一種衛(wèi)星延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、下傳方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于航天領(lǐng)域，涉及一種衛(wèi)星延遲數(shù)遙測(cè)據(jù)的存儲(chǔ)、下傳方法，尤其涉及一 種基于低速S波段測(cè)控組件的衛(wèi)星境外延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、下傳方法，適用于采用S波段 低速測(cè)控組件的衛(wèi)星進(jìn)行在軌異常定位與工況分析。
【背景技術(shù)】
[0002] 在衛(wèi)星運(yùn)行過(guò)程中，衛(wèi)星通過(guò)地面測(cè)控站傳輸遙測(cè)數(shù)據(jù)的方式，將自身的工作狀 態(tài)等信息數(shù)據(jù)傳遞到地面。遙測(cè)數(shù)據(jù)分為兩種：實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)和延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)衛(wèi)星處 于測(cè)控站監(jiān)視范圍內(nèi)時(shí)，其工作狀態(tài)可通過(guò)實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)立刻傳輸?shù)降孛?；?dāng)衛(wèi)星處于測(cè) 控站不可達(dá)的區(qū)域時(shí)，其工作狀態(tài)將被暫存起來(lái)，待飛臨測(cè)控站上空時(shí)通過(guò)延遲遙測(cè)參數(shù) 數(shù)據(jù)傳輸至地面。
[0003] 中低軌道衛(wèi)星處于監(jiān)控范圍內(nèi)的時(shí)間通常很短，以太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星為例，其每 個(gè)軌道圈過(guò)境時(shí)間只有10分鐘左右，每天過(guò)境軌道圈數(shù)通常僅為個(gè)位數(shù)，而其繞地球一 周的軌道周期通常為一百分鐘左右。此外，在衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)階段，每天一般僅進(jìn)行兩次左 右的在軌維護(hù)，也就是僅通過(guò)2次過(guò)境下傳的延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)掌握衛(wèi)星在境外的飛行狀 態(tài)。延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)常常共用S波段傳輸信道，因傳輸碼率較低(通常為4~ 8Kbps)，為了將境外飛行的約一千四百分鐘的數(shù)據(jù)在約20分鐘內(nèi)下傳完畢，通常需要延遲 遙測(cè)數(shù)據(jù)采用較高的壓縮比來(lái)存儲(chǔ)和傳輸(如在每32或64個(gè)遙測(cè)參數(shù)采樣點(diǎn)中選擇存儲(chǔ) 一個(gè))。對(duì)于星體溫度等緩變狀態(tài)信息而言，高壓縮比的影響并不明顯，但對(duì)于電壓、通信狀 態(tài)等速變狀態(tài)信息，高壓縮比將導(dǎo)致大量信息丟失。特別是一旦衛(wèi)星發(fā)生了短期或者瞬時(shí) 的異常(如星載計(jì)算機(jī)異常復(fù)位、通信短暫失效等)，僅通過(guò)高壓縮比的延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)難以 捕捉到故障發(fā)生瞬間的衛(wèi)星的狀態(tài)信息，不利于衛(wèi)星的在軌異常定位。
[0004] 目前已有衛(wèi)星開(kāi)始采用非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)境外無(wú)壓縮的延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)，待到境 內(nèi)采用X波段高速數(shù)傳批量下傳的方式解決境外延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)完整性的問(wèn)題。但對(duì)于微小 衛(wèi)星而言，由于受到成本、功耗等限制，經(jīng)常無(wú)法配備X波段高速數(shù)傳，只能采用較低傳輸 速度的S波段數(shù)傳解決上述問(wèn)題。此外，為防止星載計(jì)算機(jī)發(fā)生故障或受空間環(huán)境影響發(fā) 生復(fù)位、暫時(shí)掉電或主備切換導(dǎo)致與延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和下傳受到影響甚至失敗，進(jìn)一 步提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)目煽啃砸彩且粋€(gè)亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種衛(wèi)星延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與下傳方法，旨在解 決現(xiàn)有技術(shù)中因測(cè)控組件碼率較低導(dǎo)致衛(wèi)星延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)壓縮比較大，容易造成衛(wèi)星瞬時(shí) 狀態(tài)信息丟失的問(wèn)題，從而進(jìn)一步有效的協(xié)助對(duì)衛(wèi)星的在軌異常進(jìn)行復(fù)現(xiàn)與定位，亦可用 于對(duì)衛(wèi)星過(guò)去指定時(shí)刻的工況進(jìn)行詳細(xì)查詢和了解，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠性。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種衛(wèi)星延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、下傳方法，所述方法 包括：
[0007] (1)獲取衛(wèi)星實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)；
[0008] (2)將所述的衛(wèi)星實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)以循環(huán)覆蓋方式寫(xiě)入非易失性存儲(chǔ)器形成無(wú)壓縮 的延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)；
[0009] (3)接收帶有星上時(shí)間秒值參數(shù)的無(wú)壓縮延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳開(kāi)始指令，星載計(jì)算 機(jī)根據(jù)參數(shù)計(jì)算和更新所述非易失性存儲(chǔ)器的當(dāng)前讀取位置，并將所述延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)下 傳狀態(tài)設(shè)置為無(wú)壓縮下傳狀態(tài)；星載計(jì)算機(jī)停止下傳內(nèi)存中的帶有壓縮比的延遲遙測(cè)數(shù) 據(jù)，從所述非易失性存儲(chǔ)器的當(dāng)前讀取位置開(kāi)始讀取并下傳之前存儲(chǔ)的無(wú)壓縮延遲遙測(cè)數(shù) 據(jù)；
[0010] (4)接收無(wú)壓縮延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳停止指令，星載計(jì)算機(jī)將所述延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)下 傳狀態(tài)設(shè)置為有壓縮下傳狀態(tài)，星載計(jì)算機(jī)將停止讀取和下傳所述非易失性存儲(chǔ)器中的無(wú) 壓縮延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)，改為繼續(xù)傳輸存儲(chǔ)于內(nèi)存中的帶有壓縮比的延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)；
[0011] (5)星載計(jì)算機(jī)根據(jù)指定周期，通過(guò)特定總線通信機(jī)制將所述非易失性存儲(chǔ)器 的當(dāng)前寫(xiě)入位置、讀取位置、當(dāng)前星上時(shí)間以及延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳狀態(tài)同步到星上備份設(shè) 備；
[0012] (6)當(dāng)星載計(jì)算機(jī)發(fā)生意外復(fù)位、斷電、主備份切換時(shí)，將在其恢復(fù)工作后第一時(shí) 間從所述備份設(shè)備中恢復(fù)所述非易失性存儲(chǔ)器的當(dāng)前寫(xiě)入位置、讀取位置、當(dāng)前星上時(shí)間 以及延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳狀態(tài)，并根據(jù)恢復(fù)后的數(shù)據(jù)繼續(xù)存儲(chǔ)或下傳無(wú)壓縮延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟（6)中，所述根據(jù)據(jù)恢復(fù)后的數(shù)據(jù)繼續(xù)存儲(chǔ)或下傳無(wú)壓縮延遲遙 測(cè)數(shù)據(jù)具體包括：
[0014] 根據(jù)無(wú)壓縮延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳開(kāi)始指令中的參數(shù)，從所述非易失性存儲(chǔ)器的當(dāng)前 讀取位置開(kāi)始繼續(xù)下傳上次未下傳完的數(shù)據(jù)、或者根據(jù)參數(shù)中的星上時(shí)間重新計(jì)算新的讀 取位置并下傳新的數(shù)據(jù)。
[0015] 優(yōu)選的，所述星上備份設(shè)備為星載計(jì)算機(jī)以外的星上多臺(tái)單機(jī)作為備份設(shè)備，用 于存儲(chǔ)所述非易失性存儲(chǔ)器的當(dāng)前寫(xiě)入位置、讀取位置、當(dāng)前星上時(shí)間以及延遲遙測(cè)數(shù)據(jù) 下傳狀態(tài)，且所述單機(jī)具備存儲(chǔ)功能和與星載計(jì)算機(jī)之間存在數(shù)據(jù)傳輸接口。
[0016] 優(yōu)選的，所述非易失性存儲(chǔ)器包括FLASH存儲(chǔ)器或者EEPR0M存儲(chǔ)器。
[0017] 在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)非易失性存儲(chǔ)器對(duì)衛(wèi)星的延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)壓縮存 儲(chǔ)，避免境外速變狀態(tài)信息丟失；接收延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳指令，用戶可下傳指定時(shí)刻的延遲 遙測(cè)數(shù)據(jù)，有效緩解了無(wú)壓縮延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較大和S波段測(cè)控組件下傳碼率低的 矛盾，為衛(wèi)星在軌異常定位以及即時(shí)了解衛(wèi)星境外指定時(shí)刻具體工況提供了有力支持；采 用循環(huán)覆蓋方式存儲(chǔ)遙測(cè)數(shù)據(jù)并在內(nèi)存中記錄非易失性存儲(chǔ)器當(dāng)前寫(xiě)入位置，避免了對(duì)非 易失性存儲(chǔ)器同一位置頻繁讀寫(xiě)，延長(zhǎng)了器件壽命；采用了具備存儲(chǔ)功能的其他單機(jī)備份 非易失性存儲(chǔ)器當(dāng)前寫(xiě)入位置、讀取位置、衛(wèi)星星上時(shí)間、延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳狀態(tài)等關(guān)鍵數(shù) 據(jù)，可有效防止星載計(jì)算機(jī)異常斷電、復(fù)位造成信息丟失所導(dǎo)致的有效數(shù)據(jù)被覆蓋或延遲 遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳中斷等問(wèn)題，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的遙測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)流程圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0022] 本發(fā)明所述衛(wèi)星延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、下傳方法，包括以下步驟：
[0023] 按指定周期實(shí)時(shí)采集衛(wèi)星遙測(cè)參數(shù)并生成實(shí)時(shí)遙測(cè)幀，且每周期產(chǎn)生的實(shí)時(shí)遙測(cè) 幀字節(jié)數(shù)為固定值；
[0024] 星載計(jì)算機(jī)將所述實(shí)時(shí)遙測(cè)幀通過(guò)測(cè)控模塊下傳地面的同時(shí)，按生成先后順序存 入星載計(jì)算機(jī)的非易失性存儲(chǔ)器中；
[0025]存儲(chǔ)所述實(shí)時(shí)遙測(cè)幀時(shí)，采用循環(huán)覆蓋方式寫(xiě)入，一旦數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到末尾(非易失性 存儲(chǔ)器最高合法地址處）則后續(xù)數(shù)據(jù)從頭部(非易失性存儲(chǔ)器最低地址處）開(kāi)始覆蓋寫(xiě)入；
[0026]在星載計(jì)算機(jī)內(nèi)存中記錄非易失性存儲(chǔ)器的當(dāng)前寫(xiě)入位置以避免相鄰數(shù)據(jù)互相 覆蓋，該數(shù)值不存入非易失性存儲(chǔ)器是為避免在其固定位置頻繁寫(xiě)入數(shù)據(jù)造成器件壽命降 低；
[0027] 當(dāng)衛(wèi)星處于測(cè)控站監(jiān)視范圍內(nèi)時(shí)接收測(cè)控站上注的用于衛(wèi)星開(kāi)始無(wú)壓縮延遲遙 測(cè)數(shù)據(jù)下傳的指令(后簡(jiǎn)稱無(wú)壓縮延遲遙測(cè)下傳開(kāi)始指令)，用以將默認(rèn)的下傳內(nèi)存中存儲(chǔ) 的有壓縮的延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)切換為下傳非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的無(wú)壓縮延遲遙測(cè)數(shù)據(jù)，所述 上注指令包括要下傳的遙測(cè)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的星上時(shí)間碼(秒值）；
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