基于Labview和C++的卫星角数据处理系统和方法与流程

基于labview和c++的卫星角数据处理系统和方法
技术领域
1.本发明涉及卫星角数据处理系统和方法，具体地，涉及基于labview和c++联合编程的卫星角数据处理系统和方法。


背景技术：

2.卫星的角数据反映了卫星在轨微振动状态，对于后续卫星载荷的布局具有指导意义。目前常用的主流数据分析方法有matlab，python，labview等编程实现数据解析与运算。许多主流的数据采集和测试仪器都使用labview进行测试测量。
3.徐勇等提出的基于labview的测量系统及测量方法(专利发布号：cn108981787a)采用labview编程实现数据采集、处理及测量等功能，其数据处理部分采用labview队列操作实现多通道数据的处理。金庆辉等提出的基于labview和数据库的传感器网络后端数据处理方法(专利发布号：cn105488063a)采用数据库为数据存储方式实现数据的分类存储，采用labview编程软件实现数据的解析、标校及显示。黄景源等提出的labview数据处理中数据剔除功能的应用(刊号：10000-8829(2016)12-0046-02)中采用labview编程实现自定义数据剔除算法。
4.虽然labview集成有通用的数据处理模块，这些数据处理模块使用起来简单方便。但是在具体应用中，对于数据的处理不仅仅涉及到通用数据变换，还涉及到自定义数据处理部分，即针对特定需求，实现特定的运算处理。labview在实现庞大数据量的自定义数据处理的过程中，处理速度慢、效率低，并且难以组织有条理的数据结构。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于labview和c++的卫星角数据处理系统和方法。
6.根据本发明提供的一种基于labview和c++的卫星角数据处理系统，包括以下模块：
7.数据包拼接模块：对卫星角数据文件中的有效数据进行拼接；
8.数据解析转换模块：对拼接后的卫星角数据进行解析和转换；
9.数据滤波模块：对卫星角数据进行滤波处理；
10.数据标校模块：对滤波后的卫星角数据进行校准；傅里叶变换模块：对卫星角数据进行傅里叶变换，得到角数据的频率谱数据和功率谱数据。
11.优选的，所述系统以labview程序为主程序，通过labview和c++联合编程实现对卫星角数据的解析与处理。
12.优选的，所述数据包拼接模块、数据解析转换模块和数据标校模块基于c++编程语言进行设计，所述数据滤波模块和傅里叶变换模块基于labview程序实现。
13.根据本发明提供的一种基于labview和c++的卫星角数据处理方法，包括：所述卫星角数据处理包括通用数据处理算法和自定义数据处理算法，所述通用数据处理算法调用
labview程序中的数据处理vi实现数据处理中的常用算法，所述自定义数据处理算法采用c++编程，以命令行应用程序或动态库的形式对数据进行处理和运算，数据处理的主程序采用labview顺序结构分步实现数据的各步运算。
14.优选的，所述卫星角数据处理方法包括以下步骤：
15.步骤s1：数据包有效数据的拼接；
16.步骤s2：解析和转换各通道角数据；
17.步骤s3：对各通道角数据进行滤波；
18.步骤s4：校准各通道角数据；
19.步骤s5：对数据进行傅里叶变换。
20.优选的，所述步骤s1具体包括：以接收到的卫星角数据文件为输入，根据卫星通信协议中角数据消息帧的定义，调用数据包拼接模块实现单机接收数据包有效数据的拼接，并输出保存拼接后的数据。
21.优选的，所述步骤s2具体包括：以步骤s1中拼接后的有效数据文件为输入，调用数据解析转换模块，分别对角数据进行多层数据帧解析和角数据转换，并分别保存解析和转换后的各通道角数据。
22.优选的，所述步骤s3具体包括：以转换后单通道角数据文件为输入，根据角数据滤波器的类型参数，调用数据滤波模块对各通道角数据进行滤波，并保存滤波后各通道角数据。
23.优选的，所述步骤s4具体包括：以滤波后各通道角数据文件为输入，调用数据标校模块对各通道角数据进行校准，并保存校准后各通道角数据。
24.优选的，所述步骤s5具体包括：以标定后单通道角数据文件为输入，对数据进行傅里叶变换，并保存各通道角数据的频率谱数据和功率谱数据。
25.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
26.1、本发明采用labview和c++联合编程的方法，通过合并labview中已集成的成熟虚拟仪器及c++自定义数据处理的方法实现大量数据的快速解析与运算；
27.2、本设计提供了所有中间数据的缓存输出，保证了各阶段数据处理的准确，同时方便系统使用人员查看不同阶段的消息内容；
28.3、本发明提供的数据处理方法不仅限于卫星角数据处理，同样可以用于其他数据的处理。
附图说明
29.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
30.图1为本发明实施例中基于labview和c++的卫星角数据处理系统中数据流转图；
31.图2为本发明实施例中基于labview和c++的卫星角数据处理方法的流程图。
具体实施方式
32.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术
人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
33.基于labview和c++的卫星角数据处理系统，参照图1和图2，本系统以labview程序为主程序，通过labview和c++联合编程实现数据的解析与处理。将数据处理过程分为两部分，一部分是通用数据处理算法部分，另一部分是自定义数据处理算法部分。通用数据处理算法是直接调用labview软件中的数据处理vi模块实现数据处理中涉及的常用算法；自定义数据处理部分随需求的不同，算法不同。因此，采用c++编程，以命令行应用程序或动态库的形式实现数据处理。
34.具体的，包括数据包拼接模块、数据解析转换模块、数据滤波模块、数据标校模块和傅里叶变换模块。
35.数据包拼接模块采用c++语言组织消息帧数据结构，以接收到的卫星角数据文件为输入，根据卫星通信协议中，角数据消息帧的定义，实现单机接收数据包有效数据的拼接。
36.数据解析转换模块采用c++语言组织帧数据结构及映射转换方法，以拼接后有效数据为输入实现角数据帧解析及角数据的转换。
37.数据滤波模块采用labview数据处理中滤波虚拟仪器，通过指定配置参数快速实现数据滤波。
38.数据校准模块采用c++语言以滤波后各通道角数据为输入，根据单机说明书中角数据校准方法，实现各通道角数据的校准。
39.傅里叶变换模块为labview数据处理中的fft虚拟仪器，通过指定配置参数实现数据的fft变换。
40.一种基于labview和c++的卫星角数据处理方法，卫星角数据处理包括通用数据处理算法和自定义数据处理算法，通用数据处理算法调用labview程序中的数据处理vi实现数据处理中的常用算法，自定义数据处理算法采用c++编程，以命令行应用程序或动态库的形式对数据进行处理和运算，数据处理的主程序采用labview顺序结构分步实现数据的各步运算。包括以下步骤：
41.步骤s1：数据包有效数据的拼接；
42.步骤s2：解析和转换各通道角数据；
43.步骤s3：对各通道角数据进行滤波；
44.步骤s4：校准各通道角数据；
45.步骤s5：对数据进行傅里叶变换。
46.步骤s1具体包括：以接收到的卫星角数据文件为输入，根据卫星通信协议中角数据消息帧的定义，调用数据包拼接模块实现单机接收数据包有效数据的拼接，并输出保存拼接后的数据。
47.步骤s2具体包括：以步骤s1中拼接后的有效数据文件为输入，调用数据解析转换模块，分别进行角数据帧解析和角数据转换，并分别保存解析和转换后的各通道角数据。
48.步骤s3具体包括：以转换后单通道角数据文件为输入，根据角数据滤波器的类型参数，调用数据滤波模块对各通道角数据进行滤波，并保存滤波后各通道角数据。
49.步骤s4具体包括：以滤波后各通道角数据文件为输入，调用数据标校模块对各通
道角数据的校准，并保存校准后各通道角数据。
50.步骤s5具体包括：以校准后单通道角数据文件为输入，对数据进行傅里叶变换，并保存各通道角数据的频率谱数据和功率谱数据。
51.本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
52.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。