一种多模态遥测可靠切换方法
【专利摘要】本发明涉及一种多模态遥测可靠切换方法，该方法按照遥测需求对飞行器的遥测模态进行定义，并通过遥控指令和程控指令组合的方式对遥测模态切换进行触发，对飞行器遥测模态实时监控，如果遥测模态切换与遥控指令或程控指令的设定结果不一致，则重新发送遥测指令或程控指令，进行再次触发，确保遥测模态实现准确切换，本发明方法可以实现大规模、多特性数据的采集、存储和传输，并根据飞行器的任务阶段、任务模式，实时调整遥测模态。
【专利说明】一种多模态遥测可靠切换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航天飞行器数据管理系统领域，特别是涉及一种多模态遥测可靠切换方法。
【背景技术】
[0002]航天飞行器上的遥测参数包括单机电压、单机状态、数字量、温度、压力、力学参数等，是判断飞行器运行状态的主要依据。数管系统是实现遥测数据采集、处理及传输的主要分系统，主要功能包括遥测数据采集、遥测数据编帧、遥测数据存储、遥测数据回放等。
[0003]卫星等航天飞行器上通常采用传统PCM遥测方案。PCM遥测具有固定的帧格式编排，每路遥测参数在遥测帧格式中的位置在整个任务阶段保持不变，每路参数具有固定的采样频率要求，在整个任务阶段也基本不发生变化。PCM遥测技术成熟，数据处理方案简单，可靠性高，在成熟型号中应用广泛。
[0004]但是随着航天飞行器上遥测数据种类和数量的增多，遥测数据的特性更加复杂，主要表现在:1)数据容量增大；2)数据的采样频率各不相同；3)数据产生的时刻不固定；
4)不同任务段具有不同的遥测要求等。
[0005]上述变化对遥测方案提出了更高的要求，具有固定帧格式的PCM遥测对解决上述问题存在较大困难。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多模态遥测可靠切换方法，实现大规模、多特性数据的采集、存储和传输，并根据飞行器的任务阶段、任务模式，实时调整遥测模态。
[0007]本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的:
[0008]一种多模态遥测可靠切换方法，包括下列步骤:
[0009]第一步、根据飞行器的工作阶段和任务模式，确定遥测模态个数M，并将每个遥测模态确定为一组数据源包的集合，即第m个遥测模态为Km个数据源包组成的集合，其中m =I?M，与m相对应的Km分别为1、K2、…、KM，m、Km均为正整数；其中每个数据源包是由一组具有相同特征的数据封装组成，封装后的数据源包对所述数据特征进行标示，并按照数据特征具有相应的调度周期和优先级；
[0010]飞行器按照遥测模态中各数据源包的调度周期和优先级，从飞行器接收数据中提取的数据源包，并将所述提取后的数据源包组成数据帧，然后发送所述数据帧到地面站；
[0011]第二步、通过遥控指令、程控指令组合方式，对遥测模态切换进行触发，S卩如果飞行器接收到地面站发送的遥控指令，则根据遥控指令对遥测模态切换进行触发，如果飞行器接收到飞行器程控模块发送的程控指令，则根据程控指令对遥测模态切换进行触发；
[0012]第三步、完成第二步的遥测模态切换触发后，在飞行器接收到的遥测数据中读取“固定波道”参数进行识别，辨识飞行器当前时刻的遥测模态，如果所述遥测模态不是按照第二步的切换触发后的遥测模态，则重新发送程控指令或遥测指令，返回第二步操作。
[0013]在上述的多模态遥测可靠切换方法中，在第一步中，飞行器按照遥测模态中各数据源包的调度周期和优先级，从飞行器接收数据中提取的数据源包，并将所述提取后的数据源包组成数据帧，其具体实现过程如下:
[0014](a)、在提取时刻t，确定出调度周期满足调度条件的各数据源包，S卩如果mod (t，Tffl,n) = 0，则第m个遥测模态的第η个数据源包的调度周期满足调度条件，其中，Tm，n为第m个遥测模态的第η个数据源包的调度周期，mod为取余计算，m = I?Μ, η = I?Km ;
[0015](b)、按照数据源包的优先级由高到底的顺序，对步骤(a)确定出的满足调度条件的各数据源包进行排序，并将排序后的数据源包组成数据帧。
[0016]在上述的多模态遥测可靠切换方法中，在第二步中，当利用遥控指令对遥测模态切换进行触发时，具体触发实现过程如下:
[0017]当飞行器接收到地面站发送的遥控指令时，确定出所述遥控指令指定的遥测模态，如果所述指定遥测模态与当前遥测模态不同，则发送指令触发遥测模态进行切换，即将目前飞行器的遥测模态切换为遥控指令指定的遥测模态。
[0018]在上述的多模态遥测可靠切换方法中，在第二步中，当利用程控指令对遥测模态切换进行触发时，具体触发实现过程如下:
[0019]当飞行器接收到飞行器程控模块发送的程控指令时，确定出所述程控指令指定的遥测模态，如果所述指定遥测模态与当前遥测模态不同，则发送指令触发遥测模态进行切换，即将目前飞行器的遥测模态切换为程控指令指定的遥测模态；并将所述程控指令进行备份。
[0020]在上述的一种多模态遥测可靠切换方法中，在第三步中，如果需要重新发送程控指令对遥测模态切换进行再次触发，则将第二步中备份的程控指令重新发送一次。
[0021]本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
[0022](I)本发明根据飞行器的工作阶段和任务模式，定义了多个遥测模态，其中每个遥测模态为一组数据源包的集合，对于同一定义的遥测模态，根据数据源包的调度周期和优先级对数据源包进行提取，系统设计简单、灵活，从而满足飞行器在不同工作阶段和任务模式下的遥测需求，克服了传统PCM遥测不能满足多种遥测模式需求的缺点，并克服了传统PCM遥测在时变特性遥测模式下系统设计复杂的缺点；
[0023](2)本发明采用遥控指令或程控指令实现遥测模态切换触发，即两种指令均能实现遥测模态的触发，提高了切换触发的灵活性；
[0024](3)本发明在完成遥测模态切换触发后，在飞行器接收到的遥测数据中读取“固定波道”参数进行识别，辨识飞行器当前时刻的遥测模态，如果遥测模态切换结果不正确，则通过重新发送程控指令或遥测指令，对遥测模态切换进行再次触发，确保飞行器当前时刻的遥测模态与程控指令或遥测指令指定的遥测模态一致，可以提高遥测模态切换的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的遥测模态定义示意图；
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述:
[0027]遥测模态是指在特定需求约束下的一种遥测模式的统称，不同的遥测模态对应于不同的工作阶段和任务模式，因此具有不同的数据采集内容，即采集数据的数据特征不同，传统PCM遥测采用固定帧格式结构，在实现多种不同遥测模态同时定义时存在技术难度，本发明综合利用AOS协议提供的八种业务，实现多个遥测模态的定义，可以适应遥测模态随任务、随时间的动态变化需求。
[0028]其中，AOS协议包括两种基本数据结构，分别为数据源包结构和数据帧结构，其中:
[0029]数据源包结构是一种面向应用过程的数据结构，不同的数据源包具有不同的数据特征，其中，数据特征包括数据类型、数据传输速率、数据长度、数据内容，数据源包的格式如表1所示:
[0030]表1 AOS协议中面向应用过程的数据源包格式
[0031]
【权利要求】
1.一种多模态遥测可靠切换方法，其特征在于包括下列步骤: 第一步、根据飞行器的工作阶段和任务模式，确定遥测模态个数M，并将每个遥测模态确定为一组数据源包的集合，即第m个遥测模态为Km个数据源包组成的集合，其中m = I?M，与m相对应的Km分别为1、K2、…、KM，m、Km均为正整数；其中每个数据源包是由一组具有相同特征的数据封装组成，封装后的数据源包对所述数据特征进行标示，并按照数据特征具有相应的调度周期和优先级； 飞行器按照遥测模态中各数据源包的调度周期和优先级，从飞行器接收数据中提取的数据源包，并将所述提取后的数据源包组成数据帧，然后发送所述数据帧到地面站； 第二步、通过遥控指令、程控指令组合方式，对遥测模态切换进行触发，即如果飞行器接收到地面站发送的遥控指令，则根据遥控指令对遥测模态切换进行触发，如果飞行器接收到飞行器程控模块发送的程控指令，则根据程控指令对遥测模态切换进行触发； 第三步、完成第二步的遥测模态切换触发后，在飞行器接收到的遥测数据中读取“固定波道”参数进行识别，辨识飞行器当前时刻的遥测模态，如果所述遥测模态不是按照第二步的切换触发后的遥测模态，则重新发送程控指令或遥测指令，返回第二步操作。
2.根据权利要求1所述的一种多模态遥测可靠切换方法，其特征在于:在第一步中，飞行器按照遥测模态中各数据源包的调度周期和优先级，从飞行器接收数据中提取的数据源包，并将所述提取后的数据源包组成数据帧，其具体实现过程如下: (a)、在提取时刻t，确定出调度周期满足调度条件的各数据源包，S卩如果mod(t，TnJ=0，则第m个遥测模态的第η个数据源包的调度周期满足调度条件，其中，Tm，n为第m个遥测模态的第η个数据源包的调度周期，mod为取余计算，m = I?Μ, η = I?Km ; (b)、按照数据源包的优先级由高到底的顺序，对步骤(a)确定出的满足调度条件的各数据源包进行排序，并将排序后的数据源包组成数据帧。
3.根据权利要求1所述的一种多模态遥测可靠切换方法，其特征在于:在第二步中，当利用遥控指令对遥测模态切换进行触发时，具体触发实现过程如下: 当飞行器接收到地面站发送的遥控指令时，确定出所述遥控指令指定的遥测模态，如果所述指定遥测模态与当前遥测模态不同，则发送指令触发遥测模态进行切换，即将当前飞行器的遥测模态切换为遥控指令指定的遥测模态。
4.根据权利要求1所述的一种多模态遥测可靠切换方法，其特征在于:在第二步中，当利用程控指令对遥测模态切换进行触发时，具体触发实现过程如下: 当飞行器接收到飞行器程控模块发送的程控指令时，确定出所述程控指令指定的遥测模态，如果所述指定遥测模态与当前遥测模态不同，则发送指令触发遥测模态进行切换，即将当前飞行器的遥测模态切换为程控指令指定的遥测模态；并将所述程控指令进行备份。
5.根据权利要求1所述的一种多模态遥测可靠切换方法，其特征在于:在第三步中，如果需要重新发送程控指令对遥测模态切换进行再次触发，则将第二步中备份的程控指令重新发送一次。
【文档编号】G05B19/04GK104199324SQ201410413118
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】冯忠伟, 曾贵明, 梁君, 刘冬, 仇公望, 杜刚, 刘洋, 陈玉坤, 马小婷 申请人:中国运载火箭技术研究院