一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置及其采集方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星遙測采集裝置及其采集方法，具體涉及一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置及其采集方法。為了提供能夠使得衛(wèi)星系統(tǒng)的遙測數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)任務(wù)以及時(shí)間建立對應(yīng)關(guān)系，從而為系統(tǒng)建立健康數(shù)據(jù)包絡(luò)提供可能途徑的裝置。本發(fā)明包括接收遙測數(shù)據(jù)的多路選擇器、接收遙測采集啟動命令的總線控制器以及時(shí)間管理FPGA，多路選擇器下游依次相連運(yùn)放以及濾波器、高速A/D轉(zhuǎn)換器、AD控制器；與AD控制器、總線控制器、時(shí)間管理FPGA相連接的CPU，CPU的下游連接有FIFO組，F(xiàn)IFO組下游連接有通過FPGA寫入的儲存陣列。能夠挖掘出任務(wù)序列、時(shí)間序列和遙測數(shù)據(jù)之間存在的客觀規(guī)律和知識，提升了遙測處理結(jié)果的可信度，同時(shí)使衛(wèi)星在軌的科學(xué)管理成為可能。
【專利說明】一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置及其采集方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星遙測采集裝置及其采集方法，具體涉及一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置及其采集方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前衛(wèi)星任務(wù)的執(zhí)行與反應(yīng)衛(wèi)星運(yùn)行健康狀態(tài)的遙測數(shù)據(jù)的采集是異步并發(fā)的。任務(wù)的啟動在時(shí)間上具有一定的隨機(jī)性，遙測數(shù)據(jù)的獲得無法和任務(wù)建立實(shí)時(shí)對應(yīng)關(guān)系。該方法導(dǎo)致以下問題:
[0003]I)系統(tǒng)獲取健康狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)間花銷大:從系統(tǒng)開始執(zhí)行某任務(wù)到采集對應(yīng)任務(wù)的遙測數(shù)據(jù)信息前的時(shí)間內(nèi)，遙測數(shù)據(jù)信息是無意義的，即這段時(shí)間里系統(tǒng)健康狀態(tài)無法以實(shí)時(shí)遙測數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行判斷。需要花費(fèi)時(shí)間重新獲取目標(biāo)的遙測信息。
[0004]2)系統(tǒng)的任務(wù)和遙測信息對應(yīng)關(guān)系復(fù)雜:同一個(gè)目標(biāo)計(jì)算機(jī)在不同的任務(wù)模式、相同任務(wù)模式不同命令、相同命令下不同時(shí)間內(nèi)，遙測信息都存在差異。當(dāng)將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出，在統(tǒng)一時(shí)間段內(nèi)遙測信息狀態(tài)存在較大差異。遙測信息無法與任務(wù)命令下的時(shí)間軸建立對應(yīng)關(guān)系。
[0005]3)由于大多數(shù)遙測信息是無法統(tǒng)計(jì)量化，因此導(dǎo)致能夠比對的系統(tǒng)信息極其有限，無法建立數(shù)據(jù)包洛，從而通過大量數(shù)據(jù)的比對建立系統(tǒng)健康信息曲線，為更高級的系統(tǒng)提供健康分析的支撐。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置及其采集方法，能夠使得衛(wèi)星系統(tǒng)的遙測數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)任務(wù)以及時(shí)間建立對應(yīng)關(guān)系，從而為系統(tǒng)建立健康數(shù)據(jù)包絡(luò)提供可能途徑。
[0007]為了達(dá)到上述目的，一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置包括接收遙測數(shù)據(jù)的多路選擇器、接收遙測采集啟動命令的總線控制器以及時(shí)間管理FPGA，多路選擇器下游依次相連運(yùn)放以及濾波器、高速A/D轉(zhuǎn)換器、AD控制器；
[0008]還包括與AD控制器、總線控制器、時(shí)間管理FPGA相連接的CPU，CPU的下游連接有FIFO組，F(xiàn)IFO組下游連接有通過FPGA寫入的儲存陣列。
[0009]所述FIFO組包括第一 FIFO和第二 FIFO，第一 FIFO和第二 FIFO的上游均連接CPU，下游連接FPGA。
[0010]一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集方法，包括以下步驟:
[0011]步驟一:總線控制器相隔相同采集相隔時(shí)間接收一次遙測采集的啟動命令后記錄任務(wù)編碼，并傳輸給CPU，CPU啟動遙測采集并生成任務(wù)序列；
[0012]步驟二:遙測數(shù)據(jù)依次通過多路選擇器、運(yùn)放以及濾波器、高速A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)入AD控制器內(nèi)臨時(shí)儲存，時(shí)間管理FPGA間隔相同采集相隔時(shí)間啟動一次遙測采集的方式獲取遙測信息并按時(shí)間進(jìn)行臨時(shí)存儲，CPU接收時(shí)間管理FPGA內(nèi)的臨時(shí)數(shù)據(jù)生成時(shí)間序列，CPU接收AD控制器內(nèi)的臨時(shí)數(shù)據(jù)生成遙測采集樣本；
[0013]步驟三:CPU收到下放指令后，將任務(wù)序列、時(shí)間序列和遙測采集樣本傳輸給FIFO組；
[0014]步驟四:FIF0組寫滿后將其中的數(shù)據(jù)通過FPGA寫入儲存陣列。
[0015]所述步驟三中CPU收到下放指令后，將任務(wù)序列、時(shí)間序列和遙測采集樣本傳輸給FIFO組中的第一 FIFO ；
[0016]步驟四中第一 FIFO寫滿后將其中的數(shù)據(jù)通過FPGA寫入儲存陣列，同時(shí)開始向第二 FIFO中寫入信息；
[0017]當(dāng)?shù)谝?FIFO數(shù)據(jù)寫入完畢，且第二 FIFO寫滿后，返回步驟三。
[0018]所述步驟一和步驟二中采集相隔時(shí)間均為1ms。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠挖掘出任務(wù)序列、時(shí)間序列和遙測數(shù)據(jù)之間存在的客觀規(guī)律和知識，在現(xiàn)有衛(wèi)星架構(gòu)的基礎(chǔ)上使遙測參數(shù)的獲取更加富有規(guī)律性，遙測數(shù)據(jù)的處理判據(jù)更加精細(xì)化，替代了通過遙測數(shù)據(jù)有效值范圍判斷衛(wèi)星狀態(tài)的方式，提升了遙測處理結(jié)果的可信度，同時(shí)使衛(wèi)星在軌的科學(xué)管理成為可能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置的示意圖；
[0021]圖2為一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置的采集方法的流程圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的工作過程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]參見圖1，一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置，包括接收遙測數(shù)據(jù)的多路選擇器、接收遙測采集啟動命令的總線控制器以及時(shí)間管理FPGA，多路選擇器下游依次相連運(yùn)放以及濾波器、高速A/D轉(zhuǎn)換器、AD控制器；還包括與AD控制器、總線控制器、時(shí)間管理FPGA相連接的CPU，CPU的下游連接第一 FIFO和第二 FIFO，F(xiàn)IFO和第二 FIFO的下游連接有通過FPGA寫入的儲存陣列。
[0025]參見圖2和圖3，一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集方法，包括以下步驟:
[0026]步驟一:總線控制器相隔Ims接收一次遙測采集的啟動命令后記錄任務(wù)編碼，并傳輸給CPU，CPU啟動遙測采集并生成任務(wù)序列；
[0027]步驟二:遙測數(shù)據(jù)依次通過多路選擇器、運(yùn)放以及濾波器、高速A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)入AD控制器內(nèi)臨時(shí)儲存，時(shí)間管理FPGA間隔Ims啟動一次遙測采集的方式獲取遙測信息并按時(shí)間進(jìn)行臨時(shí)存儲，CPU接收時(shí)間管理FPGA內(nèi)的臨時(shí)數(shù)據(jù)生成時(shí)間序列，CPU接收AD控制器內(nèi)的臨時(shí)數(shù)據(jù)生成遙測采集樣本；
[0028]步驟三:CPU收到下放指令后，將任務(wù)序列、時(shí)間序列和遙測采集樣本傳輸給第一FIFO ；
[0029]步驟四:第一FIFO寫滿后將其中的數(shù)據(jù)通過FPGA寫入儲存陣列，同時(shí)開始向第二FIFO中寫入信息；當(dāng)?shù)谝?FIFO數(shù)據(jù)寫入完畢，且第二 FIFO寫滿后，返回步驟三，將消息通過乒乓的方式進(jìn)行緩存，用FPGA來完成寫FLASH的動作。。
[0030]當(dāng)系統(tǒng)工作異常時(shí)則直接斷電，數(shù)據(jù)不保存；當(dāng)系統(tǒng)接收到的任務(wù)為遙測解析時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)工作環(huán)境、任務(wù)編碼、命令編碼和時(shí)間進(jìn)行遙測信息包絡(luò)組建，建立工作環(huán)境任務(wù)、命令、時(shí)間與遙測范圍的對應(yīng)關(guān)系，從而量化遙測參數(shù)確認(rèn)系統(tǒng)各各模塊的工作是否正常，并通過遙測信息的關(guān)聯(lián)檢測進(jìn)行異常分析和故障隔離。
[0031]當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)過地面站時(shí)，通過回放指令，將存儲陣列中保存的總線任務(wù)序列、時(shí)間序列、遙測值通過下傳給地面設(shè)備。由地面設(shè)備根據(jù)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)解析建立基于任務(wù)序列、時(shí)間序列的遙測狀態(tài)信息包絡(luò)。地面設(shè)備可以將基礎(chǔ)遙測數(shù)據(jù)包絡(luò)作為判斷依據(jù)對實(shí)時(shí)遙測數(shù)據(jù)包絡(luò)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。
[0032]在某遙感衛(wèi)星中，信息收集設(shè)備中的存儲單元已經(jīng)具備MT工作模式，按照基于任務(wù)序列、時(shí)間序列的遙測采集方法，不僅可以充分利用存儲單元的已有功能，而且可以獲得任務(wù)序列、時(shí)間序列和遙測數(shù)據(jù)之間存在的客觀規(guī)律和知識，大大提高了衛(wèi)星狀態(tài)判斷結(jié)果的可信度。
【權(quán)利要求】
1.一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置，其特征在于:包括接收遙測數(shù)據(jù)的多路選擇器、接收遙測采集啟動命令的總線控制器以及時(shí)間管理FPGA，多路選擇器下游依次相連運(yùn)放以及濾波器、高速A/D轉(zhuǎn)換器、AD控制器； 還包括與AD控制器、總線控制器、時(shí)間管理FPGA相連接的CPU，CPU的下游連接有FIFO組，F(xiàn)IFO組下游連接有通過FPGA寫入的儲存陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集裝置，其特征在于:所述FIFO組包括第一 FIFO和第二 FIFO，第一 FIFO和第二 FIFO的上游均連接CPU，下游連接FPGA。
3.一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一:總線控制器相隔相同采集相隔時(shí)間接收一次遙測采集的啟動命令后記錄任務(wù)編碼，并傳輸給CPU，CPU啟動遙測采集并生成任務(wù)序列； 步驟二:遙測數(shù)據(jù)依次通過多路選擇器、運(yùn)放以及濾波器、高速A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)入AD控制器內(nèi)臨時(shí)儲存，時(shí)間管理FPGA間隔相同采集相隔時(shí)間啟動一次遙測采集的方式獲取遙測信息并按時(shí)間進(jìn)行臨時(shí)存儲，CPU接收時(shí)間管理FPGA內(nèi)的臨時(shí)數(shù)據(jù)生成時(shí)間序列，CPU接收AD控制器內(nèi)的臨時(shí)數(shù)據(jù)生成遙測采集樣本； 步驟三:CPU收到下放指令后，將任務(wù)序列、時(shí)間序列和遙測采集樣本傳輸給FIFO組； 步驟四:FIF0組寫滿后將其中的數(shù)據(jù)通過FPGA寫入儲存陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集方法，其特征在于:所述步驟三中CPU收到下放指令后，將任務(wù)序列、時(shí)間序列和遙測采集樣本傳輸給FIFO組中的第一 FIFO ； 步驟四中第一 FIFO寫滿后將其中的數(shù)據(jù)通過FPGA寫入儲存陣列，同時(shí)開始向第二FIFO中寫入信息； 當(dāng)?shù)谝?FIFO數(shù)據(jù)寫入完畢，且第二 FIFO寫滿后，返回步驟三。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于任務(wù)及時(shí)間的衛(wèi)星遙測采集方法，其特征在于:所述步驟一和步驟二中采集相隔時(shí)間均為lms。
【文檔編號】G05B19/04GK104267622SQ201410455711
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】劉曙蓉, 王強(qiáng), 曲翕, 楊文清, 吳磊, 李勇, 徐超 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第九研究院第七七一研究所