遥感卫星地面站分布式监控管理方法与流程

本发明涉及一种监控管理系统，特别是涉及一种遥感卫星地面站分布式监控管理系统及其方法。

背景技术：

遥感卫星地面系统是卫星工程中的卫星、运载、发射、测控、地面应用五大系统之一，遥感卫星地面站是遥感卫星地面系统的重要组成部分，主要负责接收星上载荷所获取数据，并进行处理、分发。随着我国航天事业的发展及卫星遥感数据应用的推广，在轨的遥感卫星数量日益增多，同一时刻多颗卫星过境的情况出现的越来越频繁，对遥感卫星地面站的数据接收能力提出了更高要求。为提高地面站同时接收多颗卫星数据的能力，需要在地面站建设更多的接收天线及信道设备，从而导致地面站设备数量的迅速增长，包括天线、变频器、解调器、记录快视等设备。由此给地面站监控管理系统带来了两类问题，一是随着设备数量的增加，如何能够保证地面站监控管理系统能够可靠的运行；二是地面站监控管理系统需要灵活适应地面站的不断扩展的要求，在不影响日常任务运行的情况下将新增的设备快速集成到现有监控系统中。

业务运行管理系统(即业务运行管理单元)是遥感卫星地面站业务运行的组织和管理中心，不同的遥感卫星地面系统因其业务和功能设置不同，其业务运行管理系统在设计上也千差万别。业务运行管理功能单元在各地面站的存在形式和结构划分有所不同，或是作为独立的系统存在，或是并入其它系统中。监控管理系统是遥感卫星地面站的运行控制中枢，是负责完成全站所有设备运行状态的监视，实施对设备参数的控制，组织各设备完成过境卫星的数据接收任务。

遥感卫星数据接收任务具有时间不可逆的特点，一旦地面站出现运行故障，无法接收卫星下传的数据，将会造成数据丢失的严重后果。因此，遥感卫星地面站对系统的可靠性有较高要求，监控管理系统是地面站各类业务安全可靠运行的重要保障。

现有的遥感卫星数据地面站监控管理系统主要采用c/s架构，集中监控的模式。地面站监控管理系统由服务端软件和客户端软件组成，其中服务端软件主要负责完成与地面站所有设备的通信处理，完成各类接收任务的调度，组织地面站日常业务运行。客户端软件主要提供人机交互界面，客户端通过与服务端软件通讯，获取并显示设备详细状态参数；数据接收过程中实时监视各设备的典型工作状态，必要时进行人工干预。

现有监控管理系统主要存在以下不足之处在于：地面站所有设备的监控管理集中在一个服务端进程处理，随着地面站天线数量的增多，监控管理系统服务端软件的负荷和复杂性将显著增加，并且监控管理系统还需要完成系统标校、测试、数据采集、信息管理等辅助功能。各种辅助功能与监控功能、任务流程自动控制功能等集中在同一进程处理，辅助功能的异常可能会导致系统整体崩溃，影响系统核心功能的运行。另外，对于多天线遥感卫星地面站，监控管理系统服务端软件的功能失效会影响本站所有天线的数据接收任务。另外，卫星地面站的建设是逐步推进的，当地面站进行能力扩展时，需要增加新的天线、场放、变频器、解调器等硬件设备。在现有的监控体系架构下，新增硬件设备时，需要对地面站的监控管理系统进行改造升级，在原有软件中增加对新增设备的监控处理，并增加对新增天线任务流程的控制。软件改造完成后，还需要地面站任务停机来完成新老软件的切换，不能满足地面站7*24小时不间断运行的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是针对目前遥感卫星数据地面站监控管理系统的不足之处，提供一种监控可靠性高，扩展性强的遥感卫星数据地面站分布式的监控管理方法，使系统具备动态可扩展能力。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到：一种遥感卫星数据地面站分布式监控管理方法，具有如下技术特征：针对地面站监控管理系统的各项功能，开发部署相关业务服务；依据地面站设备监控接口，构建设备可监控参数描述文件和设备通信描述文件，描述与地面站设备的可监控参数和通讯协议；建立设备监控服务模型，定义单个设备监控服务提供的服务类型及服务调用接口规范；以遥感卫星地面站天线系统为单位，针对单个天线系统的设备监控服务，为系统内其它业务服务提供设备状态的查询和参数控制接口；建立设备监控服务管理中心，用于实现设备监控服务的管理；通过服务路由，将实际的监控业务功能实体在计算机化过程中映射到软件业务监控时所建立的多个天线设备监控的设备监控服务组件，任务计划管理服务组件、任务参数管理服务组件、日志管理服务组件、故障检测及告警组件和远程监控服务组件，以及包含服务注册、服务监控、服务查询的服务管理组件的模型中，形成遥感卫星数据地面站分布式监控管理系统；地面站监控管理系统各服务之间通过标准的服务调用接口进行信息交互；设备监控服务自动向服务管理中心注册，并完成服务的发布；地面站的自动化运行服务通过服务管理中心实现设备监控服务的寻址，各业务服务通过服务管理中心查找所需的设备监控服务，并通过服务调用接口实现对设备参数的监视和控制。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

监控可靠性高：本发明依据地面站设备监控接口，建立设备可监控参数描述文件和设备通信描述文件，描述与地面站设备的可监控参数和通讯协议；建立设备监控服务模型，定义单个设备监控服务提供的服务类型及服务调用接口规范；以遥感卫星地面站天线系统为单位，建立针对单个天线系统的设备监控服务，为系统内其它业务服务提供设备状态的查询和参数控制接口，建设的遥感卫星地面站监控管理系统，实现系统各业务功能的分布式部署，可对地面站设备监控功能的拆分和服务化封装，单个服务的失效不影响地面站所有天线的自动化运行，实现了故障的隔离，降低了软件故障对地面站整体运行的影响，提高了监控系统的可靠性。

扩展性强：本发明采用设备监控服务自动向服务管理中心注册，并完成服务的发布；地面站的自动化运行服务通过服务管理中心实现设备监控服务的寻址，各业务服务通过服务管理中心查找所需的设备监控服务，并通过服务调用接口实现对设备参数的监视和控制。地面站的自动化运行服务通过服务管理中心实现设备监控服务的寻址，当地面站新增天线系统时，不需要更改原有软件，只需要部署新的设备监控服务即可实现功能的扩展，增强了系统的可扩展性，提高了系统扩展性。

给系统带来了持续升级的能力。本发明针对地面站监控管理系统的各项功能，开发部署相关业务服务。各业务服务通过服务管理中心查找所需的设备监控服务，并通过服务调用接口实现对设备参数的监视和控制。地面站监控管理系统各业务功能服务化封装后，当需要进行业务功能升级时，仅需要重新部署该业务对应的服务组件并在服务管理中心进行注册，无需对整个监控管理系统软件进行重新编译部署，实现系统的不停机升级。

提高了系统的可复用性。本发明采用设备监控服务自动向服务管理中心注册，并完成服务的发布；地面站监控管理系统各服务之间通过标准的服务调用接口进行信息交互，屏蔽了各业务服务的内部实现细节，针对不同的遥感卫星地面站可以直接进行服务组件级的复用，缩减了系统开发周期和经费。

本发明可直接应用于各类遥感卫星地面站。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1本发明遥感卫星地面站分布式监控管理系统的组成示意图。

图2是遥感卫星地面站系统扩展过程的示意图。

具体实施方式

参阅图1。根据本发明，首先，针对地面站监控管理系统的各项功能，开发部署相关业务服务；依据地面站设备监控接口，构建设备可监控参数描述文件和设备通信描述文件，描述与地面站设备的可监控参数和通讯协议；建立设备监控服务模型，定义单个设备监控服务提供的服务类型及服务调用接口规范；以遥感卫星地面站天线系统为单位，针对单个天线系统的设备监控服务，为系统内其它业务服务提供设备状态的查询和参数控制接口；建立设备监控服务管理中心，用于实现设备监控服务的管理；依照本发明建立以设备监控服务组件、任务计划管理组件、任务参数管理组件、日志管理服务组件、故障检测及告警组件和服务管理组件等主要组件构成的遥感卫星地面站监控管理系统。通过服务路由，将实际的监控业务功能实体在计算机化过程中映射到软件业务监控时所建立的多个天线设备监控的设备监控服务组件，任务计划管理服务组件、任务参数管理服务组件、日志管理服务组件、故障检测及告警组件和远程监控服务组件，以及包含服务注册、服务监控、服务查询的服务管理组件的模型中，形成遥感卫星数据地面站分布式监控管理系统。地面站监控管理系统各服务之间通过标准的服务调用接口进行信息交互；设备监控服务自动向服务管理中心注册，并完成服务的发布；地面站的自动化运行服务通过服务管理中心实现设备监控服务的寻址，各业务服务通过服务管理中心查找所需的设备监控服务，并通过服务调用接口实现对设备参数的监视和控制。

设备监控服务组件：设备监控服务组件对外提供设备状态监视和参数控制服务，在启动时，建立与地面站设备的通讯连接，接收其它组件发送的参数控制指令，定时发送状态查询指令，解析设备返回的查询响应，将完成的格式转换报到其它组件，并下达到地面站设备执行

任务计划管理组件：任务计划管理组件根据上级下达的任务计划文件，在任务开始前调用设备监控服务组件，完成设备参数的控制，在任务过程中通过设备监控服务组件实时监视任务设备的工作状态，任务结束后形成任务执行结果报告。

任务参数管理组件：任务参数管理组件根据任务要求调用设备监控服务组件，配置设备任务参数，管理卫星的任务参数，对卫星参数进行查询、浏览、删除和修改。

故障检测及告警组件：根据设备监控服务组件实时上报的设备状态信息，对设备任务参数进行实时监测，管理参数的各级告警门限，提示参数告警信息。

远程集中监控组件：通过设备监控服务组件接收设备详细状态信息，完成格式转换后上报到集中监控中心。

服务管理组件：服务管理组件是监控管理系统的服务管理中心，完成各类服务的注册注销管理，建立设备监控处理服务集合、服务列表，服务查询和检索功能，通过设备参数描述文件、设备服务描述文件对服务的运行状态进行监测，提供设备参数的控制服务和设备监控服务，向其它业务服务提供服务调用说明。

设备参数描述文件描述设备监控服务所管理设备参数的标识、参数名称、参数类型、单位、取值范围等参数列表信息；设备服务描述文件描述设备监控服务，对外提供服务接口名称、服务调用参数和服务返回结果的服务接口信息。

针对每套天线系统建立天线系统所属设备监控功能的设备监控服务，包括天线、变频器、解调器等。特别的，针对地面站的共享设备，建立开关矩阵监控服务，用于实现地面站射频、中频和视频开关矩阵的控制和管理。

设备监控服务在启动后，自动向服务管理中心注册包括所管理的设备代号、服务方法、通讯地址等服务相关信息；服务管理中心向其它服务组件对外提供服务的寻址服务查询的方法；地面站任务计划管理服务在执行地面站数据接收任务时，根据业务需要，从服务管理中心查询相应的监控服务，并通过服务调用接口实现对设备参数的远程控制。

在系统运行过程中，服务管理中心通过心跳协议实时监测服务的运行状态，当发现服务失效时，实现服务的远程重启或迁移，以保障系统的正常运行。

参阅图2。遥感卫星地面站数据接收任务执行流程。首先，任务计划管理服务组件接收上级系统或本地操作员创建的数据接收计划，对任务开始结束时间、任务类型、卫星代号等计划信息的合法性进行校验，并反馈响应；在数据接收计划规定的任务开始时间，任务计划管理服务组件根据计划内容，按设备控制要求，向任务参数管理服务组件发送参数配置要求以及参加任务的卫星代号任务设备列表信息；任务参数管理服务组件根据参数配置要求，从数据库中读取指定卫星的任务配置参数，从服务管理中心查询任务相关的设备对应的设备监控服务，并将设备控制参数通过服务调用接口分别发送至指定的设备监控服务组件的多个天线设备监控；设备监控服务组件按照要求完成设备参数的控制，并反馈结果；在任务执行过程照中，故障检测服务组件判断任务结束时间是否达到，否则返回故障检测服务，是则根据设备监控实时上报的设备关键状态和参数，对任务执行流程进行监视，并提示告警信息；最后，当任务结束时间到达，任务计划管理服务生成任务执行结果报告，并完成报告的归档。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明中，地面站数量、波束数量、卫星数量等数据，只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书实施例的内容不应理解为对本发明的限制。