一種智能遙測輪詢控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能遙測輪詢控制方法，根據(jù)實際使用情況和要求，設計了自動優(yōu)化和手動增加等多種遙測輪詢時序更改手段，將下位機關(guān)機和輪詢包離線所空余出的遙測資源合理的分配給其它開機下位機或在線遙測包，解決了空余遙測資源浪費的問題，提高了遙測資源的有效利用率，實現(xiàn)了面向用戶和面向任務的遙測管理，可以應對不同的工作狀況和任務需要。采用該方法解決了在靜態(tài)遙測輪詢控制方法中遙測資源有效利用率低的問題，提高了衛(wèi)星遙測管理的智能化水平，為衛(wèi)星在軌排除故障提供了數(shù)據(jù)保障，增強了衛(wèi)星在軌運行的安全性和可靠性。
【專利說明】一種智能遙測輪詢控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能遙測輪詢控制方法，應用于所有基于CCSDS分包遙測標準進行遙測輪詢的航天器中。
【背景技術(shù)】
[0002]小衛(wèi)星在軌運行過程中產(chǎn)生大量的遙測數(shù)據(jù)，包括衛(wèi)星各設備狀態(tài)、任務執(zhí)行情況、信號水平和溫度狀況，對監(jiān)控衛(wèi)星運行狀態(tài)，實現(xiàn)衛(wèi)星自主管理，處理在軌故障等具有極其重要的作用。小衛(wèi)星遙測體制是在CCSDS分包遙測標準的基礎之上，綜合格式遙測和分包遙測的特點，形成了一種兼容分包遙測和格式遙測的遙測格式。遙測碼速率為4096bps，每秒鐘下傳4幀遙測，傳送幀長為128字節(jié),幀格式如表1所示。
[0003]表1小衛(wèi)星遙測幀格式
[0004]
【權(quán)利要求】
1.一種智能遙測輪詢控制方法，其特征在于步驟如下: (1)在星務中心計算機的電可擦除可編程只讀存儲區(qū)中建立一個輪詢控制參數(shù)配置區(qū)，配置區(qū)存儲“輪詢安排時序表”和“輪詢優(yōu)先級表”，在內(nèi)存中建立數(shù)組“輪詢控制設置表”、變量“遙測包在離線狀態(tài)”、變量“下位機開關(guān)機狀態(tài)”、變量“智能輪詢控制狀態(tài)”、變量“優(yōu)化遙測輪詢時序狀態(tài)”和數(shù)組“輪詢周期秒剩余遙測量”; 輪詢安排時序表用于存儲默認或用戶設定的遙測輪詢時序； 輪詢優(yōu)先級表用于存儲默認或用戶設定的輪詢優(yōu)先級； 輪詢控制設置表為L行的多維數(shù)組，L為衛(wèi)星所有遙測輪詢的個數(shù)，數(shù)組的元素包括“包識別”、“下位機站地址標識”、“包數(shù)據(jù)域字節(jié)數(shù)”、“輪詢優(yōu)先級”和T/8字節(jié)的“輪詢安排時序”，T為輪詢周期； 遙測包在離線狀態(tài)記錄所有遙測包的在離線狀態(tài)，長度為L/8字節(jié)，L為衛(wèi)星所有遙測輪詢的個數(shù)； 下位機開關(guān)機狀態(tài)記錄所有下位機的開關(guān)機狀態(tài)，長度為N/8字節(jié)，N為衛(wèi)星所有下位機的個數(shù)； 智能輪詢控制狀態(tài)表示是否進入智能遙測輪詢控制模式； 優(yōu)化遙測輪詢時序狀態(tài)表示在智能遙測輪詢控制模式下是否進行自動優(yōu)化遙測輪詢時序操作； 輪詢周期秒剩余遙測量記錄輪詢周期T秒內(nèi)每秒剩余的遙測資源字節(jié)數(shù)，即平均每秒實時遙測采集最大值減去目前該秒需要輪詢的所有遙測包的字節(jié)數(shù)，輪詢周期秒剩余遙測量為含有T個元素的數(shù)據(jù),每個元素占一個字節(jié)； (2)衛(wèi)星加電時，星務中心計算機首先從“輪詢安排時序表”和“輪詢優(yōu)先級表”中取出數(shù)值對數(shù)組“輪詢控制設置表”中的變量“輪詢安排時序”和“輪詢優(yōu)先級”進行賦值；然后檢查整星遙測包的在離線和下位機開關(guān)機狀態(tài)，并根據(jù)檢查結(jié)果對變量“遙測包在離線狀態(tài)”、變量“下位機開關(guān)機狀態(tài)”以及數(shù)組“輪詢周期秒剩余遙測量”進行賦值； (3)衛(wèi)星運行過程中，星務中心計算機每秒按照數(shù)組“輪詢控制設置表”設置的“輪詢安排時序”執(zhí)行當秒衛(wèi)星遙測采集任務； (4)衛(wèi)星當秒遙測采集任務完成后，星務中心計算機判斷變量“智能輪詢控制狀態(tài)”是否被置位，如果變量“智能輪詢控制狀態(tài)”被置位，執(zhí)行步驟(6);否則執(zhí)行步驟(5)； (5)星務中心計算機進入正常遙測輪詢控制模式，接收并執(zhí)行地面上傳的指令，并根據(jù)接收到的地面上傳指令更新相關(guān)變量: (5.1)星務中心計算機判斷是否接收到“某下位機開機”或“某下位機關(guān)機”或“某遙測包在線”或“某遙測包離線”指令，如果接收到該指令，則執(zhí)行該下位機開關(guān)機操作或該遙測包在離線操作，并更新“下位機開關(guān)機狀態(tài)”或“遙測包在離線狀態(tài)”，然后進入步驟(5.2)；如果沒有接收到該指令，則直接執(zhí)行步驟(5.2)； (5.2)星務中心計算機判斷是否接收到“智能遙測輪詢控制模式啟動”指令，如果接收到該指令，則置位智能輪詢控制狀態(tài)，然后進入步驟(5.3);如果沒有接收到該指令，則直接執(zhí)行步驟(5.3)； (5.3)星務中心計算機判斷是否接收到“遙測輪詢再配置”指令，如果接收到該指令，則對遙測輪詢時序進行再配置操作，更新數(shù)組“輪詢控制設置表”中的“輪詢安排時序”和“輪詢優(yōu)先級”；如果沒有接收到該指令，則結(jié)束； (6)星務中心計算機進入智能遙測輪詢控制模式，接收并執(zhí)行地面上傳的指令，并根據(jù)接收到的地面上傳的指令更新相關(guān)變量: (6.1)星務中心計算機判斷是否接收到“某下位機開機”或“某下位機關(guān)機”或“某遙測包在線”或“某遙測包離線”指令，如果接收到該指令，則執(zhí)行該下位機開機或關(guān)機操作或該遙測包在線或離線操作，并更新“下位機開關(guān)機狀態(tài)”或“遙測包在離線狀態(tài)”，然后進入步驟(6.2);如果沒有接收到該指令，則直接執(zhí)行步驟(6.2)； (6.2)星務中心計算機判斷是否接收到地面上傳的“自動優(yōu)化輪詢時序”指令，如果接收到該指令，則執(zhí)行自動優(yōu)化輪詢時序操作，更新數(shù)組“輪詢控制設置表”中的“輪詢安排時序”，然后進入步驟(6.3);如果沒有接收到該指令，則直接進入步驟(6.3)； (6.3)星務中心計算機判斷是否接收到地面上傳的“手動增加輪詢時序”指令，如果接收到該指令，則執(zhí)行手動增加輪詢時序操作，更新數(shù)組“輪詢控制設置表”中的“輪詢安排時序”，然后進入步驟(6.4);如果沒有接收到該指令，則直接進入步驟(6.4)； (6.4)星務中心計算機判斷是否接收到“智能遙測輪詢控制模式停止”指令，如果接收到該指令，則清智能輪詢控制狀態(tài)，然后進入步驟(6.5);如果沒有接收到該指令，則直接執(zhí)行步驟(6.5)； (6.5)星務中心計算機判斷是否接收到“遙測輪詢再配置”指令，如果接收到該指令，則對遙測輪詢時序進行再配置操作，更新數(shù)組“輪詢控制設置表”中的“輪詢安排時序”和“輪詢優(yōu)先級”；如果沒 有接收到該指令，則結(jié)束； (7)返回步驟(3)執(zhí)行下一秒的遙測采集任務。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能遙測輪詢控制方法，其特征在于:所述步驟(2)中星務中心計算機檢查整星遙測包在離線和下位機開關(guān)機狀態(tài)，并根據(jù)檢查結(jié)果對變量“遙測包在離線狀態(tài)”、變量“下位機開關(guān)機狀態(tài)”以及數(shù)組“輪詢周期秒剩余遙測量”進行賦值的實現(xiàn)方法為: (21)向第w個下位機發(fā)送遙測輪詢,并等待應答,w初始值為O; 如果有應答，在變量“下位機開關(guān)機狀態(tài)”中設置該下位機為開機狀態(tài)，并在變量“遙測包在離線狀態(tài)”中設置該下位機所有相關(guān)的遙測包為在線狀態(tài)； 如果沒有應答，在變量“下位機開關(guān)機狀態(tài)”中設置該下位機為關(guān)機狀態(tài)，并在變量“遙測包在離線狀態(tài)”中設置該下位機所有相關(guān)的遙測包為離線狀態(tài)； (22)w加1，如果w大于所有下位機的個數(shù)N，跳轉(zhuǎn)到步驟(23);否則返回執(zhí)行步驟(21)； (23)根據(jù)下位機開關(guān)機和遙測包在離線的檢查結(jié)果對輪詢周期每秒內(nèi)遙測資源使用情況進行計算，并對“輪詢周期秒剩余遙測量”進行更新。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能遙測輪詢控制方法，其特征在于:所述步驟(6.2)中地面上傳的“自動優(yōu)化輪詢時序”指令包含在“某下位機開機”或“某下位機關(guān)機”或“某遙測包在線”或“某遙測包離線”指令中，或由地面單獨上傳。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能遙測輪詢控制方法，其特征在于:所述星務中心計算機根據(jù)地面指令執(zhí)行自動優(yōu)化輪詢時序操作的過程如下: (41)設置“自動優(yōu)化操作計數(shù)器” M為O ;(42)設置“當前輪詢優(yōu)先級”K為1; (43)判斷“輪詢優(yōu)先級”為K的遙測包是否設置為在線，如果在線，執(zhí)行步驟(44);否貝U，將K加I并返回執(zhí)行步驟(43)； (44)設置輪詢秒t為0; (45)檢查第t秒剩余遙測資源“輪詢周期秒剩余遙測量”的值是否大于優(yōu)先級為K的遙測包長度，如果大于，執(zhí)行步驟(46);否則執(zhí)行步驟(47)； (46)如果優(yōu)先級為K的遙測包在第t秒沒有遙測輪詢，則在第t秒內(nèi)增加優(yōu)先級為K的遙測輪詢，更新“輪詢安排時序”和“輪詢周期秒剩余遙測量”的值，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟(48)；否則，執(zhí)行步驟(47); (47)將輪詢秒t加1，如果t大于輪詢周期T，執(zhí)行步驟(48)，否則返回執(zhí)行步驟(45); (48)判斷“當前輪詢優(yōu)先級”K的值，如果K>x，執(zhí)行步驟(49);否則，將K加1并返回執(zhí)行步驟(43);其中X為所有輪詢優(yōu)先級的級數(shù)； (49)當輪詢周期內(nèi)任意秒的“輪詢周期秒剩余遙測量”<y字節(jié)，結(jié)束遙測輪詢時序自動優(yōu)化操作；否則“自動優(yōu)化操作計數(shù)器”M加1，當M>z時，結(jié)束遙測輪詢時序自動優(yōu)化操作，如果M ( z，返回步驟(42);其中y為結(jié)束輪詢時序優(yōu)化操作的遙測資源閾值，z為結(jié)束輪詢時序優(yōu)化操作的循環(huán)閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能遙測輪詢控制方法，其特征在于:所述步驟(6.3)中地面上傳的“手動增加輪詢時序”指令包含在“某下位機關(guān)機”或“某遙測包離線”指令中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種智能遙測輪詢控制方法，其特征在于:所述星務中心計算機根據(jù)地面指令實現(xiàn)手動增加輪詢時序操作的方法如下: (61)星務中心計算機按照“某下位機關(guān)機”或“某遙測包離線”的指令信息將空出的遙測資源分配給用戶需要增加的遙測輪詢，但增加的輪詢遙測包數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不得大于空出的遙測字節(jié)數(shù)； (62)更新數(shù)組“輪詢控制設置表”中相應的“輪詢安排時序”和“輪詢周期秒剩余遙測量”，并從下一秒起按照新的輪詢時序進行遙測采集。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能遙測輪詢控制方法，其特征在于:所述步驟(5.3)或步驟(6.5)中，星務中心計算機根據(jù)接收到的“遙測輪詢再配置”指令對遙測輪詢時序進行再配置操作，更新數(shù)組“輪詢控制設置表”中的“輪詢安排時序”和“輪詢優(yōu)先級”的實現(xiàn)步驟如下: (71)地面將包含輪詢安排時序和輪詢優(yōu)先級的數(shù)據(jù)塊上注到電可擦除可編程只讀存儲區(qū)的輪詢控制參數(shù)配置區(qū)，更新“輪詢安排時序表”和“輪詢優(yōu)先級表”的數(shù)值； (72)星務中心計算機接收到地面發(fā)送的“遙測輪詢再配置”指令時，將從電可擦除可編程只讀存儲區(qū)的“輪詢安排時序表”和“輪詢優(yōu)先級表”中取出數(shù)值對“輪詢優(yōu)先級”和“輪詢安排時序”進行賦值操作； (73)星務中心計算機對整星遙測包在離線和下位機開關(guān)狀態(tài)進行檢查，根據(jù)檢查結(jié)果對“遙測包在離線狀態(tài)”、“下位機開關(guān)機狀態(tài)”進行更新； (74)星務中心計算機計算輪詢周期秒遙測資源使用情況，對“輪詢周期秒剩余遙測量”進行賦值。
【文檔編號】G05B19/418GK103885429SQ201410127267
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】劉強, 林見杰, 侯文才, 李志剛, 王旭 申請人:航天東方紅衛(wèi)星有限公司