一种通用卫星遥测数据处理系统及方法与流程

本发明属于航天
技术领域：
，具体涉及一种通用卫星遥测数据处理系统及方法。
背景技术：
：卫星运管服务主要含对卫星的跟踪测量、遥测、遥控等，卫星遥测是监视和了解卫星工作状况的手段。通过卫星遥测，获得在轨卫星各阶段的数据，以便实时监测卫星的运行情况与轨道状态，并通过事后分析，为卫星在轨应用提供不可或缺的支撑作用。对于不同型号的卫星，部件名称、部件数量、部件参数、部件参数的数量、部件参数的数据类型，部件参数的取值范围不尽相同，传统卫星遥测系统的模块需根据卫星型号做定制化处理，成本高昂。随着卫星运管服务的商业化趋势，为了实现盈利，卫星运管服务的遥测产业技术升级、成本压缩是必然。为降低卫星遥测成本，避免系统模块重复开发是解决这一问题的重要手段，因此对遥测系统的模块通用性有更高的要求。现有的卫星遥测系统，需根据不同的卫星型号调研其遥测需求，确定其数据结构，基于此数据结构设计并实现数据传输、存储、处理等模块；不同的卫星型号，数据结构不同，系统模块也不同，无法兼容其它型号的卫星，缺乏通用性。技术实现要素：为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种通用卫星遥测数据处理系统，该系统可以自适应不同卫星型号，其通用性强，能够避免卫星系统的重复开发，降低系统的成本。本发明还提供了一种通用卫星遥测数据处理方法，对不同卫星型号具有通用性，给数据的传输、存储和处理带来了极大的便利。本发明所采用的技术方案为：一种通用卫星遥测数据处理系统，包括：地面接收站，所述地面接收站与卫星遥测设备连接，用于接收卫星遥测设备传输的卫星遥测数据；地面站控制台，所述地面站控制台与地面接收站连接，地面站控制台根据自定义应用层协议将卫星遥测数据转换为遥测报文信息；遥测数据接收机，所述遥测数据接收机与地面站控制台连接，用于对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库服务器中；webserver端，所述webserver端与数据库服务器连接；浏览器前端，所述浏览器前端与webserver端连接。作为优选方式，所述遥测报文信息包括四种类型的报文信息，分别为卫星参数定义报文、卫星参数数据报文、传输结束报文和断开tcp链接报文。作为优选方式，所述数据库服务器包括若干个遥测数据库。作为优选方式，所述遥测数据库包括一张参数定义表、一张部件关系表和若干张遥测数据表。本发明所采用的另一技术方案为：一种通用卫星遥测数据处理方法，包括以下步骤：s1，卫星遥测设备收集卫星遥测数据并发送至地面接收站，地面接收站将接收的卫星遥测数据传输至地面站控制台；s2，地面站控制台根据自定义应用层协议将卫星遥测数据转换为遥测报文信息，并将遥测报文信息传输至遥测数据接收机；s3，遥测数据接收机对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库服务器中；s4，在webserver端访问数据库服务器中的数据，并动态构建数据表对象；s5，在浏览器前端调用webserver端的api访问数据表对象，对数据表对象的卫星遥测数据进行读取和处理。作为优选方式，所述遥测报文信息包括四种类型的报文信息，分别为卫星参数定义报文、卫星参数数据报文、传输结束报文和断开tcp链接报文。作为优选方式，所述数据库服务器包括若干个遥测数据库。作为优选方式，所述遥测数据库包括一张参数定义表、一张部件关系表和若干张遥测数据表。作为优选方式，在s3中，遥测数据接收机对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库服务器中具体为：s31，遥测数据接收机首先判断是否存在新报文，若存在，则接收报文，并判断报文类型；若不存在，则休眠1秒，返回重新判断是否存在新报文。s32，若接收的报文类型是传输结束报文，则进入休眠状态1分钟，然后返回并重新进行s31的判断操作；若接收的报文类型是断开tcp链接报文，则拆除tcp链接，结束任务；若接收的报文类型是卫星参数数据报文，则进入s33；若接收的报文类型是卫星参数定义报文，则进入s34；s33，首先判断是否存在当前卫星的遥测数据库，若不存在，则返回并重新进行s31的判断操作；若存在，则判断该遥测数据库内是否存在当前部件的遥测数据表；若不存在遥测数据表，则返回并重新进行s31的判断操作；若存在遥测数据表，则将卫星参数数据报文内的数据填入该遥测数据库中对应部件的遥测数据表内，然后返回并重新进行s31的判断操作；s34，首先判断是否存在当前卫星的遥测数据库，若不存在，则进入s341；若存在，则进入s342；s341，首先建立当前卫星的遥测数据库，然后在该遥测数据库内建立当前部件的遥测数据表，再建立部件关系表和参数定义表，并将当前卫星参数定义报文的内容分类储存在部件关系表和参数定义表中，最后返回并重新进行s31的判断操作；s342，首先判断当前卫星的遥测数据库内是否存在当前部件的遥测数据表，若存在，则返回并重新进行s31的判断操作；若不存在，则在该遥测数据库内建立当前部件的遥测数据表；下一步判断该遥测数据库内是否存在部件关系表，若存在部件关系表，则将当前部件的部件名称、父级部件名称存入部件关系表内；若不存在部件关系表，则在该遥测数据库内建立部件关系表，并将当前部件的部件名称、父级部件名称存入部件关系表内；下一步判断该遥测数据库内是否存在参数定义表，若存在参数定义表，则将当前部件的参数定义存入参数定义表内；若不存在参数定义表，则在该遥测数据库内建立参数定义表，并将当前部件的参数定义存入参数定义表内，最后返回并重新进行s31的判断操作。本发明的有益效果为：1、本发明提供了一种通用卫星遥测数据处理系统，地面站控制台通过自定义应用层协议，可以将不同卫星型号的部件信息封装到固定格式的报文中，使得该系统可以自适应不同的卫星型号，对不同卫星型号的遥测数据进行统一处理，对不同卫星型号具有通用性。本发明的卫星遥测系统通用性强，能够避免卫星系统的重复开发，降低系统的成本。2、本发明提供了一种通用卫星遥测数据处理方法，可实现不同卫星型号的遥测数据处理，解决了现有技术中卫星遥测系统的相关模块应用于特定卫星型号的狭隘性，能够降低开发成本，不同卫星型号具有通用性，给数据的传输、存储和处理带来了极大的便利。附图说明图1是本发明提供的一种通用卫星遥测数据处理系统的拓扑图。图2是本发明提供的一种通用卫星遥测数据处理方法的流程图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。实施例1如图1所示，本实施例提供了一种通用卫星遥测数据处理系统，包括：地面接收站，所述地面接收站与卫星遥测设备连接，用于接收卫星遥测设备传输的卫星遥测数据。卫星上安装的卫星遥测设备对卫星的各种运行参数进行检测和处理，处理后的数据经过发射天线发送到地面接收站，地面接收站对卫星遥测设备的数据进行处理。地面站控制台，所述地面站控制台与地面接收站连接，地面站控制台根据自定义应用层协议将卫星遥测数据转换为遥测报文信息。地面站控制台接收地面接收站的数据，地面站控制台根据内置的自定义应用层协议对数据进行转换，形成统一的遥测报文信息。不同的卫星型号，其数据结构不同，系统模块也不同，通过自定义应用层协议将不同卫星的数据转换为遥测报文信息，便于进行统一管理。遥测数据接收机，所述遥测数据接收机与地面站控制台连接，用于对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库服务器中。具体地，所述数据库服务器包括若干个遥测数据库，系统中可以同时存在多个遥测数据库，如果卫星星座含n个卫星，每个卫星对应建立一个遥测数据库，则系统中存在n个遥测数据库，每个遥测数据库均以其卫星的编号来命名，例如：卫星编号为“xxxx”，则此卫星对应的遥测数据库名称为“xxxx遥测数据库”。遥测数据接收机对遥测报文信息进行解析，解析的数据分别储存在各个卫星的遥测数据库中。webserver端，所述webserver端与数据库服务器连接。webserver端用于访问数据库服务器中的数据，根据用户的需求，动态构建数据表对象。浏览器前端，所述浏览器前端与webserver端连接。浏览器前端用于调用webserver端的api访问数据表对象，对数据表对象的卫星遥测数据进行读取和处理。每个遥测数据库中的表存在相互映射关系，当webserver端接收到一个请求后，会返回一个响应。用户在浏览器前端输入一些卫星的参数，系统通过调用webserver端的api访问遥测数据库中的表，webserver端通过浏览器前端的参数在遥测数据库中的表中查询数据，查询的数据构建为数据表对象，并将数据表对象输出至浏览器前端，供浏览器前端使用。在本实施方式中，所述遥测数据库包括一张参数定义表、一张部件关系表和若干张遥测数据表。遥测数据库中有且仅有一张参数定义表，用于存储所有部件参数定义基本格式，参数定义表的内容由遥测数据接收机对卫星参数定义报文进行解析处理的参数定义构成。遥测数据库中有且仅有一张部件关系表，用于储存部件之间的逻辑关系，即标明部件之间的父子关系，能够方便数据读取，以及层级显示的表。由于预先规定的部件名称是唯一的，所以部件关系表中不存在名称重复现象。遥测数据库中每个部件对应一张遥测数据表，遥测数据表的表名为部件名，由遥测数据接收机识别卫星参数定义报文后按照格式建立只有表头但无数据的遥测数据表。遥测数据表内数据由遥测数据接收机识别卫星参数数据报文，根据该报文所属部件的不同，将遥测数据归类到不同的遥测数据表之下，多张遥测报文信息携带卫星不同时刻的遥测数据，这些遥测数据共同构成某个卫星的遥测数据表。在本实施方式中，所述遥测报文信息包括四种类型的报文信息，分别为卫星参数定义报文、卫星参数数据报文、传输结束报文和断开tcp链接报文。具体地，卫星参数定义报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、部件名称、父级部件名称、卫星编号、参数名称、数据类型值、最小值、最大值、单位、显示标志、有效数字、概率分布；卫星参数数据报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、部件名称、卫星编号、采样时间、具体数据；传输结束报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志；断开tcp链接报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志。本发明的地面站控制台通过自定义应用层协议，可以将不同卫星型号的部件信息(如部件名称、部件数量、部件参数、部件参数的数量、部件参数的数据类型，部件参数的取值范围等)封装到固定格式的报文中，使得该系统可以自适应不同的卫星型号，对不同卫星型号的遥测数据进行统一处理，对不同卫星型号具有通用性。本发明的卫星遥测系统通用性强，能够避免卫星系统的重复开发，降低系统的成本。实施例2如图2所示，本实施例提供了一种通用卫星遥测数据处理方法，包括以下步骤：s1，卫星遥测设备收集卫星遥测数据并发送至地面接收站，地面接收站将接收的卫星遥测数据传输至地面站控制台；s2，地面站控制台根据自定义应用层协议将卫星遥测数据转换为遥测报文信息，并将遥测报文信息传输至遥测数据接收机。由于不同的卫星型号，其数据结构不同，系统模块也不同，通过自定义应用层协议将不同卫星的数据转换为遥测报文信息，便于进行统一管理，对不同的卫星型号具有通用性；s3，遥测数据接收机对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库服务器中；s4，在webserver端访问数据库服务器中的数据，并动态构建数据表对象；s5，在浏览器前端调用webserver端的api访问数据表对象，对数据表对象的卫星遥测数据进行读取和处理。在本实施方式中，所述遥测报文信息包括四种类型的报文信息，分别为卫星参数定义报文、卫星参数数据报文、传输结束报文和断开tcp链接报文。卫星参数定义报文、卫星参数数据报文、传输结束报文和断开tcp链接报文具有固定的格式，可以自适应不同的卫星型号的遥测数据。对不同的卫星型号具有通用性。具体地，卫星参数定义报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、部件名称、父级部件名称、卫星编号、参数名称、数据类型值、最小值、最大值、单位、显示标志、有效数字、概率分布，卫星参数定义报文的格式如表1所示，卫星参数定义报文的具体规定和说明如表2所示。表1卫星参数定义报文的格式表2卫星参数定义报文的具体规定和说明卫星参数数据报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、部件名称、卫星编号、采样时间、具体数据，卫星参数数据报文的格式如表3所示，卫星参数数据报文的具体规定和说明如表4所示。表3卫星参数数据报文的格式表4卫星参数数据报文的具体规定和说明传输结束报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志；传输结束报文的格式如表5所示，传输结束报文的具体规定和说明如表6所示。表5传输结束报文的格式表6传输结束报文的具体规定和说明断开tcp链接报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志。断开tcp链接报文的格式如表7所示，断开tcp链接报文的具体规定和说明如表8所示。表7断开tcp链接报文的格式表8断开tcp链接报文的具体规定和说明在本实施方式中，所述数据库服务器包括若干个遥测数据库，系统中可以同时存在多个遥测数据库，如果卫星星座含n个卫星，每个卫星对应建立一个遥测数据库，则系统中存在n个遥测数据库，每个遥测数据库均以其卫星的编号来命名，例如：卫星编号为“xxxx”，则此卫星对应的遥测数据库名称为“xxxx遥测数据库”。遥测数据接收机对遥测报文信息进行解析，解析的数据分别储存在各个卫星的遥测数据库中。在本实施方式中，所述遥测数据库包括一张参数定义表、一张部件关系表和若干张遥测数据表。遥测数据库中有且仅有一张参数定义表，用于存储所有部件参数定义基本格式，参数定义表的内容由遥测数据接收机对卫星参数定义报文进行解析处理的参数定义构成，参数定义表的格式如表9所示，参数定义表的具体说明如表10所示。表9参数定义表的格式表10参数定义表的具体说明其中，参数定义表中的数据类型编号表具体如表11所示。表11数据类型编号表其中，参数定义表中的概率分布类型编号表具体如表12所示。表12概率分布类型编号表编号概率分布类型1二项分布2超几何分布3泊松分布4均匀分布5瑞利分布6莱斯分布7高斯分布8指数分布遥测数据库中有且仅有一张部件关系表，用于储存部件之间的逻辑关系，即标明部件之间的父子关系，能够方便数据读取，以及层级显示的表。由于预先规定的部件名称是唯一的，所以部件关系表中不存在名称重复现象。部件关系表的格式如表13所示，部件关系表的具体说明如表14所示。表13部件关系表的格式主键部件名父部件名字符串字符串…………表14部件关系表的具体说明域名说明部件名卫星内某个部件的名称父部件名卫星内某个部件的父级部件名称遥测数据库中每个部件对应一张遥测数据表，遥测数据表的表名为部件名，由遥测数据接收机识别卫星参数定义报文后按照格式建立只有表头但无数据的遥测数据表。遥测数据表内数据由遥测数据接收机识别卫星参数数据报文，根据该报文所属部件的不同，将遥测数据归类到不同的遥测数据表之下，多张遥测报文信息携带卫星不同时刻的遥测数据，这些遥测数据共同构成某个卫星的遥测数据表。遥测数据表的格式如表15所示，遥测数据表的具体说明如表16所示。表15遥测数据表的格式主键采样时间参数名称1参数名称2……timestamp表16遥测数据表的具体说明在本实施方式中，在s3中，遥测数据接收机对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库服务器中具体为：s31，遥测数据接收机首先判断是否存在新报文，若存在，则接收报文，并判断报文类型；若不存在，则休眠1秒，返回重新判断是否存在新报文；s32，若接收的报文类型是传输结束报文，则进入休眠状态1分钟，然后返回并重新进行s31的判断操作；若接收的报文类型是断开tcp链接报文，则拆除tcp链接，结束任务；若接收的报文类型是卫星参数数据报文，则进入s33；若接收的报文类型是卫星参数定义报文，则进入s34；s33，首先判断是否存在当前卫星的遥测数据库，若不存在，则返回并重新进行s31的判断操作；若存在，则判断该遥测数据库内是否存在当前部件的遥测数据表；若不存在遥测数据表，则返回并重新进行s31的判断操作；若存在遥测数据表，则将卫星参数数据报文内的数据填入该遥测数据库中对应部件的遥测数据表内，然后返回并重新进行s31的判断操作；s34，首先判断是否存在当前卫星的遥测数据库，若不存在，则进入s341；若存在，则进入s342；s341，首先建立当前卫星的遥测数据库，然后在该遥测数据库内建立当前部件的遥测数据表，再建立部件关系表和参数定义表，并将当前卫星参数定义报文的内容分类储存在部件关系表和参数定义表中，最后返回并重新进行s31的判断操作；s342，首先判断当前卫星的遥测数据库内是否存在当前部件的遥测数据表，若存在，则返回并重新进行s31的判断操作；若不存在，则在该遥测数据库内建立当前部件的遥测数据表；下一步判断该遥测数据库内是否存在部件关系表，若存在部件关系表，则将当前部件的部件名称、父级部件名称存入部件关系表内；若不存在部件关系表，则在该遥测数据库内建立部件关系表，并将当前部件的部件名称、父级部件名称存入部件关系表内；下一步判断该遥测数据库内是否存在参数定义表，若存在参数定义表，则将当前部件的参数定义存入参数定义表内；若不存在参数定义表，则在该遥测数据库内建立参数定义表，并将当前部件的参数定义存入参数定义表内，最后返回并重新进行s31的判断操作。本发明的基本原理是：地面接收站接收卫星遥测数据后传输至地面站控制台，地面站控制台首先根据自定义应用层协议，针对当前卫星中的每个部件，构造卫星参数定义报文，一个部件对应一个报文，并发送给遥测数据接收机。遥测数据接收机根据报文内容先建立该卫星的遥测数据库，然后在该遥测数据库内建立相应部件的遥测数据表，再建立部件关系表和参数定义表，并将遥测报文信息中各参数定义存入参数定义表，同时将部件之间的关系存入部件关系表。然后地面站控制台根据时间片划分，对当前卫星的每个部件构造卫星参数数据报文，并发送给遥测数据接收机，遥测数据接收机接收并解析此报文，将数据存入该卫星相应部件的遥测数据表中。随后，在webserver端打开部件关系表，读取部件名称，通过部件名称访问参数定义表，获取该部件遥测数据表各参数定义，动态构建数据表对象，读取遥测数据库中相应部件的遥测数据，并将上述功能封装成api，供浏览器前端调用。最后，浏览器前端调用webserver端的api，访问卫星遥测数据库的数据表对象，对卫星相关部件的遥测数据进行处理和显示。通过本发明可实现不同卫星型号的遥测数据处理，解决了现有技术中卫星遥测系统的相关模块应用于特定卫星型号的狭隘性，能够降低开发成本，不同卫星型号具有通用性，给数据的传输、存储和处理带来了极大的便利。本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。当前第1页12