專利名稱：一種適應(yīng)參數(shù)特征的航天器自主延時(shí)遙測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航天器延時(shí)遙測(cè)的處理和下傳方法，屬于航天器遙測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
航天器遙測(cè)是地面獲取航天器工作狀態(tài)和環(huán)境等參數(shù)的測(cè)量技術(shù)。實(shí)時(shí)遙測(cè)是將采集到的遙測(cè)數(shù)據(jù)立即向地面測(cè)控站發(fā)送的航天器遙測(cè)方式；延時(shí)遙測(cè)是將采集到的遙測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在星上存儲(chǔ)設(shè)備中，待航天器飛經(jīng)地面測(cè)控站作用范圍(可觀測(cè)弧段)時(shí)發(fā)送的航天器遙測(cè)方式。對(duì)于地球靜止軌道航天器，其相對(duì)于地面測(cè)控站靜止，地面測(cè)控站可以實(shí)時(shí)接收航天器遙測(cè)數(shù)據(jù)，監(jiān)視航天器工作狀態(tài)；而對(duì)于其它類型軌道的航天器(如太陽(yáng)同步軌道、回歸軌道等)存在地面測(cè)控站不可觀測(cè)弧段，此時(shí)，地面測(cè)控站無(wú)法接收航天器遙測(cè)數(shù)據(jù)， 從而無(wú)法監(jiān)視航天器工作狀態(tài)，這就要求星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須記錄該時(shí)間段內(nèi)的遙測(cè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)稱為延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，等待航天器進(jìn)入地面測(cè)控站的可觀測(cè)弧段后，將延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳地面，以便了解航天器在測(cè)控站不可觀測(cè)弧段的工作狀態(tài)。在測(cè)控站可觀測(cè)弧段內(nèi)除了下傳延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)外，還需要下傳實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。這就要求下傳的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)不但要滿足地面監(jiān)視的需求，而且數(shù)據(jù)量又不能太大。目前，航天器對(duì)不可觀測(cè)弧段遙測(cè)參數(shù)采用重要遙測(cè)參數(shù)等間隔抽取、其它遙測(cè)參數(shù)丟棄的方式，以減小延時(shí)遙測(cè)的數(shù)據(jù)量，并獲取不可觀測(cè)弧段的重要遙測(cè)參數(shù)。但是，此方法的缺點(diǎn)在于以大的比例進(jìn)行抽取導(dǎo)致了抽取間隔間重要遙測(cè)參數(shù)的丟失，并且為減少延時(shí)遙測(cè)的數(shù)據(jù)量丟棄了大量遙測(cè)參數(shù)，從而，地面無(wú)法準(zhǔn)確掌握航天器在不可觀測(cè)弧段的工作狀態(tài)，影響對(duì)故障的準(zhǔn)確判斷、快速定位和應(yīng)對(duì)措施的制定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種航天器延時(shí)遙測(cè)處理和下傳方法，使得地面能夠方便地獲取所需的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確掌握航天器在不可觀測(cè)弧段的工作狀態(tài)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種適應(yīng)參數(shù)特征的航天器自主延時(shí)遙測(cè)方法，步驟如下
(I)根據(jù)遙測(cè)參數(shù)的特征對(duì)航天器遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行分類，共分為關(guān)鍵參數(shù)、普通參數(shù)、自主管理告警參數(shù)、指令參數(shù)、恒值參數(shù)、重點(diǎn)監(jiān)視參數(shù)、科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)；(2)對(duì)步驟(I)中的各類參數(shù)根據(jù)參數(shù)特性分別進(jìn)行處理，以優(yōu)化使用航天器的存儲(chǔ)資源和下行信道資源；(3)星載計(jì)算機(jī)為各類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)分別分配不同的存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)；(4)星載計(jì)算機(jī)根據(jù)地面測(cè)控站發(fā)送的遙控指令確定延時(shí)遙測(cè)下傳方法，對(duì)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和下傳，當(dāng)遙控指令為采用地面控制延時(shí)遙測(cè)下傳時(shí)，由地面測(cè)控站發(fā)送遙控指令控制在航天器不可觀測(cè)弧段存儲(chǔ)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，在可觀測(cè)弧段開始下傳延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)；當(dāng)遙控指令為采用星載計(jì)算機(jī)自主控制下傳時(shí)，步驟如下(4. I)地面測(cè)控站向星載計(jì)算機(jī)注入遙控指令組，該遙控指令組包含一個(gè)觀測(cè)周期內(nèi)各次不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻、可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻、各延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的使能/禁止?fàn)顟B(tài)、各可抽取類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的抽取比例信息；(4. 2)星載計(jì)算機(jī)根據(jù)遙控指令組的內(nèi)容，在不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻自動(dòng)開始存儲(chǔ)所有延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，在可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻自動(dòng)下傳遙控指令組中狀態(tài)為使能的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包；上述自動(dòng)下傳根據(jù)遙控指令組中的可抽取類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的抽取比例抽取后下傳；(4. 3)星載計(jì)算機(jī)將指令組內(nèi)的不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻和可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻加上觀測(cè)周期，自動(dòng)獲得下一觀測(cè)周期的指令組，從而實(shí)現(xiàn)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳控制的自主運(yùn)行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為(I)本發(fā)明根據(jù)遙測(cè)參數(shù)的特征分類處理，滿足地面對(duì)不同類別遙測(cè)參數(shù)的不同監(jiān)視需求；(2)本發(fā)明可根據(jù)地面監(jiān)視需要，選擇任意參數(shù)組成新的延時(shí)遙測(cè)參數(shù)組，方便獲取需要重點(diǎn)監(jiān)視的遙測(cè)參數(shù)在不可監(jiān)測(cè)弧段的信息；(3)本發(fā)明對(duì)延時(shí)遙測(cè)參數(shù)采用密集存儲(chǔ)，抽取下傳、選取時(shí)間段下傳方式，解決存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大而下傳時(shí)間短的矛盾；(4)本發(fā)明星載計(jì)算機(jī)根據(jù)測(cè)控站注入的包含延時(shí)遙測(cè)控制信息的遙控指令組，自主控制延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和下傳，實(shí)現(xiàn)延時(shí)遙測(cè)的自主管理，大大減少地面測(cè)控站的控制工作量。


圖I為本發(fā)明延時(shí)遙測(cè)處理流程；圖2為本發(fā)明延時(shí)遙測(cè)方法的三個(gè)方面；圖3為本發(fā)明延時(shí)遙測(cè)參數(shù)分類處理示意；圖4為本發(fā)明延時(shí)遙測(cè)存儲(chǔ)流程；圖5為本發(fā)明延時(shí)遙測(cè)下傳控制方式分類。
具體實(shí)施例方式航天器通常由供配電分系統(tǒng)、測(cè)控分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)(或星務(wù)分系統(tǒng))、熱控分系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)、推進(jìn)分系統(tǒng)、有效載荷分系統(tǒng)(根據(jù)不同的應(yīng)用有不同的名稱定義)、結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)(通常無(wú)遙測(cè)數(shù)據(jù))等組成。本發(fā)明提出了一種航天器延時(shí)遙測(cè)處理和下傳方法，使得地面能夠方便地獲取所需的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確掌握航天器在不可觀測(cè)弧段的工作狀態(tài)。延時(shí)遙測(cè)的處理流程如圖I所示，包括三個(gè)步驟延時(shí)遙測(cè)參數(shù)分類，延時(shí)遙測(cè)存儲(chǔ)，延時(shí)遙測(cè)下傳。針對(duì)延時(shí)遙測(cè)處理的三個(gè)步驟，本發(fā)明給出了相應(yīng)的三個(gè)方面的方法，如圖2所示，下面結(jié)合本發(fā)明在某航天器上的具體應(yīng)用對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行描述，步驟如下(I)根據(jù)遙測(cè)參數(shù)的特征對(duì)航天器遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行分類，共分為關(guān)鍵參數(shù)、普通參、數(shù)、自主管理告警參數(shù)、指令參數(shù)、恒值參數(shù)、重點(diǎn)監(jiān)視參數(shù)、科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)；(2)對(duì)步驟(I)中的各類參數(shù)根據(jù)參數(shù)特性分別進(jìn)行處理，如圖3所示，以優(yōu)化使用航天器的存儲(chǔ)資源和下行信道資源；I)關(guān)鍵參數(shù)處理方法關(guān)鍵參數(shù)是指其變化范圍超出正常工作范圍后對(duì)航天器有嚴(yán)重或?yàn)?zāi)難影響(大于或等于分系統(tǒng)的任一主要功能喪失或性能嚴(yán)重下降的影響)的參數(shù)。對(duì)于關(guān)鍵參數(shù)，星載計(jì)算機(jī)預(yù)置每個(gè)參數(shù)的正常工作范圍，如果變化超過(guò)正常工作范圍則記錄時(shí)間和相應(yīng)的參數(shù)值。示例航天器供電的穩(wěn)定是各設(shè)備工作的前提，主母線電壓是反映供電的特征參數(shù)，其超過(guò)正常范圍將影響設(shè)備的工作，因此“主母線電壓”屬于關(guān)鍵參數(shù)。在不可觀測(cè)弧段，星載計(jì)算機(jī)每I秒將當(dāng)前的“主母線電壓”與其正常范圍相比較，如果超出正常范圍則 記錄時(shí)間和參數(shù)值。假設(shè)“主母線電壓”正常工作范圍為41V 43V，如果當(dāng)前“主母線電壓”為42V，那么無(wú)需記錄；如果當(dāng)前“主母線電壓”為39V，那么需要記錄當(dāng)前的時(shí)間和“主母線電壓”值。2)普通參數(shù)處理方法普通參數(shù)是指其變化范圍超出正常工作范圍后對(duì)航天器造成一般或輕微影響(小于或等于分系統(tǒng)主要功能下降或非主要功能喪失的影響)的參數(shù)。對(duì)于普通參數(shù)，星載計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)時(shí)采集的參數(shù)按照預(yù)置的抽取比例進(jìn)行抽取，獲取存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，抽取比例可以由遙控指令更改。示例I :供配電分系統(tǒng)的電源變換器輸出電壓等參數(shù)屬于普通參數(shù)，實(shí)時(shí)遙測(cè)為8秒/次，按照4 I的比例抽取，即32秒/次，生成供配電分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。如果地面需要獲得更高頻度的數(shù)據(jù)，可以發(fā)送遙控指令將抽取比例更改為2 1，星載計(jì)算機(jī)收到指令后按照2 I的比例抽取，即變更為16秒/次。示例2 :測(cè)控分系統(tǒng)的各設(shè)備供電電壓、固放功率、固放電流等參數(shù)屬于普通參數(shù)，實(shí)時(shí)遙測(cè)為8秒/次，按照4 I的比例抽取，即32秒/次，生成測(cè)控分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。示例3 :數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)的各設(shè)備供電電壓、校準(zhǔn)電平等參數(shù)屬于普通參數(shù)，實(shí)時(shí)遙測(cè)為8秒/次，按照4 I的比例抽取，即32秒/次，生成數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。示例4 :熱控分系統(tǒng)的各艙板溫度、各熱管溫度、各設(shè)備殼溫等參數(shù)屬于普通參數(shù)，實(shí)時(shí)遙測(cè)為32秒/次，按照4 I的比例抽取，即128秒/次，生成熱控分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。示例5 :控制分系統(tǒng)的各設(shè)備供電電壓、工作電流等參數(shù)屬于普通參數(shù)，實(shí)時(shí)遙測(cè)為8秒/次，按照4 I的比例抽取，即32秒/次，生成控制分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。示例6 :推進(jìn)分系統(tǒng)的各設(shè)備供電電壓、貯箱壓力等參數(shù)屬于普通參數(shù)，實(shí)時(shí)遙測(cè)為8秒/次，按照4 I的比例抽取，即32秒/次，生成推進(jìn)分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。示例7 :有效載荷分系統(tǒng)的各設(shè)備供電電壓、行波管螺旋極電流、行波管控制陽(yáng)極電壓、行波管增益狀態(tài)等參數(shù)屬于普通參數(shù)，實(shí)時(shí)遙測(cè)為8秒/次，按照4 I的比例抽取，即32秒/次，生成有效載荷分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。3)自主管理告警參數(shù)處理方法
自主管理告警參數(shù)是指星載計(jì)算機(jī)進(jìn)行自主熱控管理、自主能源管理、自主健康管理等過(guò)程中出現(xiàn)異常情況時(shí)反映工作狀態(tài)的參數(shù)。當(dāng)自主管理過(guò)程中出現(xiàn)異常時(shí)，星載計(jì)算機(jī)記錄時(shí)間和自主管理告警參數(shù)信息。示例I :自主熱控過(guò)程中，星載計(jì)算機(jī)判斷某熱控回路溫度超出高溫閾值，自主發(fā)送指令斷開該回路的加熱器，指令發(fā)出后通過(guò)遙測(cè)判斷該回路的加熱器并未斷開，說(shuō)明由于某些原因指令未執(zhí)行，此時(shí)，星載計(jì)算機(jī)記錄當(dāng)前航天器時(shí)間和該熱控回路的相關(guān)參數(shù)(包括回路號(hào)、回路高溫閾值、回路低溫閾值、回路當(dāng)前使用的控溫?zé)崦綦娮?、回路?dāng)前溫度、發(fā)送的指令、回路當(dāng)前通斷狀態(tài)等)，這些參數(shù)屬于自主管理告警參數(shù)。示例2 :自主能源管理過(guò)程中，蓄電池充電出現(xiàn)蓄電池溫度超限、充電開關(guān)接通或斷開指令不執(zhí)行等異常情況時(shí)，星載計(jì)算機(jī)記錄時(shí)間和相關(guān)參數(shù)(包括蓄電池組溫度、蓄電池組電壓、蓄電池組壓力、蓄電池組充電電流、充電開關(guān)狀態(tài)等)，這些參數(shù)屬于自主管理告警參數(shù)。
示例3 :星載計(jì)算機(jī)通過(guò)特征遙測(cè)(供電電壓、工作狀態(tài)等)判斷某設(shè)備的主機(jī)出現(xiàn)故障，自主發(fā)送指令關(guān)閉主機(jī)，開啟備機(jī)工作，此時(shí)，星載計(jì)算機(jī)記錄時(shí)間和相關(guān)遙測(cè)參數(shù)(包括主機(jī)供電電壓、主機(jī)工作狀態(tài)、星載計(jì)算機(jī)發(fā)送的指令、備機(jī)供電電壓、備機(jī)工作狀態(tài)等)，這些參數(shù)屬于自主管理告警參數(shù)。4)指令參數(shù)處理方法指令參數(shù)是指反映某一指令是否發(fā)生及發(fā)生時(shí)刻的參數(shù)。星載計(jì)算機(jī)記錄發(fā)出的每條指令，指令參數(shù)包含指令發(fā)出時(shí)間、指令類型、指令發(fā)送標(biāo)識(shí)、指令發(fā)送地址、指令代號(hào)等信息，以準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)發(fā)出的指令。示例每條指令記錄為7字節(jié)，如下a. 5字節(jié)的時(shí)間碼,記錄發(fā)出指令的時(shí)間；b. I字節(jié)的指令信息，記錄指令類型、發(fā)送標(biāo)識(shí)和指令終端地址；c. I字節(jié)的指令代號(hào)。5)恒值參數(shù)處理方法恒值參數(shù)是指在無(wú)操作的情況下恒定不變的參數(shù)。對(duì)于恒值參數(shù)，在地面測(cè)控站無(wú)任何操作的情況下，如果發(fā)生變化表明有異常情況發(fā)生。星載計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)恒值參數(shù)，一旦發(fā)生變化記錄時(shí)間和相應(yīng)的參數(shù)值。示例測(cè)控分系統(tǒng)的“鎖定指示”、“遙控指令狀態(tài)”等參數(shù)在無(wú)操作的情況下恒定不變，屬于恒值參數(shù)。星載計(jì)算機(jī)每0. 5s將采集到的這些參數(shù)值與上一次記錄的參數(shù)值進(jìn)行比較，如果發(fā)生變化則進(jìn)行存儲(chǔ)，如果未發(fā)生變化則不作處理，以記錄發(fā)生變化的時(shí)刻和該時(shí)刻的參數(shù)值。6)重點(diǎn)監(jiān)視參數(shù)處理方法重點(diǎn)監(jiān)視參數(shù)是指在某個(gè)時(shí)段或某種情況下，地面較為關(guān)注，需要重點(diǎn)監(jiān)視的參數(shù)。地面確定需要重點(diǎn)監(jiān)視的參數(shù)后，向航天器發(fā)送包含需要重點(diǎn)監(jiān)視的參數(shù)和存儲(chǔ)時(shí)間間隔的遙控指令，星載計(jì)算機(jī)根據(jù)遙控指令從整星參數(shù)中挑選出需要重點(diǎn)監(jiān)視的參數(shù)組成I個(gè)參數(shù)組，并按照指定的存儲(chǔ)時(shí)間間隔存儲(chǔ)，為地面提供方便獲取任何參數(shù)在不可觀測(cè)弧段信息的手段。
示例有效載荷分系統(tǒng)某臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)異常，此時(shí)地面需要監(jiān)視為其供電的主母線電壓(屬于供配電分系統(tǒng))、設(shè)備殼溫(屬于熱控分系統(tǒng))和該設(shè)備自身的工作狀態(tài)(屬于有效載荷分系統(tǒng))，即地面需要監(jiān)視分別屬于三個(gè)分系統(tǒng)的參數(shù)。這種情況下，地面測(cè)控站可以向航天器發(fā)送遙控指令，選擇將主母線電壓、設(shè)備殼溫和該設(shè)備自身的工作狀態(tài)等參數(shù)按照4秒/次的時(shí)間間隔存儲(chǔ)，由于參數(shù)數(shù)量少，可以保證在下一個(gè)可觀測(cè)弧段將這些數(shù)據(jù)全部下傳地面，為地面分析判斷提供支持。7)科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)是指航天器上搭載的用于科學(xué)試驗(yàn)的設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。對(duì)于通過(guò)遙測(cè)通道下傳的科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，完全存儲(chǔ)，記錄時(shí)間和參數(shù)信息。示例航天器上搭載的空間環(huán)境探測(cè)設(shè)備所獲得的高能質(zhì)子測(cè)量數(shù)據(jù)、輻射劑量測(cè)量數(shù)據(jù)等屬于科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在不可觀測(cè)弧段生成的數(shù)據(jù)完全存儲(chǔ)并記錄時(shí)間。(3)星載計(jì)算機(jī)為各類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)分別分配不同的存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)；延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)流程如圖4所示，具體如下I)星載計(jì)算機(jī)為各類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)分別分配不同的存儲(chǔ)區(qū)，存儲(chǔ)區(qū)的容量滿足不可觀測(cè)弧段延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)并留有10%的余量；2)星載計(jì)算機(jī)按照時(shí)間先后順序分別存儲(chǔ)各類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。(4)星載計(jì)算機(jī)根據(jù)地面測(cè)控站發(fā)送的遙控指令確定延時(shí)遙測(cè)下傳方法，如圖5所示，對(duì)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和下傳，當(dāng)遙控指令為采用地面控制延時(shí)遙測(cè)下傳時(shí)，由地面測(cè)控站發(fā)送遙控指令控制在航天器不可觀測(cè)弧段存儲(chǔ)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，在可觀測(cè)弧段開始下傳延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)；在任一種下傳控制方式下均可對(duì)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)采取抽取的方法。地面控制方式下需確保自主控制功能為禁止?fàn)顟B(tài)。通常在轉(zhuǎn)移軌道段采用地面控制方式，在航天器進(jìn)入工作軌道穩(wěn)定運(yùn)行后采用星載計(jì)算機(jī)自主控制方式。a.延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)地面控制下傳地面測(cè)控站可發(fā)送遙控指令控制開始存儲(chǔ)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)和開始下傳延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。在采用分包遙測(cè)或AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的情況下，還可發(fā)送遙控指令控制各類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的下傳使能、下傳禁止以及可抽取類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的抽取比例和抽取時(shí)間段，提供靈活的下傳控制手段。b.延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)自主控制下傳每個(gè)航天器相對(duì)于地面測(cè)控站有固定的不可觀測(cè)弧段和可觀測(cè)弧段，并按照觀測(cè)周期循環(huán)。地面測(cè)控站可向星載計(jì)算機(jī)注入遙控指令組，該指令組包含一個(gè)觀測(cè)周期內(nèi)各次不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻、可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻、各延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的使能/禁止?fàn)顟B(tài)、各可抽取類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的抽取比例等信息。星載計(jì)算機(jī)根據(jù)指令組的要求在不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻自動(dòng)開始存儲(chǔ)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，在可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻自動(dòng)下傳延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)。星載計(jì)算機(jī)將指令組內(nèi)的不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻和可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻加上觀測(cè)周期，即可自動(dòng)獲得下一觀測(cè)周期的指令組，從而實(shí)現(xiàn)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳控制的自主運(yùn)行。此外，地面測(cè)控站可通過(guò)遙控指令對(duì)觀測(cè)周期進(jìn)行設(shè)置。自主運(yùn)行功能可以被遙控指令使能和禁止，確?？煽匦浴＞唧w步驟概括如下(4. I)地面測(cè)控站向星載計(jì)算機(jī)注入遙控指令組，該遙控指令組包含一個(gè)觀測(cè)周期內(nèi)各次不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻、可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻、各延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的使能/禁止?fàn)顟B(tài)、各可抽取類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的抽取比例信息；(4. 2)星載計(jì)算機(jī)根據(jù)遙控指令組的內(nèi)容，在不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻自動(dòng)開始存儲(chǔ)所有延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，在可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻自動(dòng)下傳遙控指令組中狀態(tài)為使能的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包；上述自動(dòng)下傳根據(jù)遙控指令組中的可抽取類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的抽取比例抽取后下傳；(4. 3)星載計(jì)算機(jī)將指令組內(nèi)的不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻和可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻加上觀測(cè)周期，自動(dòng)獲得下一觀測(cè)周期的指令組，從而實(shí)現(xiàn)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳控制的自主運(yùn)行。所述的觀測(cè)周期可以為星上預(yù)先設(shè)定的周期，也可以由地面測(cè)控站通過(guò)遙控指令設(shè)置。示例某航天器的軌道周期為2天，2011年3月5日進(jìn)入工作軌道，2011年3月6日0時(shí)不可觀測(cè)，3月6日10時(shí)可觀測(cè)，3月6日13時(shí)不可觀測(cè)，3月6日22時(shí)可觀測(cè)，3月7日9時(shí)不可觀測(cè)，3月7日13時(shí)可觀測(cè)，此后軌道周期內(nèi)不可觀測(cè)時(shí)間段和可觀測(cè)時(shí)間段與上述相同。地面測(cè)控站可以在2011年3月5日發(fā)送遙控指令，將上述一個(gè)周期內(nèi)的不可觀測(cè)時(shí)刻和可觀測(cè)時(shí)刻注入星載計(jì)算機(jī)，設(shè)置3月6日10時(shí)可觀測(cè)時(shí)各延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)的 下傳要求，如“主母線電壓”超過(guò)正常工作范圍時(shí)記錄的延時(shí)數(shù)據(jù)(屬于關(guān)鍵參數(shù))全部下傳，供配電分系統(tǒng)延時(shí)數(shù)據(jù)以5 I抽取下傳、測(cè)控分系統(tǒng)延時(shí)數(shù)據(jù)以10 I抽取下傳、數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)延時(shí)數(shù)據(jù)以10 I抽取下傳、熱控分系統(tǒng)延時(shí)數(shù)據(jù)以20 I抽取下傳、控制分系統(tǒng)延時(shí)數(shù)據(jù)以5 I抽取下傳、推進(jìn)分系統(tǒng)延時(shí)數(shù)據(jù)以5 I抽取下傳、有效載荷分系統(tǒng)延時(shí)數(shù)據(jù)以10 I抽取下傳(這些參數(shù)屬于普通參數(shù))，自主熱控告警數(shù)據(jù)、自主能源管理告警數(shù)據(jù)、自主健康管理告警數(shù)據(jù)(屬于自主管理告警參數(shù))全部下傳，指令參數(shù)全部下傳，測(cè)控分系統(tǒng)狀態(tài)變化記錄的數(shù)據(jù)(屬于恒值參數(shù))全部下傳，重點(diǎn)監(jiān)視參數(shù)全部下傳，空間環(huán)境探測(cè)延時(shí)數(shù)據(jù)(屬于科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù))全部下傳。同樣可設(shè)置3月6日22時(shí)和3月7日13時(shí)可觀測(cè)時(shí)刻各類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)的下傳要求。普通參數(shù)的存儲(chǔ)量大，設(shè)置其抽取比例時(shí)需考慮可觀測(cè)弧段與前一不可觀測(cè)弧段的時(shí)間比例關(guān)系，以保證所有類型延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)均能下傳。星載計(jì)算機(jī)預(yù)置該航天器的軌道周期為2天，當(dāng)執(zhí)行完一個(gè)周期內(nèi)的指令后，自動(dòng)將不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻和可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻分別加上2天，生成下一周期的指令，即2011年3月8日0時(shí)不可觀測(cè)，3月8日10時(shí)可觀測(cè)，3月8日13時(shí)不可觀測(cè)，3月8日22時(shí)可觀測(cè)，3月9日9時(shí)不可觀測(cè)，3月9日13時(shí)可觀測(cè)。如此重復(fù)，即可實(shí)現(xiàn)航天器延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理和下傳的自主運(yùn)行。c.延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)抽取方法在采用分包遙測(cè)或AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的情況下，由于延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)的采集與下傳可以分離，所以可以對(duì)遙測(cè)參數(shù)密集抽取，存儲(chǔ)較多的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，而下傳時(shí)，根據(jù)實(shí)際需求和可觀測(cè)弧段的時(shí)間，選擇合適的抽取比例和抽取時(shí)間段對(duì)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取下傳。在前述的7類參數(shù)中，普通參數(shù)具備抽取下傳的功能。抽取比例可以靈活設(shè)置，每次航天器進(jìn)入可觀測(cè)弧段后根據(jù)關(guān)注程度和關(guān)注時(shí)間段，對(duì)不同的延時(shí)遙測(cè)按照不同的抽取比例和抽取時(shí)間段下傳，解決存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大而遙測(cè)下傳速率和可觀測(cè)弧段有限的矛盾，保證所關(guān)注的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)完全下傳。進(jìn)入可觀測(cè)弧段后，如果實(shí)時(shí)遙測(cè)表明某分系統(tǒng)工作正常，那么該分系統(tǒng)上一個(gè)不可觀測(cè)弧段延時(shí)遙測(cè)受關(guān)注程度較低，可以按照較大的抽取比例(如20 I)下傳其延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，以節(jié)省下傳時(shí)間；如果實(shí)時(shí)遙測(cè)表明該分系統(tǒng)工作異常，那么該分系統(tǒng)上一個(gè)不可觀測(cè)弧段延時(shí)遙測(cè)受關(guān)注程度較高，按照較小的抽取比例(如2 I)下傳其延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，并可對(duì)重點(diǎn)關(guān)注時(shí)間段的延時(shí)遙測(cè)采取I : I的比例下傳，從而獲取完整的遙測(cè)信息，便于對(duì)異常原因的分析定位。示例熱控分系統(tǒng)參數(shù)屬于普通參數(shù),參數(shù)數(shù)量為300個(gè),每個(gè)參數(shù)占I個(gè)字節(jié),在不可觀測(cè)弧段每32秒存儲(chǔ)I組熱控分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)帶有5字節(jié)的航天器時(shí)間標(biāo)識(shí)。假設(shè)遙測(cè)碼速率為2000bps，不可觀測(cè)弧段為10小時(shí)，下一個(gè)可觀測(cè)弧段為3小時(shí)，實(shí)時(shí)遙測(cè)與延時(shí)遙測(cè)下傳時(shí)間分配關(guān)系為6 I。那么可用于下傳延時(shí)遙測(cè)的時(shí)間為25. 71分鐘，熱控分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)量為10X3600/32X (300+5) = 343125字節(jié)，熱控分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)全部下傳所需時(shí)間為=343125X8/2000/60 = 22. 88分鐘，幾乎占用了全部的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳時(shí)間，其它分系統(tǒng)的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)將無(wú)法下傳。為解決存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大而下傳時(shí)間短的矛盾，通常情況下，對(duì)以32秒為間隔存儲(chǔ)的熱控分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)以20 I的比例抽取下傳，即下傳的每組熱控分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間間隔為640秒，此時(shí)下傳完畢熱控分系統(tǒng)延時(shí)數(shù)據(jù)所需時(shí)間為22. 88分鐘/20 =
I.14分鐘，在整個(gè)可用于下傳延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間中占用很小的比例，剩余時(shí)間可用于下傳其它分系統(tǒng)的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，從而保證各分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)都能下傳。特殊情況下，如果進(jìn)入可觀測(cè)弧段后，地面發(fā)現(xiàn)熱控分系統(tǒng)實(shí)時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)異常，則說(shuō)明在不可觀測(cè)弧段熱控分系統(tǒng)出現(xiàn)異常，此時(shí)迫切需要獲取異常時(shí)刻的遙測(cè)數(shù)據(jù)，地面可以20 I的比例抽取下傳熱控分系統(tǒng)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，如果第N組數(shù)據(jù)正常，第N+1組數(shù)據(jù)異常，可以確定在N和N+1之間的640秒時(shí)間段內(nèi)發(fā)生了異常，640秒的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)量為640/32 X (300+5)=6100字節(jié)，地面可以發(fā)送指令對(duì)該時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)以I : I的比例下傳，下傳所需時(shí)間為6100X8/2000/60 = 0. 41分鐘，這樣就可以在很短的時(shí)間內(nèi)獲取異常時(shí)刻的寶貴數(shù)據(jù)。本發(fā)明說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1. 一種適應(yīng)參數(shù)特征的航天器自主延時(shí)遙測(cè)方法，其特征在于步驟如下 (1)根據(jù)遙測(cè)參數(shù)的特征對(duì)航天器遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行分類，共分為關(guān)鍵參數(shù)、普通參數(shù)、自主管理告警參數(shù)、指令參數(shù)、恒值參數(shù)、重點(diǎn)監(jiān)視參數(shù)、科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)； (2)對(duì)步驟(I)中的各類參數(shù)根據(jù)參數(shù)特性分別進(jìn)行處理，以優(yōu)化使用航天器的存儲(chǔ)資源和下行信道資源； (3)星載計(jì)算機(jī)為各類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)分別分配不同的存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)； (4)星載計(jì)算機(jī)根據(jù)地面測(cè)控站發(fā)送的遙控指令確定延時(shí)遙測(cè)下傳方法，對(duì)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和下傳，當(dāng)遙控指令為采用地面控制延時(shí)遙測(cè)下傳時(shí)，由地面測(cè)控站發(fā)送遙控指令控制在航天器不可觀測(cè)弧段存儲(chǔ)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，在可觀測(cè)弧段開始下傳延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)；當(dāng)遙控指令為采用星載計(jì)算機(jī)自主控制下傳時(shí)，步驟如下 (4. I)地面測(cè)控站向星載計(jì)算機(jī)注入遙控指令組，該遙控指令組包含一個(gè)觀測(cè)周期內(nèi)各次不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻、可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻、各延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的使能/禁止?fàn)顟B(tài)、各可抽取類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的抽取比例信息； (4. 2)星載計(jì)算機(jī)根據(jù)遙控指令組的內(nèi)容，在不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻自動(dòng)開始存儲(chǔ)所有延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，在可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻自動(dòng)下傳遙控指令組中狀態(tài)為使能的延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包；上述自動(dòng)下傳根據(jù)遙控指令組中的可抽取類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)包的抽取比例抽取后下傳； (4. 3)星載計(jì)算機(jī)將指令組內(nèi)的不可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻和可觀測(cè)弧段起始時(shí)刻加上觀測(cè)周期，自動(dòng)獲得下一觀測(cè)周期的指令組，從而實(shí)現(xiàn)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)下傳控制的自主運(yùn)行。
全文摘要
一種適應(yīng)參數(shù)特征的航天器自主延時(shí)遙測(cè)方法，(1)根據(jù)遙測(cè)參數(shù)的特征對(duì)航天器遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行分類，共分為關(guān)鍵參數(shù)、普通參數(shù)、自主管理告警參數(shù)、指令參數(shù)、恒值參數(shù)、重點(diǎn)監(jiān)視參數(shù)、科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)；(2)對(duì)步驟(1)中的各類參數(shù)根據(jù)參數(shù)特性分別進(jìn)行處理，以優(yōu)化使用航天器的存儲(chǔ)資源和下行信道資源；(3)星載計(jì)算機(jī)為各類延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)分別分配不同的存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)；(4)星載計(jì)算機(jī)根據(jù)地面測(cè)控站發(fā)送的遙控指令確定延時(shí)遙測(cè)下傳方法，對(duì)延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和下傳。
文檔編號(hào)G05B23/02GK102681529SQ20121012029
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者馮文婧, 劉崇華, 張弓, 張明哲, 楊聰偉, 武向軍, 潘宇倩, 王海濤, 白東煒, 陳忠貴 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部