一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台.pdf

上传人:大师****2 文档编号:973253 上传时间:2018-03-22 格式:PDF 页数:23 大小:1.23MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201010106167.8

申请日:

2010.02.03

公开号:

CN101770541A

公开日:

2010.07.07

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20100203|||公开

IPC分类号:

G06F17/50

主分类号:

G06F17/50

申请人:

北京航空航天大学

发明人:

王冬; 冯文全; 孙桦; 尹佳; 刘苏潇; 刘曦; 赵洪博; 邢小地; 刘燕云; 吴阳璞

地址:

100191 北京市海淀区学院路37号北航电子信息工程学院

优先权:

专利代理机构:

北京慧泉知识产权代理有限公司 11232

代理人:

王顺荣;唐爱华

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,它由数据库、数据系统仿真软件和外部数据注入与接收环境3部分组成。外部数据注入与接收环境的输出通过以太网连接到数据系统仿真软件,该仿真软件输出的SQL查询语句连接到数据库,数据库将查询结果返回给数据系统仿真软件,该仿真软件输出的遥测数据及转发数据连接到外部数据注入与接收环境。其中,数据系统仿真软件又由遥控指令注入模块、仿真初始化及参数配置模块、数据管理模块和仿真状态显示模块4个子模块组成。遥控指令注入模块和仿真初始化及参数配置模块的输出均连接到数据管理模块,数据管理模块的输出连接到仿真状态显示模块。本发明能够实时模拟卫星遥控指令的处理过程及对参数和运行状态的影响,实现二级调度的遥测下传策略,并实现星上数据管理功能。

权利要求书

1: 一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:它包含3部分:一、数据库(10),存储PK参数名称及位置,存储遥控指令对应的遥测参数变化;二、数据系统仿真软件(20),完成基于AOS标准的卫星数据管理系统的仿真功能;三、外部数据注入与接收环境(40),提供注入给数据系统仿真软件20的数据,并接收其输出的遥测及转发数据;它们之间的相互连接关系是:外部数据注入与接收环境(40)的输出通过以太网(30)连接到数据系统仿真软件(20),数据系统仿真软件(20)输出的SQL查询语句连接到数据库(10),数据库(10)将查询结果返回给数据系统仿真软件(20),数据系统仿真软件(20)输出的遥测数据及转发数据连接到外部数据注入与接收环境(40)。 所述的数据库(10),采用Microsoft SQL Server2000实现;数据系统仿真软件(20)通过Visual C++6.0环境下的SQL语句对数据库进行访问; 所述的数据系统仿真软件(20),与外部数据注入与接收环境(40)之间通过以太网(30)进行数据交互,所用的网络协议为UDP点对点和UDP组播; 该数据系统仿真软件(20)由遥控指令注入模块(11)、仿真初始化及参数配置模块(21)、数据管理模块(31)和仿真状态显示模块(41)四部分组成;其中,遥控指令注入模块(11)、仿真初始化及参数配置模块(21)、仿真状态显示模块(41)为外围部分,是用户操作仿真软件的接口;数据管理模块(31)为核心部分,完成数据系统仿真功能;这4部分之间的相互连接关系是:遥控指令注入模块(11)和仿真初始化及参数配置模块(21)的输出均连接到数据管理模块(31),数据管理模块(31)的输出连接到仿真状态显示模块(41); 该遥控指令注入模块(11)将用户从本机以指令代号形式注入的遥控指令传给上行数据预处理模块(12),实现在没有外部指令注入的情况下仍能够完成仿真功能; 该仿真初始化及参数配置模块(21)将用户通过二进制文件、配置文件指定的初始参数值传给相关模块进行初始化,并启动仿真;二进制文件为各PK参数的初值;配置文件内容有两种,一种为参数配置,另一种为遥控指令码表,存储15字节比对码及对应的指令号; 该仿真状态显示模块(41)实现两个功能:实时参数显示和参数修改;实时参数显示功能接收遥测下传模块(52)的数据,显示当前下传的遥测帧源码,并将能够反映仿真过程状态的重要参数翻译成物理意义后显示;接收遥控指令处理模块(22)的数据,显示遥控指令的接收时间、指令号及处理情况;参数修改功能提供给用户在仿真过程中修改PK参数值的接口,在列表框中显示由用户选择的某个PK所有参数的参数名称和当前值,单击某个参数名,在“修改值”一栏中输入新的值,点“确定”即可完成修改,此后该参数以修改后的值进行下传; 所述仿真状态显示模块(41)由Visual C++6.0软件编程平台支撑,主要用到列表控件和编辑框控件来实现数据的显示; 该数据管理模块(31)包括5个子模块:上行数据预处理模块(12)、遥控指令处理模块(22)、仿真过程控制模块(32)、遥测数据维护模块(42)和遥测下传模块(52);它们之间的相互连接关系是:上行数据预处理模块(12)的输出连接到遥控指令处理模块(22),遥控指令处理模块(22)的输出连接到仿真过程控制模块(32),仿真过程控制模块(32)的输出连接到遥测数据维护模块(42)、遥测数据维护模块(42)的输出连接到遥测下传模块(52); 该上行数据预处理模块(12)对所有上行数据进行分类、处理;上行数据有五种:遥控指令帧、执行脉冲宽度、网络时间秒中断、起飞时间和轨道根数; 该遥控指令处理模块(22)对上行数据预处理模块(12)输出的遥控指令帧和执行脉冲宽度进行处理,完成对指令的验证、译码、和执行;遥控指令分为直接指令和间接指令两种,直接指令与传统的测控数据体制下的指令类似,有完整的发令周期,即遥控指令帧——执行脉冲宽度,来实现星地大回路比对;而间接指令是包含针对AOS数据管理功能的数管指令的指令包,根据数管指令的长度,一条间接指令可以包含多条数管指令,一条数管指令也可以分包为多条间接指令;间接指令只有遥控指令帧,没有执行脉冲宽度,但可以通过设置指令导头中大回路比对标志位,来使能大回路比对PK的下传,地面比对正确后,再发送间接指令中的执行指令进行执行; 该仿真过程控制模块(32)接收遥控指令处理模块(22)输出的指令执行结果,对部分指令进行进一步处理,它包含5个子模块:间接指令处理模块(13)、时标指令处理模块(23)、延时遥测处理模块(33)、时间管理模块(43)和运行模式维护模块(53);它们之间的相互连接关系是:间接指令处理模块(13)的输出连接到时标指令处理模块(23)、延时遥测处理模块(33)、时间管理模块(43),根据不同的输出选择相应的后续处理模块,运行模式维护模块(53)的输入由遥控指令处理模块(22)提供; 该间接指令处理模块(13)处理遥控指令中的间接指令,提取其中的数管指令,进行拼接、分类、校验,由Visual C++6.0软件编程平台支撑;数管指令按功能又可分为遥测相关指令、内务管理指令、指令管理指令;按照指令处理准则进行处理,输出给时标指令处理模块(23)、延时遥测处理模块(33)、时间管理模块(43),并由遥测数据维护模块(22)根据当前状态决定以何种策略进行遥测数据组帧; 该时标指令处理模块(23)处理间接离散时标指令和软件时标指令,由Visual C++6.0软件编程平台支撑,配合C++定时器类和列表数据结构实现;当卫星时间到达时标指令应执行的时刻,则执行相应指令;若为间接离散时标指令,则直接执行;若为软件时标指令,则根据指令内容判断当前卫星应出境还是入境,并相应地通知延时遥测处理模块(33)进行延时遥测数据的存储或下传; 该延时遥测处理模块(33)管理卫星在境外进行延时遥测数据的存储,及在境内下传最近一次存储的延时遥测数据,除软件时标指令外,实时延时遥测存储/下传指令也会更改其状态;该模块由Visual C++6.0软件编程平台支撑,配合C++文件操作类实现; 该时间管理模块(43)对卫星时间进行管理和维护;该模块由Visual C++6.0软件编程平台支撑,配合C++系统时间管理类实现;与其相关的数管指令有:授时指令,将卫星时间更改为指定的时间;集中校时,根据指令内容中的时差来拨快或拨慢当前卫星时间;均匀校时,根据指令内容中的时差,每隔指定的时间间隔拨快或拨慢卫星时间; 该运行模式维护模块(53)管理卫星的工作模式之间的切换,该模块由Visual C++6.0软件编程平台支撑;工作模式包括:飞行模式、在轨维护模式和应急模式;飞行模式和在轨维护模式属于正常模式,采用AOS标准,但在轨维护模式只具备简单的测控功能;应急模式采用传统PCM帧格式进行遥测下传,当遥测数据流异常或中断时,切换到应急模式下进行故障分析; 该遥测数据维护模块(42)根据AOS二级调度策略进行遥测组帧,最终生成在物理信道上传输的128字节遥测数据,输出给遥测下传模块52;二级调度策略即PK调度和VC调度,可以通过遥控指令使能或禁止某个PK、VC,或改变某个VC的下传比例,或改变卫星工作模 式,来动态调整下传策略,达到参数下传周期的可调、可控; 该遥测下传模块(52)将遥测数据维护模块(42)输出的128字节遥测数据通过网络接口传给外部数据注入与接收环境(40)显示和处理;该遥测下传模块(52)由VisualC++6.0软件编程平台支撑,使用UDP协议发送遥测数据; 所述的外部数据注入与接收环境(40),实现用户远程控制的功能;它由外部数据注入(51)、遥测数据接收(61)和转发数据接收(71)这3部分组成,它们为3个独立的功能,之间没有连接关系; 该外部数据注入(51)完成上行数据注入功能,通过以太网(30)输出给上行数据预处理模块(12); 该遥测数据接收(61)负责接收遥测下传模块(52)输出的实时遥测帧数据; 该转发数据接收(71)负责接收上行数据预处理模块(12)及遥控指令处理模块(22)输出的转发数据。
2: 根据权利要求1所述的一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:所述遥控指令注入模块(11)由Visua1 C++6.0软件编程平台支撑,结合配置文件和码表文件,实现直接指令和部分有指令号的间接指令的发送;首先需用户选择要发送普通直接指令还是间接指令,若发送直接指令则输入指令格式、指令号及PN码,根据所输入信息查询配置文件找到指令格式对应的指令字、查询直接指令码表找到指令号对应的15字节比对码,然后根据指令格式的定义将各部分分别填入相应位置,凑成一条完整的直接指令,通过UDP协议先后发送指令和执行脉冲宽度;若发送间接指令则输入指令号、间接指令号及PN码,根据所输入信息查询配置文件找到指令格式对应的指令字、查询直接指令码表找到间接指令对应的15字节比对码,并查询间接指令码表找到间接指令号对应的指令码,然后根据指令格式的定义将各部分分别填入相应位置,凑成一条完整的间接指令,通过UDP协议发送指令。
3: 根据权利要求1所述的一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:所述仿真初始化及参数配置模块(21)由Visual C++6.0软件编程平台支撑,首先进行数据库访问初始化,然后读取配置文件、码表文件、源包初值文件,并进行各PK和VC的初始化,为遥测下传做准备,最后创建相关文件并启动仿真。
4: 根据权利要求1所述的一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:所述上行数据预处理模块(12)由Visua1 C++6.0软件编程平台支撑,首先根据信息类型进行分类,遥控指令帧和执行脉冲宽度传给遥控指令处理模块(22)进行后续处理;收到网络时间秒中断则修改本机时间,与中心网络时间保持一致;起飞时间和轨道根数不做处理,直接转发给外部数据注入与接收环境(40)。
5: 根据权利要求1所述的一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:所述遥控指令处理模块(22)由Visual C++6.0软件编程平台支撑,对遥控指令帧的处理具体流程步骤如下: ①.验证同步码,若错误,直接跳到步骤 ②.验证前导码,若前导码正确,直接跳到步骤④;若错误,继续; ③.验证特殊前导码,若错误,直接跳到步骤 ④.验证地址码,若错误,直接跳到步骤 ⑤.验证PN码,若错误,直接跳到步骤 ⑥.提取15字节比对码,查询码表是否有对应指令号,若有,直接跳到步骤⑨,若没有,继续; ⑦.判断是否为比例指令,若是,继续,若否,直接跳到步骤 ⑧.提取比例字; ⑨.置于译出状态,并调用仿真状态显示模块(41)进行显示; ⑩.判断是否为间接指令,若是,调用间接指令处理模块(13),若否,继续; 等待执行脉冲宽度; 结束; 收到执行脉冲宽度,查询数据库(10)中相应指令对应的遥测参数变化并执行,指令处理状态由译出状态转为静止状态,等待下一条遥控指令;对于与运行模式相关的指令,还需调用仿真过程控制模块(32)中的运行模式维护模块(53)进行状态更改。 6.根据权利要求1所述的一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:所述遥测数据维护模块(42)由Visual C++6.0软件编程平台支撑;其中VC调度的处理流程步骤是:首先根据当前工作模式选择下传策略,若为飞行模式则下传AOS标准遥测数据,若为在轨维护模式则下传仅包含重要遥测参数的VC6,若为应急模式则按帧格式下传;AOS标准遥测下传时,在1秒周期内同步信道和异步信道各下传一帧数据;同步信道对应VCl,异步信道对应VC2、VC3、VC4,且VC2、VC3、VC4都可设置各自的使能禁止状态和优先级,来实现按照不同比例下传;其中PK调度的处理流程步骤是:各个VC的PK调度策略不同,大致可以分为2种:分包下传和连续下传;首先判断当前应该下传那个PK,且这个PK是否使能,如果使能则对这个PK数据进行封装,若不使能则判断它之后的一个PK是否使能,直到找到一个PK是使能的;对PK数据进行封装要根据实际调度策略进行,若采用分包下传,则填充至指定长度,通常是子包长度的整数倍,再进行分包,并下传第一个子包;若采用连续下传,则根据MPDU首导头指针将PK数据填到指定的位置,如果该PK数据太短不能填满MPDU数据域,则要计算下一个PK填入的位置,接着填入数据,直到填满MPDU数据域为止,然后进行下传;下传完一帧遥测数据,需要判断本次下传的PK是否下传完,若没有,则下一次接着下传,对于分包策略,即下传第二个、第三个、直到最后一个子包;对于连续策略,即将PK剩余数据填入MPDU数据域头部,之后填入下一个PK数据。
6: 0环境下的SQL语句对数据库进行访问; 所述的数据系统仿真软件(20),与外部数据注入与接收环境(40)之间通过以太网(30)进行数据交互,所用的网络协议为UDP点对点和UDP组播; 该数据系统仿真软件(20)由遥控指令注入模块(11)、仿真初始化及参数配置模块(21)、数据管理模块(31)和仿真状态显示模块(41)四部分组成;其中,遥控指令注入模块(11)、仿真初始化及参数配置模块(21)、仿真状态显示模块(41)为外围部分,是用户操作仿真软件的接口;数据管理模块(31)为核心部分,完成数据系统仿真功能;这4部分之间的相互连接关系是:遥控指令注入模块(11)和仿真初始化及参数配置模块(21)的输出均连接到数据管理模块(31),数据管理模块(31)的输出连接到仿真状态显示模块(41); 该遥控指令注入模块(11)将用户从本机以指令代号形式注入的遥控指令传给上行数据预处理模块(12),实现在没有外部指令注入的情况下仍能够完成仿真功能; 该仿真初始化及参数配置模块(21)将用户通过二进制文件、配置文件指定的初始参数值传给相关模块进行初始化,并启动仿真;二进制文件为各PK参数的初值;配置文件内容有两种,一种为参数配置,另一种为遥控指令码表,存储15字节比对码及对应的指令号; 该仿真状态显示模块(41)实现两个功能:实时参数显示和参数修改;实时参数显示功能接收遥测下传模块(52)的数据,显示当前下传的遥测帧源码,并将能够反映仿真过程状态的重要参数翻译成物理意义后显示;接收遥控指令处理模块(22)的数据,显示遥控指令的接收时间、指令号及处理情况;参数修改功能提供给用户在仿真过程中修改PK参数值的接口,在列表框中显示由用户选择的某个PK所有参数的参数名称和当前值,单击某个参数名,在“修改值”一栏中输入新的值,点“确定”即可完成修改,此后该参数以修改后的值进行下传; 所述仿真状态显示模块(41)由Visual C++6.0软件编程平台支撑,主要用到列表控件和编辑框控件来实现数据的显示; 该数据管理模块(31)包括5个子模块:上行数据预处理模块(12)、遥控指令处理模块(22)、仿真过程控制模块(32)、遥测数据维护模块(42)和遥测下传模块(52);它们之间的相互连接关系是:上行数据预处理模块(12)的输出连接到遥控指令处理模块(22),遥控指令处理模块(22)的输出连接到仿真过程控制模块(32),仿真过程控制模块(32)的输出连接到遥测数据维护模块(42)、遥测数据维护模块(42)的输出连接到遥测下传模块(52); 该上行数据预处理模块(12)对所有上行数据进行分类、处理;上行数据有五种:遥控指令帧、执行脉冲宽度、网络时间秒中断、起飞时间和轨道根数; 该遥控指令处理模块(22)对上行数据预处理模块(12)输出的遥控指令帧和执行脉冲宽度进行处理,完成对指令的验证、译码、和执行;遥控指令分为直接指令和间接指令两种,直接指令与传统的测控数据体制下的指令类似,有完整的发令周期,即遥控指令帧——执行脉冲宽度,来实现星地大回路比对;而间接指令是包含针对AOS数据管理功能的数管指令的指令包,根据数管指令的长度,一条间接指令可以包含多条数管指令,一条数管指令也可以分包为多条间接指令;间接指令只有遥控指令帧,没有执行脉冲宽度,但可以通过设置指令导头中大回路比对标志位,来使能大回路比对PK的下传,地面比对正确后,再发送间接指令中的执行指令进行执行; 该仿真过程控制模块(32)接收遥控指令处理模块(22)输出的指令执行结果,对部分指令进行进一步处理,它包含5个子模块:间接指令处理模块(13)、时标指令处理模块(23)、延时遥测处理模块(33)、时间管理模块(43)和运行模式维护模块(53);它们之间的相互连接关系是:间接指令处理模块(13)的输出连接到时标指令处理模块(23)、延时遥测处理模块(33)、时间管理模块(43),根据不同的输出选择相应的后续处理模块,运行模式维护模块(53)的输入由遥控指令处理模块(22)提供; 该间接指令处理模块(13)处理遥控指令中的间接指令,提取其中的数管指令,进行拼接、分类、校验,由Visual C++6.0软件编程平台支撑;数管指令按功能又可分为遥测相关指令、内务管理指令、指令管理指令;按照指令处理准则进行处理,输出给时标指令处理模块(23)、延时遥测处理模块(33)、时间管理模块(43),并由遥测数据维护模块(22)根据当前状态决定以何种策略进行遥测数据组帧; 该时标指令处理模块(23)处理间接离散时标指令和软件时标指令,由Visual C++6.0软件编程平台支撑,配合C++定时器类和列表数据结构实现;当卫星时间到达时标指令应执行的时刻,则执行相应指令;若为间接离散时标指令,则直接执行;若为软件时标指令,则根据指令内容判断当前卫星应出境还是入境,并相应地通知延时遥测处理模块(33)进行延时遥测数据的存储或下传; 该延时遥测处理模块(33)管理卫星在境外进行延时遥测数据的存储,及在境内下传最近一次存储的延时遥测数据,除软件时标指令外,实时延时遥测存储/下传指令也会更改其状态;该模块由Visual C++6.0软件编程平台支撑,配合C++文件操作类实现; 该时间管理模块(43)对卫星时间进行管理和维护;该模块由Visual C++6.0软件编程平台支撑,配合C++系统时间管理类实现;与其相关的数管指令有:授时指令,将卫星时间更改为指定的时间;集中校时,根据指令内容中的时差来拨快或拨慢当前卫星时间;均匀校时,根据指令内容中的时差,每隔指定的时间间隔拨快或拨慢卫星时间; 该运行模式维护模块(53)管理卫星的工作模式之间的切换,该模块由Visual C++6.0软件编程平台支撑;工作模式包括:飞行模式、在轨维护模式和应急模式;飞行模式和在轨维护模式属于正常模式,采用AOS标准,但在轨维护模式只具备简单的测控功能;应急模式采用传统PCM帧格式进行遥测下传,当遥测数据流异常或中断时,切换到应急模式下进行故障分析; 该遥测数据维护模块(42)根据AOS二级调度策略进行遥测组帧,最终生成在物理信道上传输的128字节遥测数据,输出给遥测下传模块52;二级调度策略即PK调度和VC调度,可以通过遥控指令使能或禁止某个PK、VC,或改变某个VC的下传比例,或改变卫星工作模 式,来动态调整下传策略,达到参数下传周期的可调、可控; 该遥测下传模块(52)将遥测数据维护模块(42)输出的128字节遥测数据通过网络接口传给外部数据注入与接收环境(40)显示和处理;该遥测下传模块(52)由VisualC++6.0软件编程平台支撑,使用UDP协议发送遥测数据; 所述的外部数据注入与接收环境(40),实现用户远程控制的功能;它由外部数据注入(51)、遥测数据接收(61)和转发数据接收(71)这3部分组成,它们为3个独立的功能,之间没有连接关系; 该外部数据注入(51)完成上行数据注入功能,通过以太网(30)输出给上行数据预处理模块(12); 该遥测数据接收(61)负责接收遥测下传模块(52)输出的实时遥测帧数据; 该转发数据接收(71)负责接收上行数据预处理模块(12)及遥控指令处理模块(22)输出的转发数据。 2.根据权利要求1所述的一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:所述遥控指令注入模块(11)由Visua1 C++6.0软件编程平台支撑,结合配置文件和码表文件,实现直接指令和部分有指令号的间接指令的发送;首先需用户选择要发送普通直接指令还是间接指令,若发送直接指令则输入指令格式、指令号及PN码,根据所输入信息查询配置文件找到指令格式对应的指令字、查询直接指令码表找到指令号对应的15字节比对码,然后根据指令格式的定义将各部分分别填入相应位置,凑成一条完整的直接指令,通过UDP协议先后发送指令和执行脉冲宽度;若发送间接指令则输入指令号、间接指令号及PN码,根据所输入信息查询配置文件找到指令格式对应的指令字、查询直接指令码表找到间接指令对应的15字节比对码,并查询间接指令码表找到间接指令号对应的指令码,然后根据指令格式的定义将各部分分别填入相应位置,凑成一条完整的间接指令,通过UDP协议发送指令。 3.根据权利要求1所述的一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:所述仿真初始化及参数配置模块(21)由Visual C++6.0软件编程平台支撑,首先进行数据库访问初始化,然后读取配置文件、码表文件、源包初值文件,并进行各PK和VC的初始化,为遥测下传做准备,最后创建相关文件并启动仿真。 4.根据权利要求1所述的一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:所述上行数据预处理模块(12)由Visua1 C++6.0软件编程平台支撑,首先根据信息类型进行分类,遥控指令帧和执行脉冲宽度传给遥控指令处理模块(22)进行后续处理;收到网络时间秒中断则修改本机时间,与中心网络时间保持一致;起飞时间和轨道根数不做处理,直接转发给外部数据注入与接收环境(40)。 5.根据权利要求1所述的一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:所述遥控指令处理模块(22)由Visual C++6.0软件编程平台支撑,对遥控指令帧的处理具体流程步骤如下: ①.验证同步码,若错误,直接跳到步骤 ②.验证前导码,若前导码正确,直接跳到步骤④;若错误,继续; ③.验证特殊前导码,若错误,直接跳到步骤 ④.验证地址码,若错误,直接跳到步骤 ⑤.验证PN码,若错误,直接跳到步骤 ⑥.提取15字节比对码,查询码表是否有对应指令号,若有,直接跳到步骤⑨,若没有,继续; ⑦.判断是否为比例指令,若是,继续,若否,直接跳到步骤 ⑧.提取比例字; ⑨.置于译出状态,并调用仿真状态显示模块(41)进行显示; ⑩.判断是否为间接指令,若是,调用间接指令处理模块(13),若否,继续; 等待执行脉冲宽度; 结束; 收到执行脉冲宽度,查询数据库(10)中相应指令对应的遥测参数变化并执行,指令处理状态由译出状态转为静止状态,等待下一条遥控指令;对于与运行模式相关的指令,还需调用仿真过程控制模块(32)中的运行模式维护模块(53)进行状态更改。 6.根据权利要求1所述的一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,其特征在于:所述遥测数据维护模块(42)由Visual C++6.0软件编程平台支撑;其中VC调度的处理流程步骤是:首先根据当前工作模式选择下传策略,若为飞行模式则下传AOS标准遥测数据,若为在轨维护模式则下传仅包含重要遥测参数的VC6,若为应急模式则按帧格式下传;AOS标准遥测下传时,在1秒周期内同步信道和异步信道各下传一帧数据;同步信道对应VCl,异步信道对应VC2、VC3、VC4,且VC2、VC3、VC4都可设置各自的使能禁止状态和优先级,来实现按照不同比例下传;其中PK调度的处理流程步骤是:各个VC的PK调度策略不同,大致可以分为2种:分包下传和连续下传;首先判断当前应该下传那个PK,且这个PK是否使能,如果使能则对这个PK数据进行封装,若不使能则判断它之后的一个PK是否使能,直到找到一个PK是使能的;对PK数据进行封装要根据实际调度策略进行,若采用分包下传,则填充至指定长度,通常是子包长度的整数倍,再进行分包,并下传第一个子包;若采用连续下传,则根据MPDU首导头指针将PK数据填到指定的位置,如果该PK数据太短不能填满MPDU数据域,则要计算下一个PK填入的位置,接着填入数据,直到填满MPDU数据域为止,然后进行下传;下传完一帧遥测数据,需要判断本次下传的PK是否下传完,若没有,则下一次接着下传,对于分包策略,即下传第二个、第三个、直到最后一个子包;对于连续策略,即将PK剩余数据填入MPDU数据域头部,之后填入下一个PK数据。

说明书


一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台

    (一)技术领域

    本发明涉及一种系统仿真平台,尤其涉及一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,属于卫星数据系统仿真领域。

    (二)背景技术

    为了适应空间技术发展的需求,CCSDS(空间技术委员会)制定了适用于中、高数据速率航天器的高级在轨系统(简称AOS)。目前在国外的中继卫星、空间站、载人航天器中,大都采用了AOS标准。

    AOS的优势主要在于:

    传统PCM遥测体制采用帧复用,一旦帧结构确定,数据下传周期就无法改变,对高级业务有很大的局限性;AOS采用虚拟信道(简称VC)和源包(简称PK)二级调度策略,灵活性强,信道利用率高;

    目前我国航天器高速数据的传输需要单独占用一个射频信道,而AOS按调度策略将所有数据合路在一个数据流中,采用一个射频信道,简化了设备;

    目前国内用于飞控演练的卫星模拟器主要仿真的是传统的测控数据体制。而不论从技术角度,还是从国际合作、信息共享的角度,我国未来的航天器测控数据体制都迫切需要采用AOS标准。因此,设计一种AOS标准的数据系统仿真平台具有重要意义。

    (三)发明内容

    1、目的:本发明的目的是提供一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,它克服了现有技术的不足,能够实时模拟卫星遥控指令的处理过程及对参数和运行状态的影响,实现二级调度的遥测下传策略,并实现星上数据管理功能。

    2、发明内容:如图1所示,本发明一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,整个系统包含3部分:1、数据库10,存储PK参数名称及位置,存储遥控指令对应的遥测参数变化;2、数据系统仿真软件20,完成基于AOS标准的卫星数据管理系统的仿真功能;3、外部数据注入与接收环境40,提供注入给数据系统仿真软件20的数据,并接收其输出的遥测及转发数据。它们之间的相互连接关系是:外部数据注入与接收环境40的输出通过以太网30连接到数据系统仿真软件20,数据系统仿真软件20输出的SQL查询语句连接到数据库10,数据库10将查询结果返回给数据系统仿真软件20,数据系统仿真软件20输出的遥测数据及转发数据连接到外部数据注入与接收环境40。

    所述的数据库10,采用Microsoft SQL Server2000实现。数据系统仿真软件20通过Visual C++6.0环境下的SQL语句对数据库进行访问。

    所述的数据系统仿真软件20,与外部数据注入与接收环境40之间通过以太网30进行数据交互。所用的网络协议为UDP点对点和UDP组播。

    该数据系统仿真软件20由4部分组成:遥控指令注入模块11、仿真初始化及参数配置模块21、数据管理模块31和仿真状态显示模块41。其中,遥控指令注入模块11、仿真初始化及参数配置模块21、仿真状态显示模块41为外围部分,是用户操作仿真软件的接口;数据管理模块31为核心部分,完成数据系统仿真功能。这4部分之间的相互连接关系是:遥控指令注入模块11和仿真初始化及参数配置模块21的输出均连接到数据管理模块31,数据管理模块31的输出连接到仿真状态显示模块41。

    该遥控指令注入模块11将用户从本机以指令代号形式注入的遥控指令传给上行数据预处理模块,实现在没有外部指令注入的情况下仍能够完成仿真功能。

    所述遥控指令注入模块11由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑,结合配置文件和码表文件,实现了直接指令和部分有指令号的间接指令的发送,流程图如图4所示。首先需用户选择要发送普通直接指令还是间接指令,若发送直接指令则输入指令格式、指令号及PN码,根据所输入信息查询配置文件找到指令格式对应的指令字、查询直接指令码表找到指令号对应的15字节比对码,然后根据指令格式的定义将各部分分别填入相应位置,凑成一条完整的直接指令,通过UDP协议先后发送指令和执行脉冲宽度;若发送间接指令则输入指令号、间接指令号及PN码,根据所输入信息查询配置文件找到指令格式对应的指令字、查询直接指令码表找到间接指令对应的15字节比对码,并查询间接指令码表找到间接指令号对应的指令码,然后根据指令格式的定义将各部分分别填入相应位置,凑成一条完整的间接指令,通过UDP协议发送指令。

    该仿真初始化及参数配置模块21将用户通过二进制文件、配置文件指定的初始参数值传给相关模块进行初始化,并启动仿真。二进制文件为各PK参数的初值;配置文件内容有两种,一种为参数配置,如卫星地址码、指令格式前导码、网络参数等;另一种为遥控指令码表,存储15字节比对码及对应的指令号。

    所述仿真初始化及参数配置模块21由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑,流程图如图5所示。首先进行数据库访问初始化,然后读取配置文件、码表文件、源包初值文件,并进行各PK和VC的初始化,为遥测下传做准备。最后创建相关文件,如日志文件、遥测存储文件等,并启动仿真。

    该仿真状态显示模块41实现两个功能:实时参数显示和参数修改。实时参数显示功能接收遥测下传模块52的数据,显示当前下传的遥测帧源码,并将能够反映仿真过程状态的重要参数翻译成物理意义后显示;接收遥控指令处理模块22的数据,显示遥控指令的接收时间、指令号及处理情况。参数修改功能提供给用户在仿真过程中修改PK参数值的接口,在列表框中显示由用户选择的某个PK所有参数的参数名称和当前值,单击某个参数名,在“修改值”一栏中输入新的值,点“确定”即可完成修改。此后该参数以修改后地值进行下传。

    所述仿真状态显示模块41由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑,主要用到列表控件和编辑框控件来实现数据的显示。

    该数据管理模块31包括5个子模块:上行数据预处理模块12、遥控指令处理模块22、仿真过程控制模块32、遥测数据维护模块42、遥测下传模块52。它们之间的相互连接关系是:上行数据预处理模块12的输出连接到遥控指令处理模块22,遥控指令处理模块22的输出连接到仿真过程控制模块32,仿真过程控制模块32的输出连接到遥测数据维护模块42、遥测数据维护模块42的输出连接到遥测下传模块52。

    该上行数据预处理模块12对所有上行数据进行分类、处理。上行数据有五种:遥控指令帧、执行脉冲宽度、网络时间秒中断、起飞时间和轨道根数。

    所述上行数据预处理模块12由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑,流程图如图6所示。首先根据信息类型进行分类,遥控指令帧和执行脉冲宽度传给遥控指令处理模块22进行后续处理;收到网络时间秒中断则修改本机时间,与中心网络时间保持一致;起飞时间和轨道根数不做处理,直接转发给外部数据注入与接收环境40。

    该遥控指令处理模块22对上行数据预处理模块12输出的遥控指令帧和执行脉冲宽度进行处理,完成对指令的验证、译码、和执行。遥控指令分为直接指令和间接指令两种,直接指令与传统的测控数据体制下的指令类似,有完整的发令周期,即遥控指令帧——执行脉冲宽度,来实现星地大回路比对。而间接指令是包含针对AOS数据管理功能的数管指令的指令包,根据数管指令的长度,一条间接指令可以包含多条数管指令,一条数管指令也可以分包为多条间接指令。间接指令只有遥控指令帧,没有执行脉冲宽度,但可以通过设置指令导头中大回路比对标志位,来使能大回路比对PK的下传,地面比对正确后,再发送间接指令中的执行指令进行执行。

    所述模块22由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑,对遥控指令帧的处理流程图如图7所示。具体流程步骤如下:

    1.验证同步码。若错误,直接跳到步骤12;

    2.验证前导码。若前导码正确,直接跳到步骤4;若错误,继续;

    3.验证特殊前导码。若错误,直接跳到步骤12;

    4.验证地址码。若错误,直接跳到步骤12;

    5.验证PN码。若错误,直接跳到步骤12;

    6.提取15字节比对码,查询码表是否有对应指令号。若有,直接跳到步骤9,若没有,继续;

    7.判断是否为比例指令。若是,继续,若否,直接跳到步骤12;

    8.提取比例字;

    9.置于译出状态,并调用仿真状态显示模块41进行显示;

    10.判断是否为间接指令。若是,调用间接指令处理模块13,若否,继续;

    11.等待执行脉冲宽度;

    12.结束;

    收到执行脉冲宽度,查询数据库10中相应指令对应的遥测参数变化并执行,指令处理状态由译出状态转为静止状态,等待下一条遥控指令。对于与运行模式相关的指令,还需调用仿真过程控制模块32中的运行模式维护模块53进行状态更改。

    该仿真过程控制模块32接收遥控指令处理模块22输出的指令执行结果,对部分指令进行进一步处理。如图2所示,它包含5个子模块:间接指令处理模块13、时标指令处理模块23、延时遥测处理模块33、时间管理模块43和运行模式维护模块53。它们之间的相互连接关系是:间接指令处理模块13的输出连接到时标指令处理模块23、延时遥测处理模块33、时间管理模块43,根据不同的输出选择相应的后续处理模块,运行模式维护模块53的输入由遥控指令处理模块22提供。

    该间接指令处理模块13处理遥控指令中的间接指令,提取其中的数管指令,进行拼接、分类、校验,由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑。数管指令按功能又可分为遥测相关指令、内务管理指令、指令管理指令。按照指令处理准则进行处理,输出给时标指令处理模块23、延时遥测处理模块33、时间管理模块43,并由遥测数据维护模块22根据当前状态决定以何种策略进行遥测数据组帧。

    该时标指令处理模块23处理间接离散时标指令和软件时标指令,由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑,配合C++定时器类和列表数据结构实现。当卫星时间到达时标指令应执行的时刻,则执行相应指令。若为间接离散时标指令,则直接执行;若为软件时标指令,则根据指令内容判断当前卫星应出境还是入境,并相应地通知延时遥测处理模块33进行延时遥测数据的存储或下传。

    该延时遥测处理模块33管理卫星在境外进行延时遥测数据的存储,及在境内下传最近一次存储的延时遥测数据。除软件时标指令外,实时延时遥测存储/下传指令也会更改其状态。该模块由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑,配合C++文件操作类实现。

    该时间管理模块43对卫星时间进行管理和维护。该模块由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑,配合C++系统时间管理类实现。与其相关的数管指令有:授时指令,将卫星时间更改为指定的时间;集中校时,根据指令内容中的时差来拨快或拨慢当前卫星时间;均匀校时,根据指令内容中的时差,每隔指定的时间间隔拨快或拨慢卫星时间。

    该运行模式维护模块53管理卫星的工作模式之间的切换,该模块由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑。工作模式包括:飞行模式、在轨维护模式和应急模式。飞行模式和在轨维护模式属于正常模式,采用AOS标准,但在轨维护模式只具备简单的测控功能;应急模式采用传统PCM帧格式进行遥测下传,当遥测数据流异常或中断时,切换到应急模式下进行故障分析。

    该遥测数据维护模块42根据AOS二级调度策略进行遥测组帧,最终生成在物理信道上传输的128字节遥测数据,输出给遥测下传模块52。二级调度策略即PK调度和VC调度,如图3所示。可以通过遥控指令使能或禁止某个PK、VC,或改变某个VC的下传比例,或改变卫星工作模式,来动态调整下传策略,达到参数下传周期的可调、可控。

    所述模块42由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑。其中VC调度的处理流程图如图8所示。首先根据当前工作模式选择下传策略,若为飞行模式则下传AOS标准遥测数据,若为在轨维护模式则下传仅包含重要遥测参数的VC6,若为应急模式则按帧格式下传。AOS标准遥测下传时,在1秒周期内同步信道和异步信道各下传一帧数据。同步信道对应VC1,异步信道对应VC2、VC3、VC4,且VC2、VC3、VC4都可设置各自的使能禁止状态和优先级,来实现按照不同比例下传。不同优先级和使能、禁止状态设置时的下传比例如下表所示:

    其中PK调度的处理流程如图9所示。各个VC的PK调度策略不同,大致可以分为2种:分包下传和连续下传。首先判断当前应该下传那个PK,且这个PK是否使能,如果使能则对这个PK数据进行封装,若不使能则判断它之后的一个PK是否使能,直到找到一个PK是使能的(若VC使能,则至少有一个PK使能)。对PK数据进行封装要根据实际调度策略进行,若采用分包下传,则填充至指定长度(通常是子包长度的整数倍)再进行分包,并下传第一个子包;若采用连续下传,则根据MPDU首导头指针将PK数据填到指定的位置,如果该PK数据太短不能填满MPDU数据域,则要计算下一个PK填入的位置,接着填入数据,直到填满MPDU数据域为止,然后进行下传。下传完一帧遥测数据,需要判断本次下传的PK是否下传完,若没有,则下一次接着下传,对于分包策略,即下传第二个、第三个、直到最后一个子包;对于连续策略,即将PK剩余数据填入MPDU数据域头部,之后填入下一个PK数据。

    该遥测下传模块52将遥测数据维护模块42输出的128字节遥测数据通过网络接口传给外部数据注入与接收环境40显示和处理。该模块由Visual C++ 6.0软件编程平台支撑,使用UDP协议发送遥测数据。

    所述的外部数据注入与接收环境40,实现用户远程控制的功能。它由外部数据注入51、遥测数据接收61和转发数据接收71这3部分组成,它们为3个独立的功能,之间没有连接关系;

    该外部数据注入51完成上行数据注入功能,通过以太网30输出给上行数据预处理模块12;

    该遥测数据接收61负责接收遥测下传模块52输出的实时遥测帧数据;

    该转发数据接收71负责接收上行数据预处理模块12及遥控指令处理模块22输出的转发数据。

    3、优点及效果:从以上的描述中,可以看出,该卫星数据管理平台采用了AOS标准,灵活性强,可根据需要随时改变下传策略,使开发高级数据业务成为可能。实现了以下技术效果:

    (1)实现了AOS遥测标准二级调度策略。可根据实际需要改变每个VC中的PK个数,以及每个PK的长度,达到灵活配置;

    (2)实现了AOS遥控标准,并用间接指令实现了数据管理和遥测下传控制的功能,达到实时修改下传策略的目的;

    (3)将不同速率的数据业务整合到同一数据流中,提高了信道利用率;

    (4)功能可配置、可扩展,因此在模拟不同卫星的数据管理系统时,只需要做很小的改动;

    (5)存储了收到的遥控指令及下传的遥测数据,供后续分析和检查使用。

    综上所述,本发明能够实时模拟卫星遥控指令的处理过程及对参数和运行状态的影响,实现二级调度的遥测下传策略,并实现星上数据管理功能。它在卫星数据系统仿真领域里具有实用价值和广阔地应用前景。

    (四)附图说明

    图1基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台示意图;

    图2仿真过程控制模块示意图;

    图3遥测下传二级调度策略示意图;

    图4遥控指令注入模块处理流程示意图;

    图5仿真初始化及参数配置模块处理流程示意图;

    图6上行数据预处理模块处理流程示意图;

    图7遥控指令处理模块对遥控指令帧的处理流程示意图;

    图8遥测数据维护模块VC调度的处理流程示意图;

    图9遥测数据维护模块PK调度的处理流程示意图;

    图中符号说明如下:

    10数据库;20数据系统仿真软件;30以太网;

    40外部数据注入与接收环境;11遥控指令注入模块;

    21仿真初始化及参数配置模块;31数据管理模块;

    41仿真状态显示模块;12上行数据预处理模块;

    22遥控指令处理模块;32仿真过程控制模块;

    42遥测数据维护模块;52遥测下传模块;

    13间接指令处理模块;23时标指令处理模块;

    33延时遥测处理模块;43时间管理模块;

    53运行模式维护模块;

    (五)具体实施方式

    如图1所示,本发明一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,整个系统包含3部分:1、数据库10,存储PK参数名称及位置,存储遥控指令对应的遥测参数变化;2、数据系统仿真软件20,完成基于AOS标准的卫星数据管理系统的仿真功能;3、外部数据注入与接收环境40,提供注入给数据系统仿真软件20的数据,并接收其输出的遥测及转发数据。它们之间的相互连接关系是:外部数据注入与接收环境40的输出通过以太网30连接到数据系统仿真软件20,数据系统仿真软件20的SQL查询语句输出连接到数据库10,数据库10将查询结果返回给数据系统仿真软件20,数据系统仿真软件20的遥测数据及转发数据输出连接到外部数据注入与接收环境40。

    下面将参考附图并结合实施例,来详细说明本发明。

    其具体工作流程如下:

    仿真初始化及参数配置模块21对数据系统仿真软件20进行初始化,并启动仿真;

    由外部数据注入与接收环境40注入上行数据,通过以太网30传给,或者直接通过遥控指令注入模块11注入上行数据给上行数据预处理模块12,首先进行数据分类。需要转发的数据输出给外部数据注入与接收环境40,遥控指令和执行脉冲宽度则输出给遥控指令处理模块22进行处理;

    遥控指令处理模块22收到遥控指令,首先验证指令格式的正确性,然后提取15字节指令比对码,查询码表文件找到对应指令号,将指令处理状态参数由静止转为译出,并将指令接收时间、指令号输出给仿真状态显示模块41显示;

    若收到的指令为直接指令,则等待执行脉冲宽度。若收到的指令为间接指令,且指令导头中的大回路比对标志位没有设置,则直接提取间接指令中的所有数管指令单元,依次执行;若指令导头中的大回路比对标志位进行了设置,则将指令内容填入大回路比对PK并使能,使之随遥测下传,等待地面比对正确后发送执行命令,再执行;

    遥控指令处理模块22收到执行脉冲宽度,则执行之前收到的一条遥控指令。查询数据库中该指令对应的遥测参数修改准则,并提取修改准则中的参数名称,再次查询数据库得到该参数所属的PK及位置,修改内存中该参数的值为修改准则中的参数值;

    遥测数据维护模块42根据当前状态(包括卫星运行状态、各PK、VC的使能禁止状态及下传比例等)和调度策略组织遥测数据,输出给遥测下传模块52;

    遥测下传模块52将128字节遥测数据通过以太网30输出给外部数据注入与接收环境40和仿真状态显示模块41,分别进行后续处理和显示;

    图2给出了仿真过程控制模块的结构,处理方法如下:

    间接指令处理模块13处理遥控指令中的间接指令,提取其中的数管指令,进行拼接、分类、校验。数管指令按功能又可分为遥测相关指令、内务管理指令、指令管理指令。按照指令处理准则进行处理,输出给时标指令处理模块23、延时遥测处理模块33、时间管理模块43,并由遥测数据维护模块42根据当前状态决定以何种策略进行遥测数据组帧。

    时标指令处理模块23处理间接离散时标指令和软件时标指令。当卫星时间到达时标指令应执行的时刻,则执行相应指令。若为间接离散时标指令,则直接执行;若为软件时标指令,则根据指令内容判断当前卫星应出境还是入境,并相应地通知延时遥测处理模块33进行延时遥测数据的存储或下传。

    延时遥测处理模块33管理卫星在境外进行延时遥测数据的存储,及在境内下传最近一次存储的延时遥测数据。除软件时标指令外,实时延时遥测存储/下传指令也会更改其状态。

    时间管理模块43对卫星时间进行管理和维护。与其相关的数管指令有:授时指令,将卫星时间更改为指定的时间;集中校时,根据指令内容中的时差来拨快或拨慢当前卫星时间;均匀校时,根据指令内容中的时差,每隔指定的时间间隔拨快或拨慢卫星时间。

    运行模式维护模块53管理卫星的工作模式之间的切换。工作模式包括:飞行模式、在轨维护模式和应急模式。飞行模式和在轨维护模式属于正常模式,采用AOS标准,但在轨维护模式只具备简单的测控功能;应急模式采用传统PCM帧格式进行遥测下传,当遥测数据流异常或中断时,切换到应急模式下进行故障分析。

    图3给出了遥测下传二级调度策略示意图。物理信道只有一个,主信道设置七个VC,信道上传输的数据又分为包格式和帧格式,包格式以PK为数据单元,帧格式则按波道表组织数据。

    PK调度策略如下:根据包装程度不同,可以分为源包数据单元(简称EPDU)、多源包数据单元(简称MPDU)、虚拟信道数据单元(简称VCDU)、信道访问数据单元(简称CADU)四种。

    EPDU的格式为PK数据加上6字节能够反映该PK信息的导头,是PK在VC中传输的最小单元。根据实际情况,一个PK可以用一个EPDU,也可以分包为多个EPDU,在导头中能够反映分包信息。格式如下;

    MPDU是利用多路复用业务把多个EPDU按一定格式组合在一起,以使多个PK共用一个VC传输。格式如下;

      首导头指针  MPDU包域的意义  i(2≤i≤  113)  第一个PK的起始位置在本MPDU的第i个字节  0x7ff  本MPDU中只有PK数据,没有导头  0x7fe  全部是填充数据

    VCDU数据格式由主导头、插入域、数据域和尾序列构成,其中数据域可以是MPDU,也可以是按其它格式的组合的EPDU数据,如固定字节加上EPDU等。格式如下;

    CADU由VCDU加上同步头组成,是最终在物理信道上传送的数据格式。CADU数据格式如下所示,CADU的长度为128字节。下行信道码速率为2048bps,因此CADU的传送周期为500ms。

    图4给出了遥控指令注入模块处理流程示意图。处理流程为:首先需用户选择要发送普通直接指令还是间接指令,若发送直接指令则输入指令格式、指令号及PN码,根据所输入信息查询配置文件找到指令格式对应的指令字、查询直接指令码表找到指令号对应的15字节比对码,然后根据指令格式的定义将各部分分别填入相应位置,凑成一条完整的直接指令,通过UDP协议先后发送指令和执行脉冲宽度;若发送间接指令则输入指令号、间接指令号及PN码,根据所输入信息查询配置文件找到指令格式对应的指令字、查询直接指令码表找到间接指令对应的15字节比对码,并查询间接指令码表找到间接指令号对应的指令码,然后根据指令格式的定义将各部分分别填入相应位置,凑成一条完整的间接指令,通过UDP协议发送指令。

    图5给出了仿真初始化及参数配置模块处理流程示意图,具体流程为:首先进行数据库访问初始化,然后读取配置文件、码表文件、源包初值文件,并进行各PK和VC的初始化,为遥测下传做准备。最后创建相关文件,如日志文件、遥测存储文件等,并启动仿真。

    图6给出了上行数据预处理模块处理流程示意图,具体流程为:首先根据信息类型进行分类,遥控指令帧和执行脉冲宽度传给遥控指令处理模块22进行后续处理;收到网络时间秒中断则修改本机时间,与中心网络时间保持一致;起飞时间和轨道根数不做处理,直接转发给外部数据注入与接收环境40。

    图7给出了遥控指令处理模块对遥控指令帧的处理流程示意图,具体流程步骤如下:

    1.验证同步码。若错误,直接跳到12;

    2.验证前导码。若前导码正确,直接跳到4;若错误,继续;

    3.验证特殊前导码。若错误,直接跳到12;

    4.验证地址码。若错误,直接跳到12;

    5.验证PN码。若错误,直接跳到12;

    6.提取15字节比对码,查询码表是否有对应指令号。若有,直接跳到9,若没有,继续;

    7.判断是否为比例指令。若是,继续,若否,直接跳到12;

    8.提取比例字;

    9.置于译出状态,并调用仿真状态显示模块41进行显示;

    10.判断是否为间接指令。若是,调用间接指令处理模块13,若否,继续;

    11.等待执行脉冲宽度;

    12.结束;

    图8给出了遥测数据维护模块VC调度的处理流程示意图。VC调度策略如下:按照同步、异步结合的方法进行调度。VC1为同步信道,传递周期为1s;VC2~VC4为异步信道,传递周期为1s。异步传送设置2种优先级,优先级1高于优先级2。异步信道VC3属于突发事件,通常情况下只有VC2、VC4参与异步调度。优先级的设置可以通过间接指令中的优先级设置指令灵活调整。具体流程如下:首先根据当前工作模式选择下传策略,若为飞行模式则下传AOS标准遥测数据,若为在轨维护模式则下传仅包含重要遥测参数的VC6,若为应急模式则按帧格式下传。AOS标准遥测下传时,在1秒周期内同步信道和异步信道各下传一帧数据。同步信道对应VC1,异步信道对应VC2、VC3、VC4,且VC2、VC3、VC4都可设置各自的使能禁止状态和优先级,来实现按照不同比例下传。不同优先级和使能、禁止状态设置时的下传比例如下表所示:

    PK调度的处理流程如图9所示。各个VC的PK调度策略不同,大致可以分为2种:分包下传和连续下传。首先判断当前应该下传那个PK,且这个PK是否使能,如果使能则对这个PK数据进行封装,若不使能则判断它之后的一个PK是否使能,直到找到个PK是使能的(若VC使能,则至少有一个PK使能)。对PK数据进行封装要根据实际调度策略进行,若采用分包下传,则填充至指定长度(通常是子包长度的整数倍)再进行分包,并下传第一个子包;若采用连续下传,则根据MPDU首导头指针将PK数据填到指定的位置,如果该PK数据太短不能填满MPDU数据域,则要计算下一个PK填入的位置,接着填入数据,直到填满MPDU数据域为止,然后进行下传。下传完一帧遥测数据,需要判断本次下传的PK是否下传完,若没有,则下一次接着下传,对于分包策略,即下传第二个、第三个、直到最后一个子包;对于连续策略,即将PK剩余数据填入MPDU数据域头部,之后填入下一个PK数据。

    从以上描述可以看出,要改变某个PK的下传周期有三种途径:一种是设置它所属VC中其它PK的使能、禁止状态;第二种是设置它所属VC的优先级(只适用于异步信道);第三种是设置其它异步信道的使能、禁止状态(只适用于异步信道)。通过这三种方法可以灵活地更改参数下传周期,相比传统PCM遥测体制,优势显而易见。

一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台.pdf_第1页
第1页 / 共23页
一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台.pdf_第2页
第2页 / 共23页
一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台.pdf_第3页
第3页 / 共23页
点击查看更多>>
资源描述

《一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台.pdf(23页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

一种基于AOS标准的卫星数据系统仿真平台,它由数据库、数据系统仿真软件和外部数据注入与接收环境3部分组成。外部数据注入与接收环境的输出通过以太网连接到数据系统仿真软件,该仿真软件输出的SQL查询语句连接到数据库,数据库将查询结果返回给数据系统仿真软件,该仿真软件输出的遥测数据及转发数据连接到外部数据注入与接收环境。其中,数据系统仿真软件又由遥控指令注入模块、仿真初始化及参数配置模块、数据管理模块和。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 物理 > 计算;推算;计数


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1