一种辅助卫星飞控的遥测数据处理系统和方法与流程

本发明属于航天技术领域，尤其涉及一种辅助卫星飞控的遥测数据处理系统和方法。

背景技术：

卫星飞行控制(简称“飞控”)是卫星发射后对卫星进行轨道调整、运行控制及在轨测试的一项工作，是确保卫星在轨稳定、安全运行的重要技术手段。卫星的飞控工作包括：

对卫星运行轨道进行调整，使其在预定的轨道上运行；

通过遥控命令控制各单机，确保卫星各单机运转正常；

对卫星进行在轨测试，确保卫星各功能工作正常。

卫星遥测数据是卫星各设备工作状态数据的集合。遥测数据处理是对卫星遥测数据接收、转换、分割、解析、判读、存储、及分析的过程，是卫星飞控的一项基础工作。

卫星飞控工作一般在各测控基地进行，远离卫星的研制场所和发射场所，卫星飞控任务一般由卫星研制人员进行实施和完成。现有研制环境下的遥测数据处理系统由若干服务器、交换机、计算机、存储装置及相关的软件工具和模块组成，存在系统组成复杂、部署麻烦、不便于携带等问题。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种辅助卫星飞控的遥测数据处理系统和方法，以解决当前遥测数据处理系统存在的体积过于臃肿、组成过于复杂、不方便部署、不便于携带等问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，包括：虚拟网络模块、数据回放模块、数据接收模块、数据处理模块、数据分发模块和数据判读模块；

所述数据回放模块、数据接收模块和数据分发模块通过所述虚拟网络模块进行数据交互；

所述虚拟网络模块，用于模拟局域网环境，实现了tcp和udp协议之间的相互转换，以及，udp组播和udp广播之间的相互转换；

所述数据回放模块，用于读取历史数据，将读取的历史数据转发到所述数据接收模块的接收端口；

所述数据接收模块，用于从接收端口接收实时数据和/或历史数据，并将实时数据和/或历史数据推送给数据处理模块；

所述数据处理模块，用于对实时数据和/或历史数据进行解析处理，得到十进制的工程值；

所述数据分发模块，用于将数据处理模块处理得到的工程值分发给数据判读模块；

所述数据判读模块，用于接收所述数据分发模块分发的工程值，对所述工程值进行判读，得到判读结果。

在上述辅助卫星飞控的遥测数据处理系统中，所述数据处理模块，包括：协议转换模块、数据分割模块和数据解析模块；

所述协议转换模块，用于通过加载数据转换xml文件，将不同协议的二进制实时数据和/或历史数据转换成同一协议的二进制数据；

所述数据分割模块，用于通过加载数据分割xml文件，将协议转换后的同一协议的二进制数据分割成数据段；

所述数据解析模块，用于通过加载数据解析lua脚本，将分割后的数据段解析成十进制的工程值。

在上述辅助卫星飞控的遥测数据处理系统中，所述协议转换模块，用于读取不同协议的二进制实时数据和/或历史数据；加载数据转换xml文件，读取所述数据转换xml文件中的协议转换规则；按照读取的协议转换规则将读取的不同协议的二进制实时数据和/或历史数据重新组合成统一协议的二进制数据；输出转换后的统一协议的二进制数据。

在上述辅助卫星飞控的遥测数据处理系统中，所述数据分割模块，用于接收所述协议转换模块输出的同一协议的二进制数据；加载数据分割xml文件，读取所述数据分割xml文件中的数据分割规则；按照读取的数据分割规则将所述统一协议的二进制数据分割成数据段；输出分割后的数据段。

在上述辅助卫星飞控的遥测数据处理系统中，所述数据解析模块，用于依次读取所述数据分割模块输出的数据段；加载数据解析lua脚本；将各个数据段作为lua脚本的输入；通过lua解释器执行lua脚本；获得lua脚本的执行结果；根据所述执行结果确定十进制的工程值；输出所述十进制的工程值。

在上述辅助卫星飞控的遥测数据处理系统中，还包括：数据监视模块、数据存储模块、数据库和数据分析模块；

其中，所述数据分发模块，还用于将数据处理模块处理得到的工程值分发给所述数据监视模块和数据存储模块；

所述数据监视模块，用于接收所述数据分发模块分发的工程值，呈现所述数据处理模块处理得到的十进制的工程值，以实现工程值的实时可视化；

所述数据存储模块，用于接收所述数据分发模块分发的工程值，将所述数据处理模块处理得到的十进制的工程值存储至数据库中；

所述数据库，用于存储所述十进制的工程值；

所述数据分析模块，用于从数据库中读取所述十进制的工程值，根据读取十进制的工程值对实时数据和/或历史数据进行分析。

在上述辅助卫星飞控的遥测数据处理系统中，所述数据回放模块，用于从所述数据库中读取历史数据，将读取的历史数据转发到所述数据接收模块的接收端口。

在上述辅助卫星飞控的遥测数据处理系统中，还包括：虚拟网络配置模块；

所述虚拟网络配置模块，用于通过虚拟网络配置文件对虚拟网络模块进行配置，设置各模块间的通信接口，确保各模块之间数据传递通畅。

相应的，本发明还公开了一种辅助卫星飞控的遥测数据处理方法，包括：

通过虚拟网络配置模块，对各模块间的通信接口进行设置；

启动虚拟网络模块，为各模块提供数据传递服务；

启动数据分发模块，为数据判读模块、数据监视模块和数据存储模块提供数据分发服务；

接收协议转换配置请求，生成数据转换xml文件；接收数据分割配置请求，生成数据分割xml文件；接收数据解析配置请求，生成数据解析lua脚本；

通过数据接收模块接收实时数据和/或历史数据；其中，所述历史数据通过数据回放模块读取；

通过协议转换模块加载所述数据转换xml文件，将不同协议的二进制实时数据和/或历史数据转换成同一协议的二进制数据；

通过数据分割模块加载所述数据分割xml文件，将协议转换后的同一协议的二进制数据分割成数据段；

通过数据解析模块加载所述数据解析lua脚本，将分割后的数据段解析成十进制的工程值；

通过数据分发模块，将十进制的工程值分发至数据判读模块、数据监视模块和数据存储模块；

通过数据判读模块对所述工程值进行判读，得到判读结果；以及，通过数据监视模块呈现所述数据处理模块处理得到的十进制的工程值，以实现工程值的实时可视化；以及，通过数据存储模块将所述十进制的工程值存储至数据库中；

从数据库中读取所述十进制的工程值，通过数据分析模块对从数据库中读取的十进制的工程值进行分析。

本发明具有以下优点：

本发明将卫星研制环境下运行在各服务器、计算机上的遥测数据处理工具进行简化、升级，将升级后的工具软件在一台便携式计算机上进行集成，使其具备完备的遥测数据处理能力，经过改造和升级后的遥测数据处理系统具有携带方便、部署简单、功能完备等特点。也即，本发明所述的辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，在一台便携式计算机上实现了对现有的复杂卫星遥测数据处理系统的简化和改造，使其适用于卫星的飞控任务，不仅可以降低飞控任务的成本，而且可以极大的提高飞控任务的便利性，确保飞控任务的圆满完成。该系统可以应用于导航、遥感、通信、载人航天、深空探测等领域卫星的飞控工作。

附图说明

图1是本发明实施例中一种辅助卫星飞控的遥测数据处理系统的结构框图；

图2是本发明实施例中又一种辅助卫星飞控的遥测数据处理系统的结构框图；

图3是本发明实施例中一种数据处理模块的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公共的实施方式作进一步详细描述。

卫星的飞控工作一般在各测控基地进行，由卫星研制人员进行实施和完成，远离卫星的研制场所和发射场所。现有研制环境下的遥测数据处理系统由若干服务器、交换机、计算机、存储装置及相关的软件工具和模块组成，系统组成复杂、部署繁琐、不便于携带。为了将研制环境下的卫星遥测处理系统应用到各测控基地辅助卫星的飞控工作中，需要对现有的遥测数据处理系统进行改造和升级，使其能够方便在研制场所、发射场所和测控基地间转移。

针对当前遥测数据处理系统体积过于臃肿、组成过于复杂、不方便部署、不便于携带等问题，对其进行简化、集成和升级，将遥测数据处理系统的各个组成模块集成在一个便携式计算机平台上，使其适用于卫星的飞控工作。经过简化、集成和升级后的辅助卫星飞控的遥测数据处理系统由数据回放、数据接收、协议转换、数据分割、数据解析、数据分发、数据判读、数据监视、数据存储、数据分析、虚拟网络等模块组成。

参照图1，示出了本发明实施例中一种辅助卫星飞控的遥测数据处理系统的结构框图。在本实施例中，所述辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，包括：虚拟网络模块101、数据回放模块102、数据接收模块103、数据处理模块104、数据分发模块105和数据判读模块105。其中，所述数据回放模块102、数据接收模块103和数据分发模块104通过所述虚拟网络模块101进行数据交互。

在本实施例中，所述虚拟网络模块101，用于模拟局域网环境，实现了tcp(transmissioncontrolprotocol，传输控制协议)和udp(userdatagramprotocol，用户数据报协议)协议之间的相互转换，以及，udp组播和udp广播之间的相互转换。

所述数据回放模块102，用于读取历史数据，将读取的历史数据转发到所述数据接收模块的接收端口。

所述数据接收模块103，用于从接收端口接收实时数据和/或历史数据，并将实时数据和/或历史数据推送给数据处理模块。

所述数据处理模块104，用于对实时数据和/或历史数据进行解析处理，得到十进制的工程值。

所述数据分发模块105，用于将数据处理模块处理得到的工程值分发给数据判读模块。

所述数据判读模块106，用于接收所述数据分发模块分发的工程值，对所述工程值进行判读，得到判读结果。

在本发明的一优选实施例中，参照图2，示出了本发明实施例中又一种辅助卫星飞控的遥测数据处理系统的结构框图。优选的，在本实施例中，所述辅助卫星飞控的遥测数据处理系统还可以包括：数据监视模块107、数据存储模块108、数据库109和数据分析模块110。

在本实施例中，所述数据分发模块105，还用于将数据处理模块处理得到的工程值分发给所述数据监视模块和数据存储模块。

所述数据监视模块107，用于接收所述数据分发模块分发的工程值，呈现所述数据处理模块处理得到的十进制的工程值，以实现工程值的实时可视化。

所述数据存储模块108，用于接收所述数据分发模块分发的工程值，将所述数据处理模块处理得到的十进制的工程值存储至数据库中。

所述数据库109，用于存储所述十进制的工程值。

所述数据分析模块110，用于从数据库中读取所述十进制的工程值，根据读取十进制的工程值对实时数据和/或历史数据进行分析。

进一步优选的，所述数据回放模块102，用于从所述数据库中读取历史数据，将读取的历史数据转发到所述数据接收模块的接收端口。

如图2，在本实施例中，所述辅助卫星飞控的遥测数据处理系统还可以包括：虚拟网络配置模块111。其中，所述虚拟网络配置模块111，用于通过虚拟网络配置文件对虚拟网络模块进行配置，设置各模块间的通信接口，确保各模块之间数据传递通畅。

在本发明的一优选实施例中，参照图3，示出了本发明实施例中一种数据处理模块的结构框图。优选的，在本实施例中，所述数据处理模块104具体可以包括：协议转换模块1041、数据分割模块1042和数据解析模块1043。

所述协议转换模块1041，用于通过加载数据转换xml(extensivemakeuplanguage，可扩展标记语言)文件，将不同协议的二进制实时数据和/或历史数据转换成同一协议的二进制数据。

优选的，所述协议转换模块1041，具体可以用于读取不同协议的二进制实时数据和/或历史数据；加载数据转换xml文件，读取所述数据转换xml文件中的协议转换规则；按照读取的协议转换规则将读取的不同协议的二进制实时数据和/或历史数据重新组合成统一协议的二进制数据；输出转换后的统一协议的二进制数据。

所述数据分割模块1042，用于通过加载数据分割xml文件，将协议转换后的同一协议的二进制数据分割成数据段。

优选的，所述数据分割模块1042，具体可以用于接收所述协议转换模块输出的同一协议的二进制数据；加载数据分割xml文件，读取所述数据分割xml文件中的数据分割规则；按照读取的数据分割规则将所述统一协议的二进制数据分割成数据段；输出分割后的数据段。

所述数据解析模块1043，用于通过加载数据解析lua脚本，将分割后的数据段解析成十进制的工程值。

优选的，所述数据解析模块1043，具体可以用于依次读取所述数据分割模块输出的数据段；加载数据解析lua脚本；将各个数据段作为lua脚本的输入；通过lua解释器执行lua脚本；获得lua脚本的执行结果；根据所述执行结果确定十进制的工程值；输出所述十进制的工程值。

综上所述，本发明所述的辅助卫星飞控的遥测数据处理系统，在一台便携式计算机上实现了对现有的复杂卫星遥测数据处理系统的简化和改造，使其适用于卫星的飞控任务，不仅可以降低飞控任务的成本，而且可以极大的提高飞控任务的便利性，确保飞控任务的圆满完成。该系统可以应用于导航、遥感、通信、载人航天、深空探测等领域卫星的飞控工作。

在上述装置实施例的基础上，本发明还公开了一种辅助卫星飞控的遥测数据处理方法。在本实施例中，所述辅助卫星飞控的遥测数据处理方法，包括：

步骤401，通过虚拟网络配置模块，对各模块间的通信接口进行设置。

步骤402，启动虚拟网络模块，为各模块提供数据传递服务。

步骤403，启动数据分发模块，为数据判读模块、数据监视模块和数据存储模块提供数据分发服务。

步骤404，接收协议转换配置请求，生成数据转换xml文件；接收数据分割配置请求，生成数据分割xml文件；接收数据解析配置请求，生成数据解析lua脚本。

步骤405，通过数据接收模块接收实时数据和/或历史数据；其中，所述历史数据通过数据回放模块读取。

步骤406，通过协议转换模块加载所述数据转换xml文件，将不同协议的二进制实时数据和/或历史数据转换成同一协议的二进制数据。

步骤407，通过数据分割模块加载所述数据分割xml文件，将协议转换后的同一协议的二进制数据分割成数据段。

步骤408，通过数据解析模块加载所述数据解析lua脚本，将分割后的数据段解析成十进制的工程值。

步骤409，通过数据分发模块，将十进制的工程值分发至数据判读模块、数据监视模块和数据存储模块。

步骤410，通过数据判读模块对所述工程值进行判读，得到判读结果；以及，通过数据监视模块呈现所述数据处理模块处理得到的十进制的工程值，以实现工程值的实时可视化；以及，通过数据存储模块将所述十进制的工程值存储至数据库中。

步骤412，从数据库中读取所述十进制的工程值，通过数据分析模块对从数据库中读取的十进制的工程值进行分析。

其中，需要说明的，上述步骤并不限定所述辅助卫星飞控的遥测数据处理方法的执行顺序，上述步骤可以根据实际情况调整其执行顺序，如步骤401-403可以同时执行，本实施例对此不作限制。

对于方法实施例而言，由于其与装置实施例相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例部分的说明即可。

本说明中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。