多星遥测参数处理显示一体化平台研究(精)

1、第二部分遥控遥测技术多星遥测参数处理显示一体化平台研究马猛，陈健，巫震宇（北京遥感信息研究所）摘要从实际出发，结合工程实践，提出了一种多星遥测参数处理显示一体化平台 思想。主要对该思想的流程以及该思想中涉及的关键性问题进行了一系列阐述。 关键词多星：遥测处理0引言随着我国航天事业的蓬勃发展，卫星数量不断增多，卫星的遥测数据处理面临着 平台和载荷类型多样、多星同时过顶或单星多站接力等复杂情况，如果每个型号 都单独建立一套遥测数据处理系统的话，不仅不方便业务工作，也造成了财力、 物力等资源的浪费。因此，有必要建立一套综合遥测数据处理系统，采用统一分 散相结合的思想，将多颗卫星的遥测数据进行统一管理

2、，对处理的结果可选择性 分散显示。根据这些情况，介绍了一种基于动态控制和模块化设计思想的综合遥 测数据处理系统。1需求分析为了适应遥感卫星地面系统多星多站的发展需要，以及节约遥感卫星地面应用系 统的资源，多星遥测数据处理系统只需要安装在一台服务器端。就可以完成对多 颗不同种类遥感卫星的遥测数据的统一处理的功能的能力。系统主要完成以下功 能： 接收不周地面测控站发送来的不同型号遥感卫星的遥测数据，并对接收到的数 据进行误码判断： 将接收到的同一卫星从不同地面测控站发送来的数据进行分析，按照多站接力 的原则，对各路数据进行分拣，将冗余数据抛弃； 将多颗卫星的原始遥测数据存入缓冲区，并激活相应数据处

3、理线程，对数据进 行处理，将处理结果进行广播； 在数据结果显示终端，根据需要选择希望监视的卫星，对参数处理结果进行显 示02平台结构框架及主要流程研究多星遥测参数处理显示一体化平台的主要任务是接收地面测控站转发的卫星遥测数据，对不同型号或种类卫星，按照其遥测数据处理要求和处理方法，进行分流、挑点、处理和显示，直接或间接反映卫星的姿态、平台的工机 作状态以及有效载荷的工作参数和设备状态。罗7台结构框 架如图1所示。多星遥测参数处理显示一体化平台的运行流程为：首先由网络通信程序接收地面测控站传送的卫星原始遥测 誓蔫救量正示謇户一白一”曩一矗麓置示謇户戢鼍豆示謇户111 数据，不做任何处理后将收到的

4、数据转发给通信代理程 序，通信代理程序首先将遥测数据进行误码检查，将同一图1平台框架结构 卫星遥测数据按照接收的地面测控站的不同按照制定的规则有选择性地发送至多 星遥测处理程序，多星遥测处理程序根据接收到的不同卫星的遥测数据，按照卫 星的不同对遥测数据存入不同的缓冲区并激活相应的遥测数据处理流程，然后将 处理后的遥测数据结果广播出来，供不同的遥测数据显示终端显示使用，并且在 不同的遥测数据显示终端可以对希望显示的卫星进行选择。运行流程如图2所 示0第十届全国遥感遥测遥控学术研讨会”论文集149 第二部分遥控遥测技术2.1多星遥测数据处理的设计实现 地面测控站11地面测控站II地面讯I控站 遥测

5、数据处理系统接收通信代理发来的遥测原始 数据，然后进行分类缓存、处理，将处理结果广播到遥 测显示系统。针对可能的多星同时过顶情况，采取了动 态控制的思想：根据接收到不同卫星的遥测数据的，唤 醒相应卫星的遥测处理线程。以数据来驱动处理，即根 据接收到的遥测参数来自卫星的不同，动态地选择相应 的处理线程。遥测处理过程为线程循环处理过程，系统启动后将 网络通信线程、实时遥测处理线程、延时遥测处理线程 依次启动，在没有数据到达的情况下，所有线程处于休 眠状态。网络通信控制线程在收到原始数据和显示请求 后，通知主线程。主线程判断需显示的卫星和数据类型， 如果是）【）（星的实时遥测数据则把卫星标识和数据块

6、存 入实时遥测数据缓冲区，并唤醒该星的实时遥测处理线 程和延时遥测处理线程对数据进行处理。同时挑出部分 需要入库的处理结果写入文件，等待适当时机入库。遥 测处理线程处理完毕后将处理结果写入文件通信缓冲 区，并通知网络通信控制线程把缓冲区数据以组播的方 式发送给遥测显示程序。由于可能同时需要处理多个卫 星的实时遥测数据，经过挑点后数据量较大，如果处理 完马上入库，势必占用大量的系统资源（网络、CPU和内存），有可能造成无法及时处理多星实时数据。为了 解决这个问题，准备采用 延迟写”技术，即在实时遥 测处理线程对实时原始遥测数据挑点处理完毕后，并不 马上将原始数据和挑点数据入库，而是将其写入一个快

7、 速缓冲区，当网络通信控制线程超过一个预定门限的时 间没有收到数据后，即激活遥测数据入库程序，把快速 缓冲区中的数据入库。对遥测的处理实施模块化控制的思想，其中每种代 号卫星有一个相应的实时处理模块和延时处理模块，对 后继星的支持只需加入相应的处理模块。具体处理过程 如图3所示。图3多星遥测处理过程图控线程判断原始、广播卫星遥测数据处理结果对遥测 数据进行误码判断网络通信计算机接收遥测数据对同一卫星多站数据进行接力挑 拣激活相应卫星的遥测数据L 一原始数据2处理流程，进行数据处理I 1处理 结果根据选择显示相应卫星遥测数据处理结果图2系统运行流程图丽1圃际5进 入休啶等待状态1熏I进入体暖等待

8、状杰1原程.|送休给眠件一磊矗丽I进入体鼹等待状态恻忑卜嚣型毛弋/Y蛐、纂态等糕慕吵尉跗叫一、圳晤/、 0明/L散据卫舌1R/总控线程判断原始、数据卫星标识一一幽犁严2.2多星遥测参数显示的设计实现遥测显示系统将从遥测处理系统接收实时遥测处理结果，并按照所属的卫星分系 统进行分页显示。由于遥测处理程序必须支持多星遥测数据显示。为此必须具备 以下两项基本功能： 允许用户选择本显示程序想要接收哪些卫星的遥测处理结果； 在同一个时间段内，如果用户选择卫星中有多个卫星同时有遥测处理结果送到 本显示程序，则程序将可以在不同卫星的遥测结果显示页面之间进行自动切换。 同时针对每颗卫星，用户可以把自己感兴趣的

9、遥测参数组织到自定义的遥测页 面，提高遥测参数观察的效率。用户还可以通过该软件向遥测处理程序请求延时 遥测处理结果。用户可以打印任意时刻的实时遥测处理结果显示页面和延时遥测 处理结果页面。遥测处理程序在启动时就首先加入遥测数据广播组，以便接收遥 测处理结果组播数据帧。15 0第十届全国遥感遥测遥控学术研讨会”论文集 第二部分遥控遥测技术由于延时遥测只是在用户需要时才向遥测处理系统发送延时请求，由处理程序发 回指定的延时数据。所以延时遥测显示线程只有在需要时才由总控线程动态创 建，在用户完成延时遥测观察后，该线程即自动退出。这样可以降低平时遥测显 示系统对系统资源的占用。3主要技术问题3.1对单

10、颗卫星多站接力问题的解决当卫星同时经过多个地面测控站的测控弧段时，就会出现多个地面接收站同时在 跟踪卫星并接收卫星遥测数据的情况，这样虽然增加了数据的来源，并且使数据 的处理结果有了可比对性，但是不可避免增加了大量的重复数据，增加了多星遥 测处理软件的处理压力。为了解决这个问题，在多星遥测处理软件的前端设计了一个通信代理软件。这个 软件的主要思想是将单星多站的遥测数据按照接力传输的原则进行选择性地传送 给多星遥测处理软件。所谓的多站接力传输遥测数据是指当卫星从单一的测控弧 段进入两个交叉的测控弧段时，首先对两个站的遥测数据均进行处理，当后一个 测控站已将卫星锁定一个时间 t后，即后个测控站接收

11、的数据已经稳定下来，之后将不再将前一个站接收的数据发送给多星遥测处理软件。多站接力示意图如图4所示。3.2对接收到的遥测误码的检查图4多站接力示意图、在收到的遥测数据中，由于跟踪原因，或是网络传输中的原因，数据质量不好， 这样的数据将不能真实地反应出星上设备的工作状态，因此需要通过一定的手段 将这些认为确实无效的遥测数据过滤掉，让真正的遥测数据参与处理。误码检查 具体流程如下； 对于大部分卫星，每帧数据都带有卫星代号，这些卫星判断卫星代号，如果代 号正确进行下一步判断，否则丢弃； 判断帧间隔，如果间隔小于预定数值则丢弃数据（过滤多站数据）； 对于某些卫星可以通过判断帧同步字的方式，判断数据是否有效，如果帧同步 字不正确，则数据丢弃； 误码判断完毕。4结束语本文对多星遥测参数处理显示一体化平台进行了初步研究，为以后卫星日益增多 的情况下如何将多颗卫星的遥测处理现实集中到一起提供了一种思路和解决方 法。特别是在中继卫星发射以后，将会面临所有卫星全时段均在同时下传遥测数 据的问题，本文所研究的一体化平台也满足了此种情况出现所带来的需求。进行多星遥测参数处理显示一体化平台的研究，是正在进行的卫