一种遥测配置文件自动生成方法
【专利摘要】本发明涉及一种遥测配置文件自动生成方法，根据用户选择的配置项的解析方式及输入数据中提供的配置项描述，自动生成符合格式要求的遥测配置文件；该方法通过采用包含物理层、数据层和解析层的遥测配置文件自动生成系统实现，其中物理层识别数据格式，数据层将数据格式进行统一，解析层确定解析顺序并完成数据解析生成遥测配置文件，整个过程自动完成，与传统人工编写遥测配置文件相比，遥测配置文件自动生成速度快，能极大地提高遥测配置文件生成效率，同时避免传统人工编写容易出错的缺陷，大大提高了遥测配置文件的准确度，且该方法采用分层架构和逐级解析方式，能够适应输入文件、输出格式的变化，具有较强的可维护性、可扩展性和可伸缩性。
【专利说明】一种遥测配置文件自动生成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数据处理领域，涉及一种遥测配置文件自动生成方法。
【背景技术】
[0002]在宇航系统中，遥测是地面获取航天器实时状态信息的最主要手段，是所有航天器中不可或缺的组成部分。遥测系统主要由航天器上的数据发送端和地面遥测数据接收及处理系统构成。后者的主要功能是接收航天器下行的遥测数据帧，并按照遥测帧格式解析其中遥测参数的值。由于航天器种类繁多、功能各异，遥测帧格式也都不尽相同，为了能够灵活应对不同航天器的遥测任务，地面遥测系统通常都采用可配置的解析模块，依靠遥测配置文件定义具体的遥测帧格式。
[0003]北京控制工程研究所目前使用的遥测解析系统，通过特定格式的遥测配置文件定义每个遥测参数在遥测数据帧中的解析方式，遥测配置文件的每行对应一个遥测参数。遥测配置文件的引入虽然极大降低了遥测解析软件的维护成本，但遥测配置文件的编写仍然需要人工完成。随着航天器功能日趋复杂，遥测配置文件体积十分庞大，加之型号任务增力口，航天器研制周期缩短，以上因素导致人工编写遥测配置文件中存在的耗时久、效率低、易出错等问题愈发暴露出来，迫切需要一种快速有效的遥测配置文件生成方法，减少研发、测试人员在遥测配置文件生成及维护上浪费的时间。
[0004]在航天器研制过程中，遥测数据帧的格式定义通常是以文档表格形式给出，由于表格结构可能存在差异，配置项的描述方式也不尽相同，因此设计遥测配置文件自动生成方法的难点在于:普适不同结构的帧格式定义文档，对配置项的多种描述方式进行智能识另O、提取的同时，保证生成结果的准确可靠。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种遥测配置文件自动生成方法，克服了人工编写遥测配置文件耗时久、效率低、易出错等问题，该方法可以实现遥测配置文件的自动生成，大大提高了遥测配置文件生成效率和准确度，且易于维护、方便扩展，具有较强的实用性。
[0006]本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的:
[0007]一种遥测配置文件自动生成方法，通过遥测配置文件自动生成系统实现，所述遥测配置文件自动生成系统包括物理层、数据层和解析层，具体步骤如下:
[0008]( I)将外部描述遥测帧格式的数据输入到物理层，进行数据类型识别，并从数据层中选择与所述数据类型对应的数据处理模块，之后将外部描述遥测帧格式的数据输入到数据层中的所述数据处理模块；
[0009]( 2 )数据层中的数据处理模块接收所述描述遥测帧格式的数据，提取数据中的有效信息并以规定格式提交给解析层处理，所述有效信息为数据中每个遥测参数的各个配置项对应的描述信息；[0010](3)解析层接收数据层输出的数据中的有效信息，同时解析层根据用户输入的有效信息中各个配置项的解析方式，得到配置项依赖关系，并根据配置项依赖关系确定配置项的解析顺序；
[0011](4)解析层根据所述配置项的解析顺序对接收到的所述数据中的有效信息进行解析处理，得到解析处理结果；
[0012](5)解析层根据预先设定的遥测配置文件格式对所述解析处理结果进行格式化处理，并将格式化处理后的数据生成遥测配置文件；
[0013](6)遥测配置文件提供给地面遥测解析系统，实现对星上遥测数据的解析处理。
[0014]在上述遥测配置文件自动生成方法中，步骤(2)中数据处理模块提取数据中的有效信息并以规定格式提交给解析层处理的具体方法如下:
[0015]步骤一:数据处理模块分析接收数据的信息结构；
[0016]步骤二:数据处理模块根据接收数据的信息结构提取所述数据中每个遥测参数的各个配置项对应的描述信息，所述配置项为遥测参数格式的属性；
[0017]步骤三:数据处理模块将所述各个配置项的描述信息通过统一的数据接口提交给解析层。
[0018]在上述遥测配置文件自动生成方法中，步骤(3 )中解析层根据配置项依赖关系确定配置项的解析顺序的具体方法如下:
[0019]所述配置项依赖关系表示为一张无环有向图，图的顶点代表配置项,从顶点U到顶点V的有向边(U，V)代表顶点u表示的配置项的解析需要依赖于顶点V表示的配置项的解析结果，依赖关系图通过邻接表数据结构描述；
[0020]对配置项依赖关系图进行深度优先遍历，用白色、灰色、黑色分别表示顶点未被访问过、在当前搜索中被访问过、结束访问三种状态，并记录每个顶点结束访问的先后顺序；所有的顶点初始化为白色，遍历过程发现某个白色顶点后，将其置为灰色，并按照同样的方式依次递归遍历所述节点邻接表中的每个顶点，如果期间发现某个灰色顶点，则判断为配置项依赖关系图中存在环路，即配置项解析的依赖关系存在死循环，终止解析过程并向用户通报错误；当邻接表中的所有顶点都遍历结束后，将所述顶点置为黑色，并将所有顶点都遍历结束的时刻作为所述顶点的结束访问时间；当配置项依赖关系图的深度优先遍历结束后，按各顶点结束访问时间由早到晚的顺序对顶点进行排序，即得到满足依赖关系的配置项解析顺序。
[0021]在上述遥测配置文件自动生成方法中，步骤(4)中解析层根据所述配置项的解析顺序对接收到的数据中的有效信息进行解析处理的方法，包括独立解析与联合解析两种方式，其中对不依赖其它配置项解析结果的配置项进行独立解析，对依赖其他配置项解析结果的配置项进行联合解析。
[0022]在上述遥测配置文件自动生成方法中，步骤(4)中解析层得到解析处理结果后，对解析处理结果进行可靠性检查，对通过可靠性检查的解析处理结果进行步骤(5)中的格式化处理。
[0023]在上述遥测配置文件自动生成方法中，利用冗余信息对解析处理结果进行可靠性检查，将未通过检查的配置项记录到待查报告中，标记所述配置项的解析处理结果为需核查状态，为避免配置项解析结果不确定性扩散，通过配置项依赖关系搜索曾经依赖所述配置项进行解析的其他配置项，标记为需核查状态，并将所述操作记录到待查报告中；通过检查的配置项解析处理结果标记为有效状态，标记后的解析处理结果称为有效结果。
[0024]本发明一种遥测配置文件自动生成方法的优点在于:
[0025](I)本发明通过采用包含物理层、数据层和解析层的遥测配置文件自动生成系统实现遥测配置文件的自动生成，其中物理层识别数据格式，数据层将数据格式进行统一，解析层确定解析顺序并完成数据解析生成遥测配置文件，整个过程自动完成，与传统人工编写遥测配置文件相比，遥测配置文件自动生成方法速度快，不需要用户过多参与，能极大地提高遥测配置文件生成效率，同时避免传统人工编写容易出错的缺陷，大大提高了遥测配置文件的准确度；
[0026](2)本发明遥测配置文件自动生成系统具有较强的易维护性、可扩展性和可伸缩性:通过三层架构将输入数据与解析方法分离，使所搭建的遥测配置文件自动生成系统在面对输入数据格式更改时，只需更改或添加相应的数据处理模块，而无需对解析模块做任何调整；通过遥测配置文件格式定义将解析方法与输出文件格式分离，使系统在面对遥测配置文件格式变更时，只需要修改遥测配置文件格式定义或者格式化输出模块，而无需修改解析模块；
[0027](3)本发明遥测配置文件自动生成方法具有良好的鲁棒性、准确性和可靠性:通过建立待查报告机制和可靠性检查环节，在保障解析算法鲁棒性的同时，有效保证解析结果的准确可靠；
[0028](4)本发明遥测配置文件自动生成方法具有很高的遥测配置文件生成效率和准确度，用于地面遥测解析系统实现对星上遥测数据的解析处理，可以大大提高地面遥测解析系统的配置效率和解析准确性，为星地通讯提供了有效保障；
[0029](5)本发明针对遥测数据帧格式的定义文档结构多样，配置项描述方式不同等难点，提出一种易于维护、方便扩展的遥测配置文件自动生成方法，具有较强的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本发明遥测配置文件自动生成系统结构示意图；
[0031]图2为本发明中物理层和数据层的数据流向图。
[0032]图3为本发明中解析层的数据流向图。
[0033]图4为本发明中通道号提取有限状态机转换关系图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述:
[0035]本发明遥测配置文件自动生成方法通过遥测配置文件自动生成系统实现，如图1所示为本发明遥测配置文件自动生成系统结构示意图，由图可知遥测配置文件自动生成系统包括物理层、数据层和解析层。
[0036]如图2所示为本发明中物理层和数据层的数据流向图，由图可知，首先将外部描述遥测帧格式的数据输入到物理层，进行数据类型识别，并从数据层中选择与该数据类型对应的数据处理模块，之后将外部描述遥测帧格式的数据输入到数据层中的该数据处理模块。数据处理模块采用统一的数据接口定义，为解析层提供统一的数据接口。[0037]本实施例中描述遥测帧格式的数据以Word表格文件形式给出，每个配置项用一列描述。输入的Word表格可能是不规则表格，即每一列的行数不相等，其形式如下表所示:
[0038]
【权利要求】
1.一种遥测配置文件自动生成方法，其特征在于:通过遥测配置文件自动生成系统实现，所述遥测配置文件自动生成系统包括物理层、数据层和解析层，具体步骤如下: (1)将外部描述遥测帧格式的数据输入到物理层，进行数据类型识别，并从数据层中选择与所述数据类型对应的数据处理模块，之后将外部描述遥测帧格式的数据输入到数据层中的所述数据处理模块； (2)数据层中的数据处理模块接收所述描述遥测帧格式的数据，提取数据中的有效信息并以规定格式提交给解析层处理，所述有效信息为数据中每个遥测参数的各个配置项对应的描述信息； (3)解析层接收数据层输出的数据中的有效信息，同时解析层根据用户输入的有效信息中各个配置项的解析方式，得到配置项依赖关系，并根据配置项依赖关系确定配置项的解析顺序； (4 )解析层根据所述配置项的解析顺序对接收到的所述数据中的有效信息进行解析处理，得到解析处理结果； (5)解析层根据预先设定的遥测配置文件格式对所述解析处理结果进行格式化处理，并将格式化处理后的数据生成遥测配置文件； (6)遥测配置文件提供给地面遥测解析系统，实现对星上遥测数据的解析处理。
2.根据权利要求1所述的一种遥测配置文件自动生成方法，其特征在于:所述步骤(2)中数据处理模块提取数据中的有效信息并以规定格式提交给解析层处理的具体方法如下: 步骤一:数据处理模块分.析接收数据的信息结构； 步骤二:数据处理模块根据接收数据的信息结构提取所述数据中每个遥测参数的各个配置项对应的描述信息，所述配置项为遥测参数格式的属性； 步骤三:数据处理模块将所述各个配置项的描述信息通过统一的数据接口提交给解析层。
3.根据权利要求1所述的一种遥测配置文件自动生成方法，其特征在于:所述步骤(3)中解析层根据配置项依赖关系确定配置项的解析顺序的具体方法如下: 所述配置项依赖关系表示为一张无环有向图，图的顶点代表配置项，从顶点u到顶点V的有向边(U，V)代表顶点U表示的配置项的解析需要依赖于顶点V表示的配置项的解析结果，依赖关系图通过邻接表数据结构描述； 对配置项依赖关系图进行深度优先遍历，用白色、灰色、黑色分别表示顶点未被访问过、在当前搜索中被访问过、结束访问三种状态，并记录每个顶点结束访问的先后顺序；所有的顶点初始化为白色，遍历过程发现某个白色顶点后，将其置为灰色，并按照同样的方式依次递归遍历所述节点邻接表中的每个顶点，如果期间发现某个灰色顶点，则判断为配置项依赖关系图中存在环路，即配置项解析的依赖关系存在死循环，终止解析过程并向用户通报错误；当邻接表中的所有顶点都遍历结束后，将所述顶点置为黑色，并将所有顶点都遍历结束的时刻作为所述顶点的结束访问时间；当配置项依赖关系图的深度优先遍历结束后，按各顶点结束访问时间由早到晚的顺序对顶点进行排序，即得到满足依赖关系的配置项解析顺序。
4.根据权利要求1所述的一种遥测配置文件自动生成方法，其特征在于:所述步骤(4)中解析层根据所述配置项的解析顺序对接收到的数据中的有效信息进行解析处理的方法，包括独立解析与联合解析两种方式，其中对不依赖其它配置项解析结果的配置项进行独立解析，对依赖其他配置项解析结果的配置项进行联合解析。
5.根据权利要求1所述的一种遥测配置文件自动生成方法，其特征在于:所述步骤(4)中解析层得到解析处理结果后，对解析处理结果进行可靠性检查，对通过可靠性检查的解析处理结果进行步骤(5)中的格式化处理。
6. 根据权利要求5所述的一种遥测配置文件自动生成方法，其特征在于:利用冗余信息对解析处理结果进行可靠性检查，将未通过检查的配置项记录到待查报告中，标记所述配置项的解析处理结果为需核查状态，为避免配置项解析结果不确定性扩散，通过配置项依赖关系搜索曾经依赖所述配置项进行解析的其他配置项，标记为需核查状态，并将所述操作记录到待查报告中；通过检查的配置项解析处理结果标记为有效状态，标记后的解析处理结果称为有效结果。
【文档编号】G06F9/44GK103473056SQ201310403895
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】蔡雨辰, 王振华, 张国峰, 陈朝晖, 党纪红, 董晓刚, 奚坤, 张维瑾 申请人:北京控制工程研究所