一种卫星云测控平台的制作方法
本发明属于空间航天器在轨管理技术领域，尤其涉及一种卫星云测控平台。
背景技术：
传统地面测控系统架构设计往往采用“发射一颗新卫星，建设一套测控系统”的模式，即测控系统以单个卫星为单位、积木式扩大规模，缺乏从整个星队测控需求的角度进行的充分优化的顶层设计。
技术实现要素：
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种卫星云测控平台，可实现用户遥测/遥控功能的“云化”处理，即测控通道虚拟化、测控任务并行化、测控资源和控制中心分布化。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种卫星云测控平台，包括：
设备监控层，用于本地设备程序控制；以及采集并上报本地测站的测控路由信息；
资源管理层，用于对设备监控层上报的测控路由信息进行汇总和维护，生成测控路由总表；根据每星测控路由配置原则，对地面测控资源进行自主配置；
虚拟化层，用于设备监控层、资源管理层、数据层和服务层之间的数据交互和通信，为设备监控层、资源管理层、数据层、服务层和/或客户层提供运行环境；
数据层，用于通过访问资源管理层维护的测控路由总表，进行卫星遥测路由自动寻址和遥控路由自动寻址；
服务层，用于提供基础服务；其中，基础服务，包括：遥测服务、遥控服务、任务调度、告警服务、健康诊断服务和值班报表服务；
客户层，用于部署终端用户的客户端软件，感知逻辑上/下行链路和基带，具备快速热迁移或双活工作模式。
设备监控层，包括：
本地站监控系统，用于地面测控设备和站内公用设施工作状态监视与记录、运行参数设置和地面设备故障告警；实时监控本地站内所有设备运行状态；管理测控通道资源池和基带资源池，使测控通道资源池和基带资源池的单位资源具备即插即用能力；
测控通道资源池和基带资源池具有属性设置功能，用于记录设备技术参数指标，在资源调度中进行资源设备路径规划，以及地面资源使用相关的处理，从而达到监控本地站内设备，配合资源管理层对本地站内设备进行监控管理。
测控通道资源池的单位资源为天线、低噪声放大器、下变频器、上变频器和功率放大器组成的测控链路；
基带资源池中的单位资源为具有遥控或遥测能力的独立基带通道，分为遥测单位资源和遥控单位资源；
测控通道资源池的单位资源与基带资源池遥测单位资源通过下行开关矩阵连接，构成下行测控路由；
测控通道资源池的单位资源与基带资源池遥控单位资源通过上行开关矩阵连接，构成上行测控路由；
下行测控路由和上行测控路由统称为测控路由，各本地站监控系统通过维护一个本地测控路由表了解站点的资源分配状态，并将本地测控路由表报送至主站的资源调度模块，主站点资源调度模块通过汇总各站测控路由表了解整个站网测控系统的资源分配状态，还根据每星测控链路配置原则，在发现任意测控链路缺失时，主动发起测控资源配置任务。
设备监控层在采集并上报本地测站的测控路由信息，包括：
当某一条链路出现异常时，在测控路由表内自动删除出现异常的某一条链路的信息；同时上报资源管理层；
上报本地测站的测控路由信息包括时间、事件、查询三种驱动方式：固定时隙报送，每固定时隙内上报；本地维护的路由表发生变更后进行上报；收到路由信息刷新请求后进行上报。
测控路由信息，包括：测控链路编号、遥控或遥测标志位、模式标志位、卫星id信息、基带ip、基带端口号、指令id信息和链路上行通断状态标志位。
资源管理层，包括：统一站监控管理模块和资源调度模块；
统一站监控管理模块，用于集中显示所管理各测站内设备的工作状态及参数，并预留扩充地面测控站站数量和站内设备的能力；其中，统一站监控管理模块在其管理的所有测站内，具备所有设备手动控制能力；
资源调度模块，用于在其管理的所有测站内，根据单位资源属性设置，自动规划各星备份测控链路和应急测控链路，并具备人工发起和自动发起执行能力；
其中，每星测控系统最低配置原则如下：两路独立的遥测接收链路、一路日常主用指令发送链路。
资源管理层的资源调度包括以下功能：根据操作员权限不同，实现卫星参数数据库的增、删、改、查功能。
虚拟化层，包括：计算资源池、存储资源池和网络资源池；计算资源池、存储资源池和网络资源池中接入的单位资源符合“即插即用”标准，以实现地面测控系统不同资源设备的接入、退出使用场景。
数据层，用于：接收服务层发送的指令代号，将指令代号转换为指令二进制码，并发送给相应的基带；根据遥测信息进行大环比对，并反馈比对结果，大环比对通过后发送执行码，或者忽略大环时直接发送执行码；将接收到的多路遥测数据原码按照时间、通道标识进行本地文件存储，同时将优选出的一路遥测原码转发给服务层。
服务层在遥控编码上具备透传和编码两种处理方式，以实现对特殊场景支持。
本发明具有以下优点：
本发明公开了一种卫星云测控平台，卫星云测控平台可实现用户遥测/遥控功能的“云化”处理，即测控通道虚拟化、测控任务并行化、测控资源和控制中心分布化。其中，测控通道虚拟化的含义是用户访问的是逻辑上/下行链路和基带，而物理链路(上/下行和基带)由平台系统自动分配，并具备快速热迁移或双活工作模式。使用卫星云测控平台便于为潜在用户提供灵活测控套餐服务，可以快速、灵活且经济高效方式支持完全托管、定制化卫星测控中心租赁、测站租赁甚至协同管控风格的测控服务。用户无须考虑如何构建和管理自己的地面站基础设施。
附图说明
图1是本发明实施例中一种卫星云测控平台的结构图；
图2是本发明实施例中一种设备监控层和资源管理层的示意图；
图3是本发明实施例中一种站内网络结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。
如图1和图2，在本实施例中，该卫星云测控平台在架构上包括六层结构：设备监控层、资源管理层、虚拟化层、数据层、服务层和客户层。平台管理的设备按资源池进行划分，其中，资源池可以划分为五大类型：部署于设备监控层的“测控通道资源池”和“基带资源池”，部署在虚拟化层的“计算资源池”、“网络资源池”和“存储资源池”。每种资源池中接入的单位资源符合“即插即用”标准，配合站监控和资源调度模块，可以方便实现地面测控系统不同资源设备的接入、退出等使用场景，普适系统规模增减，能力提升等使用需求不断变更的实际情况。其中“测控通道资源池”和“基带资源池”属于紧耦合连接，由站监控模块实现资源管理。本发明所述的卫星云测控平台实现了终端用户遥测/遥控功能的“云化”处理，即测控通道虚拟化、测控资源和控制中心分布化、测控任务并行化。其中，测控通道虚拟化的含义是用户访问的是逻辑上/下行链路和基带，而物理链路(上/下行和基带)由平台系统自动分配，并具备快速热迁移或双活工作模式。通过分层服务加隔离封装设计，所有终端用户只能通过服务层访问其被授权的虚拟测控通道和虚拟基带资源，跨层不具备服务能力，这样终端用户无法直接访问实体设备，确保平台安全性，卫通云测控内部实现实体资源的自主维护和管理。
在本实施例中，如图3，该卫星云测控平台采用多中心分布式网络结构，内部双网(遥测遥控网和快速定轨网)融合。遥测遥控网由分布在m个卫星测控中心，以及分布在网络边缘节点的n个透明测控站共m+n个站点构成。每颗卫星遥测/遥控主、备处理进程，通过这m个中心做负载均衡配置。在快速定轨网中，选择任意两个中心节点，其他站也同时作为快速定轨网的边缘节点与这两个定轨中心站建立网络连接。整个网络在损失任意一个中心或测站情况下，全系统任务不受影响。站内采用双网均衡负载的方案，每个网络设备均采用两条线路进行相互连接。两条线路均正常工作时，两条线路间负载动态均衡；当其中一条线路因故障中断时，全部网络负载可以无缝切换到另一条正常的线路上，保证网络通信不间断。
下面对每一层的结构分别进行说明。
设备监控层，用于本地设备程序控制；以及采集并上报本地测站的测控路由信息。
在本实施例中，设备监控层具体可以包括：本地站监控系统，用于地面测控设备和站内公用设施工作状态监视与记录、运行参数设置和地面设备故障告警；实时监控本地站内所有设备运行状态；管理测控通道资源池和基带资源池，通过提供已有设备、当前主流及最新设备驱动程序库，使测控通道资源池和基带资源池的单位资源具备即插即用能力；测控通道资源池和基带资源池具有属性设置功能，用于记录设备技术参数指标，在资源调度中进行资源设备路径规划，以及其它地面资源使用相关的处理，从而达到监控本地站内设备，配合资源管理层对本地站内设备进行监控管理。
优选的，测控通道资源池的单位资源主要由单副天线和与之配套的70m以上射频设备构成，具体可以包括：天线、低噪声放大器(主/备)、下变频器(主/备)、上变频器(主/备)和功率放大器(主/备)组成的测控链路；基带资源池中的单位资源为具有遥控或遥测能力的独立基带通道，分为遥测单位资源和遥控单位资源；例如：一台cortex基带，同时具备一路遥控上行通道和两路遥测下行通道，则该台基带可存在三个单位资源，其中一个单位资源属性含遥控标识，另两个单位资源属性含遥测标识。从而实现一台基带对多星的同时遥测复用。
在本实施例中，测控通道资源池的单位资源与基带资源池遥测单位资源通过下行开关矩阵连接，构成下行测控路由；测控通道资源池的单位资源与基带资源池遥控单位资源通过上行开关矩阵连接，构成上行测控路由下行测控路由和上行测控路由统称为测控路由，各本地站监控系统通过维护一个本地测控路由表了解站点的资源分配状态，并将本地测控路由表报送至主站的资源调度模块，主站点资源调度模块通过汇总各站测控路由表了解整个站网测控系统的资源分配状态，还根据每星测控链路配置原则，在发现任意测控链路缺失时，主动发起测控资源配置任务。
优选的，当某一条链路出现异常时，在测控路由表内自动删除出现异常的某一条链路的信息；同时上报资源管理层。上报本地测站的测控路由信息包括时间、事件、查询三种驱动方式：固定时隙报送，每固定时隙内(默认1分钟，通过配置可调)上报；本地维护的路由表发生变更后进行上报；收到路由信息刷新请求后进行上报。
在本实施例中，设备监控层还可以包括如下模块：
测控通道资源池管理模块：用于实现“单位资源”的即插即用和属性管理。
基带资源池管理模块：对具备上行能力的单位资源，属性表中至少保存基带ip，基带单位资源id号，单位资源物理端口号、网络端口号等信息。对所有下行遥测状态锁定的单位资源，获取其帧同步中的卫星id号与基带ip，单位资源id号，单位资源物理端口号、网络端口号等信息汇总待查询时上报。对所有下行遥测状态未锁定的单位资源，将卫星id项赋空，基带ip，单位资源网络端口号等信息汇总主动上报。
中频开关矩阵管理模块：管理上/下行开关矩阵的输入输出对应关系。通过维护上/下通道与基带资源对应表(测控通道链路编号、基带单位资源id号，基带单位资源物理端口号)实现信息传递。
设备驱动程序库：负责提供已有设备、当前主流及最新设备驱动程序库，使各资源池内“单位资源”具备类似usb概念可插拔的即插即用能力，资源调用是通过站监控和资源调度模块配合实现。优选的，如表1，测控路由信息可以包括：测控通道链路编号、遥控/遥测标志位、模式标志位、卫星id、基带ip、基带端口号和指令id。测控路由表的格式如下：
表1
其中，测控通道链路编号：由天线、hpa、uc、dc、lna等组成，可完整表示通道链路设备情况。遥控/遥测标志位：填写tc/tm，表示该条链路所属的遥测遥控属性，遥测属性由遥测解码得知，遥控属性在写表时直接填入。模式标志位：填写单收/双工/应急，表示该条链路当前的模式状态属性，通过关联的天线属性得知。卫星id：填写卫星代号，表示该条链路接收发送信息所对应的卫星属性，通过遥测解码得知。基带ip：填写基带ip地址，表示该条链路所连基带属性，通过卫星id和链路信息得知。基带端口号：填写基带端口号，表示该条链路所连基带的具体端口号，通过卫星id和链路信息得知。链路上行通断状态：填写射频链路通断状态，表示该条射频链路是否有功率输出。指令id：填写tc1/tc2/tc3，表示该条链路的遥控频点信息，通过读取上变频器(uc)或功率放大器(pa)的频率参数和天线极化角信息组合获得，测控路由表内不需填写具体频率和极化信息。
正常情况下，每颗卫星存在两条遥测路由记录和一条遥控路由记录，两条遥测记录包含一条双工天线记录和一条单收天线记录，一条双工天线遥控记录。在调用系统应急天线场景下，每颗存在应急支持的卫星，其测控路由表增补一条应急天线的遥测路由记录和一条应急遥控路由记录。
第一种建立方法名为基带单位资源遍历法，其遥测路由表建立过程包括下列步骤：以基带资源池中遥测单位资源为基准，首先解码当前基带锁定的卫星id信息，填写遥控遥测标志位为：tm；以基带资源池中遥测单位资源为基准，解码当前基带锁定的卫星id信息，填写获得的卫星id；本地站监控通过下行开关矩阵天射与基带连接关系，得知与该单位资源基带对应的射频链路信息，填写测控链路编号；根据天线属性填模式标志位(单收/双工/应急)；本地站监控通过下行开关矩阵天射与基带连接关系，得知该单位资源基带ip，并填入记录；本地站监控通过下行开关矩阵天射与基带连接关系，得知该单位资源基带端口号，并填入记录；tc_id项赋空值。
遥控路由表建立过程包括下列步骤：基带资源池中遥控单位资源为基准，先填写遥控/遥测标志位为：tc；本地站监控通过上行开关矩阵与基带连接关系，得知与该单位资源基带对应的射频链路信息，填写测控链路编号；本地站监控通过上行开关矩阵与基带连接关系，可得知与该单位资源基带对应的射频链路信息，填写tc_id信息；根据天线属性填写模式标志位(双工/应急)；在已有测控路由表中查询与这条测控链路编号(主要目的为查找该卫星使用的双工天线)一致的一条路由信息，通过此条路由记录得到卫星id信息，将该单位资源基带ip填入记录；在已有测控路由表中查询与这条测控链路编号(主要目的为查找该卫星使用的双工天线)一致的一条路由信息，通过此条路由记录得到卫星id信息，将该单位资源基带端口号填入记录。
第二种建立方法名为测控通道单位资源遍历法，其遥控路由表建立过程包括下列步骤：每固定时隙内(默认15s，通过配置可调)，逐测控通道单位资源按照先下行再上行顺序核查测站资源能力信息；从天线开始获取其双工标志，如果双工为“真”，分别检查下行(水平和垂直口)在下行开关矩阵中的输入输出连接关系，分别确定与这两端口连接的基带单位ip地址；只要两口没有同时悬空，即认为正常。否则见异常处理流程；通过检索基带资源池管理模块管理的基带单位资源id号，查询到的卫星id，从而确认该测控通道单位资源(天线)对准哪颗卫星；检查上行开关矩阵，确认与此上行天线连接的基带单位资源id号，如果存在上行基带资源，通过检索基带资源池管理模块管理的基带单位资源id号，查询到基带ip和基带单位资源网络端口号；在资源能力汇总表中检索关键字：(测控通道链路编号，双工标志位(true)，卫星id，基带ip，基带单位资源网络端口号)；判断该记录在资源能力汇总表中是否存在，没有则新增一条记录。如果返回基带单位资源id号为“空”；则从基带资源池中找到一路可用上行基带单位资源，通过控制上行开关矩阵，连接到此上行天线；【按基带单位资源配置属性(任务范围、优先级等)】通过检索基带资源池管理模块管理的该路基带单位资源id号，查询到基带ip和基带单位资源网络端口号；在资源能力汇总表中检索关键字：(测控通道链路编号，双工标志位(true)，卫星id，基带ip，基带单位资源网络端口号)；判断该记录在资源能力汇总表中是否存在，没有则新增一条记录。
测控路由表的维护过程包括下列步骤：本地站监控模块负责维护和报送本地测控路由表，如果某一条链路出现问题，会在表内自动删除这一条记录。同时上报资源调度模块；其中，路由表报送有时间、事件、查询三种驱动方式：固定时隙报送，每固定时隙内(默认1分钟，通过配置可调)，本地站监控模块向资源调度模块报送；本地维护的路由表发生变更后进行报送；本地站监控模块收到资源调度模块主动发起路由信息刷新请求后进行报送；资源调度模块负责维护测控路由总表，确保正常情况下每颗卫星有三条遥测记录和一条遥控记录；如果任一条链路出现问题，会在表内自动删除这一条记录。资源调度模块发现有一条记录缺失后，自动发起重配置命令；重配置发起后，根据预先配置好的切换逻辑即可自动配出一条可用链路；整个重配置过程要求切换时间最多8分钟、最多不超过十条配置链路。
资源管理层，用于用于对设备监控层上报的测控路由信息进行汇总和维护，生成测控路由总表；根据每星测控路由配置原则，对地面测控资源进行自主配置。
在本实施例中，资源管理层可以包括：统一站监控管理模块和资源调度模块。其中，统一站监控管理模块，用于集中显示所管理各测站内设备的工作状态及参数，并预留扩充地面测控站站数量和站内设备的能力；其中，统一站监控管理模块在其管理的所有测站内，具备所有设备手动控制能力。资源调度模块，用于在其管理的所有测站内，根据单位资源属性设置，自动规划各星备份测控链路和应急测控链路，并具备人工发起和自动发起执行能力。
优选的，资源管理层可以包括以下功能：根据操作员权限不同，实现卫星参数数据库的增、删、改、查功能；以及，接收所有本地站监控上报的“各本地站测控路由表”，形成全系统“测控路由汇总表”。其中，表中字段包括但不限于如下字段：卫星id、定点位置、上行频点/极化(变长多组)、下行频点/极化(变长多组)。
优选的，每星测控系统最低配置原则如下：两路独立的遥测接收链路、一路日常主用指令发送链路。
资源调度模块负责维护测控路由总表，在固定的时隙内(默认值1分钟，该参数可人工配置调整)通过资源汇总表检查所有卫星配置状态是否满足最低配置原则(两条遥测记录和一条遥控记录/每星)。当资源调度模块发现某星地面测控资源配置低于最低要求后，在其管理的所有测站内，根据单位资源属性设置，自动规划各星备份测控链路和应急测控链路，根据预先配置好的切换逻辑自动(或手动)发起系统配置命令，并检查相应测站返回执行结果，具备运行结果语音提示(或报警)信息，确保配出一条可用链路。处理流程如下：
步骤一：资源调度模块初次运行，检查系统内现有主/备机工作状态。
步骤二：如果系统内没有发现主机，自动设置自己工作模式为主机，否则设置为备机；主机将自己的ip地址/备机将自己的ip地址和切换优先级编码发布到共享目录下的约定文件中。
步骤三：主机向所有本地站监控发起系统状态上报命令，在固定的等待时隙内(默认值2分钟，该参数可人工配置调整)，接收并汇总各本地站监控上报的“本地测控路由表”，形成“全系统测控路由汇总表”。
步骤四：步骤三完成后，启动定时器，在固定的时隙内(默认值1分钟，该参数可人工配置调整)通过资源汇总表检查所有卫星配置状态与配置原则是否相符。
步骤五：如果发现任何一颗卫星缺失以下任意一种或多种资源：一路上行资源；两路下行资源。
步骤六：提取数据库中已自动规划好的该星主/备份测控链路和应急测控链路，检查待切换链路实际状态是否正常，如果正常则自动执行设备切换命令，如果待用链路状态异常，逐条选择待选测控通道，重复步骤6操作。当所有日常备份测控链路均失效后，启用应急测控链路为该星提供测控支持。在系统执行设备切换时，给出语音提示和日志记录。
在监听口收到本地站监控上报的“本地测控路由表”时，只要“全系统测控路由汇总表”中该测站信息不为“空”，逐条比对新到记录是否存在于当前记录，发现新增或缺失记录，则语音提示某测站链路发生变更或切换，并记入系统日志；如果“全系统测控路由汇总表”中该测站信息为“空”，所有记录增加到“全系统测控路由汇总表”内，同时语音提示某测站接入系统，并记入系统日志。
其中，自动切换的流程是：由主机每秒定时主动检测备机(多台)是否存在，主机通过向备机发送检测消息确认备机的存在，并由备机向主机返回检测响应。在主机发生故障时，备机若超过三秒未收到检测消息，所有备机从共享目录约定文件中取回所有备机ip地址和切换优先级编码，优先级编码最高的备机自动切换为主机。新主机将自己的ip地址发布到共享目录约定文件中。其他备机也将自己的ip地址及切换优先级编码写入该文件。
手动切换的流程是：被设为主机的进程从共享目录约定文件中获取当前主机ip地址，给当前主机发送停止信息，在收到前主机反馈停止成功信息后，新主机将自己的ip地址发布到共享目录约定文件中。原主机作为新备机将自己的ip地址及切换优先级编码写入该文件。新主机执行处理流程第三步，接手全系统资源管理。
虚拟化层，用于设备监控层、资源管理层、数据层和服务层之间的数据交互和通信，为设备监控层、资源管理层、数据层、服务层和/或客户层提供运行环境。
在本实施例中，虚拟化层可以包括：计算资源池、存储资源池和网络资源池；计算资源池、存储资源池和网络资源池中接入的单位资源符合“即插即用”标准，以实现地面测控系统不同资源设备的接入、退出使用场景。
优选的，采用虚拟化技术来实现各层的部署，可以达到精简硬件数量、优化各软件模块运行时的资源配置、简化系统维护成本的目的，同时可以实现计算资源、网络资源和存储资源的管理和再分配，使资源利用趋向于最大化：
首先，分区实现了系统之间的隔离，通过把不同的系统安装到不同的分区上，可以避免在同一个系统运行多个应用时会出现的应用之间的相互影响。
其次，分区使得系统的备份、更改和升级更加简单。在进行操作时，往往只要将分区的资源配置数据和分区本身的磁盘数据、内存数据复制下来即可。例如，当磁盘空间不够时，只要通过资源管理中间层为这个分区追加存储空间即可。
最后，也是最为重要的，分区可以实现计算资源的实时动态分配，也就是说，在同一时间，负载大的分区可以获得更多的计算资源，在负载下降时，计算资源可以被回收、返还或再分配给其他的分区。
此外，分区技术能够与虚拟化的存储技术(底层可使用san或iscsi等技术)相结合，最大限度地实现资源整合和按需动态分配。
简言之，虚拟化技术可以将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，让cpu、内存、磁盘、i/o等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，并对未来业务的变化更具适应力。
数据层，用于通过访问资源管理层维护的测控路由总表，进行卫星遥测路由自动寻址和遥控路由自动寻址。
在本实施例中，数据层采用逐星分布式部署方式，不同卫星的数据层部署在相互隔离的不同网段上，每星的数据层根据资源管理层维护和配置的测控路由总表，并行连接相应基带设备(或卫星模拟器)，并发从不同基带设备(或卫星模拟器)接收遥测数据，以及发送控制指令等操作，从而实现卫星遥测路由、遥控路由自动寻址和多星隔离并行运行效果。
优选的，数据层的核心功能具体可以包括：
(1)具有上下行测控链路路由感知功能。
资源管理层负责管理测控链路资源池，对每个卫星使用的上下行测控路由进行分配，卫星云测控平台通过数据层获取卫星的上下行测控链路信息并负责建立和维护连接。当卫星云测控平台无法获取足够的上下行测控路由信息时，应向用户发出测控链路缺失报警信息。
对于遥测下行链路：a)支持单星多链路连接，并可设置每个卫星的期望链路数量，当分配的链路数量少于期望数量时，发出警告信息，提醒值班人员检查并补充该卫星的下行链路资源。b)当已分配的下行链路无法连接或连接中断时，自动查询当前测控路由总表，并选择目标卫星新的下行路由进行连接，如果连接后未能接收到目标卫星的遥测数据时，应主动向用户发出警示信息，提示人工介入下行测控路由切换。
对于遥控上行链路：a)当在轨操作、监视与报警或任务调度启动指令上行任务时，数据层通过测控路由总表，获取目标卫星的上行路由信息并进行连接。b)当指令上行任务执行过程中，由于上行链路故障或资源管理层进行上行链路切换，导致当前的上行链路连接中断或通讯失败时，应主动向用户发出警示信息，提示人工介入上行测控链路切换。c)测控平台占用卫星上行链路进行指令上行期间，应向快速测定轨系统发布上行链路资源占用信息，包括卫星标识、卫星频点信息、链路信息等。
(2)具有遥测数据接收及指令上行功能。
a)能够根据上文感知的下行路由信息，连接指定的基带或卫模接收遥测原码数据。其中从基带接收的遥测数据是真实卫星遥测原码数据，从模拟器接收的是模拟遥测原码数据。
b)能够同时连接至多台基带设备(或卫星模拟器)支持同一卫星的多路遥测数据接收。
c)具备遥测原码数据优选存储的功能。对多路接收的遥测数据，为了数据准确性，当遥测数据具有两份或两份以上的来源时，应实现数据质量分析功能，依据规则挑选合并，得到质量好的一份数据，合并成新的档案进行长期存档保存，于此同时原始接收到的遥测原码数据也应单独存储一份。
d)当某一下行链路的遥测接收中出现遥测丢失、同步字错误或卫星标识字错误的情况时，应给出报警，并通过测控路由感知功能尝试恢复正常的遥测数据接收。
e)能够接收和处理由在轨操作功能、监视与报警功能和任务调度功能(这三部分功能分层部署在服务层和客户层)传来的指令数据，通过由测控路由感知功能建立的上行链路连接，将收到的指令数据发往对应的基带或模拟器设备；对于同一指令目标，同时只允许一个终端连接和发送指令。
f)对指令使用场景进行识别，验证指令是否被屏蔽，防止日常操作中误发送危险指令。
g)能够通过小环比对和大环比对检验遥测指令是否成功上行至卫星，并能够使能或禁止大、小环比对功能。对于指令失败或者指令冲突的情况，应能够发出相应的提示信息。
h)遥测数据接收及指令上行应同时支持加密传输与透传两种模式。
(3)具有遥测数据处理、分发和存储功能。
a)提供遥测参数处理方法配置工具，具备定义新的遥测参数(包括扩展参数)，并编辑遥测参数的处理方法；支持按参数处理方法的要求对遥测数据进行校准处理。
b)系统能实时处理当前从基带接收的遥测原码，也可以依据调度命令对存储的已有遥测原码数据进行事后处理。
c)对存储的已有遥测原码数据进行事后处理时，可以仅处理指定的一个或多个遥测参数，以加快处理速度。
可见，在本实施例中，数据层可以实现卫星遥测、遥控路由的自动寻址，每颗星数据层要同时接收两路不同源遥测信号，完成帧同步，并解出遥测源码。在上行遥控上，使用透传方式将服务层提交的数据发送给相应基带设备。具体的：数据层遥控处理流程如下：接收服务层发送的指令代号，将指令代号转换为指令二进制码，并发送给相应的基带；根据遥测信息进行大环比对，并反馈比对结果，大环比对通过后发送执行码，或者忽略大环时直接发送执行码。数据层遥测处理流程如下：将接收到的多路遥测数据原码按照时间、通道标识进行本地文件存储，同时将优选出的一路遥测原码转发给服务层。
服务层，用于提供基础服务。
在本实施例中，基础服务具体可以包括：遥测服务、遥控服务、任务调度、告警服务、健康诊断服务和值班报表服务。
优选的，服务层主要用于部署卫星测控中心软件组中各模块服务端程序，并与数据层建立通信连接，通过数据层测控路由自动感知功能的封装隔离，实现服务层与地面测控设备的完全解耦合。地面物理测控设备切换、变更甚至网络ip地址变化，服务层均不受影响，因为服务层访问的是数据层提供的虚拟测控通道数据，服务层不仅无需知道提供目标卫星遥测/遥控功能的具体测站地理位置、上/下行天线射频链路设备和基带信息，而且包容物理链路的全系统动态配置。为了实现对特殊场景支持，在遥控编码上具备透传和编码两种处理方式。
客户层，用于部署终端用户的客户端软件，感知逻辑上/下行链路和基带，具备快速热迁移或双活工作模式。
在本实施例中，客户层只需通过目标卫星id连接目标卫星服务层，目标卫星服务层与数据层在系统运行时建立通信连接，数据层具有上/下行测控路由感知功能，而真实的物理链路上/下行和基带的自主维护和自动切换功能由资源调度层协调设备监控层负责实施。
当在用测控链路突发异常时，设备监控层首先发现并自动切换冗余备份设备，并将新的测控路由信息上报给资源调度层，资源调度层汇总测控路由总表，并根据每星测控路由配置原则，自主发起对地面测控资源自动配置，使遥测/遥控功能具备测控通道和处理基带设备的快速热迁移能力。
日常遥测处理，采用至少两路不同测控通道来源遥测数据并行双活工作，在应急处置或当某颗卫星额外占用应急天线时，该星遥控上行同时具备日常主用和应急遥控双活工作模式。
在上述实施例的基础上，下面结合一个具体实例进行说明。
以多星遥测/遥控并行运行为例，设备监控层中的本地测控站监控模块负责采集和维护对应地面测控站的测控路由表，并将其报送给资源管理层。资源管理层通过资源调度模块接收所有上报的测控路由表，形成全系统测控路由总表，同时根据每星测控路由配置原则，对地面测控资源进行自主维护和配置；数据层通过访问资源管理层维护的测控路由总表，进行卫星遥测路由自动寻址和遥控路由自动寻址。
正常情况下数据层遥测处理模块，每星至少同时寻址两路不同测控通道来源遥测数据，实现并行双活工作，同时以星为单位给服务层上报一路优选后的卫星遥测数据，遥测客户层显示模块与服务层遥测处理服务模块连接，服务层遥测处理模块根据客户层提交的不同卫星id信息，返回相应卫星遥测数据，实现多星遥测并行运行。
正常情况客户层发送的指令数据，由服务层接收和处理后，传给数据层遥控处理模块，数据层通过测控路由感知功能建立上行链路连接，将收到的指令数据发往对应的基带或模拟器设备；对于同一指令目标，同时只允许一个终端连接和发送指令，不同指令目标可以并行控制。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。
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