥测采集的启动命令后记录任务编码，并传输给CPU，CPU启动遥测采集并生成任务序列； 步骤二:遥测数据依次通过多路选择器、运放以及滤波器、高速A/D转换器进入AD控制器内临时储存，时间管理FPGA间隔相同采集相隔时间启动一次遥测采集的方式获取遥测信息并按时间进行临时存储，CPU接收时间管理FPGA内的临时数据生成时间序列，CPU接收AD控制器内的临时数据生成遥测采集样本； 步骤三:CPU收到下放指令后，将任务序列、时间序列和遥测采集样本传输给FIFO组； 步骤四:FIF0组写满后将其中的数据通过FPGA写入储存阵列。
4.根据权利要求3所述的一种基于任务及时间的卫星遥测采集方法，其特征在于:所述步骤三中CPU收到下放指令后，将任务序列、时间序列和遥测采集样本传输给FIFO组中的第一 FIFO ； 步骤四中第一 FIFO写满后将其中的数据通过FPGA写入储存阵列，同时开始向第二FIFO中写入信息； 当第一 FIFO数据写入完毕，且第二 FIFO写满后，返回步骤三。
5.根据权利要求3所述的一种基于任务及时间的卫星遥测采集方法，其特征在于:所述步骤一和步骤二中采集相隔时间均为lms。
【文档编号】G05B19/04GK104267622SQ201410455711
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】刘曙蓉, 王强, 曲翕, 杨文清, 吴磊, 李勇, 徐超 申请人:中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所