一种基于排队的遥感载荷通用数据处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于排队的遥感载荷通用数据处理系统，用于对极化复用模式下多物理信道下传的同一虚拟信道数据进行处理。本发明专利技术在去格式和解压缩处理之间加入了排队处理，将多物理信道下传的同一虚拟信道AOS传输帧的按顺序恢复成原始载荷数据，实现了极化复用模式下虚拟信道按照不同的物理通道随机传输AOS数据帧的完整恢复，增强了遥感数据的处理和判读能力，实现了处理全过程的通用化。为了实现排队处理的功能，利用AOS传输帧中虚拟信道标识符和帧计数的特征字节，将对应同一个虚拟信道标识符的传输帧识别出来，提取帧计数，按照帧计数的大小进行排队，算法简单，可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种基于排队的遥感载荷通用数据处理系统
本专利技术涉及遥感数据处理
，具体涉及一种遥感载荷通用数据处理系统。
技术介绍
遥感卫星传感器输出观测信息或图像数据，经过压缩后，按照CCSDS-A0S协议进 行格式编排。多路数据分别通过单独的虚拟信道定义形成连续的AOS (高级在轨系统）传 输帧，经过多路复接后，送入物理信道。物理信道数据经过信道编码、调制、功率放大后，向 地面发送。地面获取星上载荷数据后，经过解调得到基带数据，基带数据经过同步、解码、去 格式、解压缩后恢复为原始测量信息或图像数据。 为实现数传信道容量的最大化利用，极化复用技术在遥感卫星型号中已被广泛采 用。同一个虚拟信道的AOS传输帧可随机进入不同的物理通道进行传输，利用极化复用技 术下传至地面。由于同一个虚拟信道中的AOS传输帧进入不同的物理通道是随机的，导致 地面不能进行正常的数据拼接，由此带来了需要对多个物理信道中同一虚拟信道数据进行 排序，恢复成不同虚拟信道完整的数据帧的问题，从而正常进行图像的拼接和显示。 然而，在极化复用模式下，现有系统没有多个物理信道下同一虚拟信道数据排序 解决方案。因此，研究通用化的、同一虚拟信道数据实时排序的遥感载荷数据处理系统是非 常必要的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于排队算法的遥感载荷通用数据处理系统，能够 实现极化复用模式下多物理信道下传的同一虚拟信道数据按顺序恢复的功能和数据全过 程处理功能。 为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的： -种基于排队算法的遥感载荷通用数据处理系统，用于对极化复用模式下多物理 信道下传的同一虚拟信道数据进行处理，该系统包括：原始数据存储单元、解码单元、去格 式处理单元、排队处理单元、解压缩处理单元、业务数据处理单元和快视单元； 卫星下传的原始数据经原始数据存储单元的预处理、解码单元的解码和去格式单 元的去格式处理后，得到高级在轨系统AOS传输帧，再由排队处理单元完成极化复用模式 下多物理信道下传的同一虚拟信道AOS传输帧的按顺序恢复，生成排队数据文件，排队数 据文件中经顺序恢复后的数据再经解压缩处理单元的解压缩和业务数据处理单元的业务 处理后由快视单元进行显示，或不经解压缩直接由业务数据处理单元进行业务处理后由快 视单元进行显示。 其中，所述排队处理单元的按顺序恢复具体为： 设，在接收侧同一虚拟信道的AOS传输帧随机通过两个物理通道Fl和F3接收；将 Fl通道和F3通道中的一个称为A通道，则另一个为B通道；则按顺序恢复过程先进行A通 道处理再进行B通道处理，再重复A通道处理，以此类推；且A通道的处理与B通道的处理 相同；其中，A通道的处理具体为： 第一步：从A通道读取数据直到读取到一帧AOS传输帧，提取所读取AOS传输帧的 虚拟信道标识符X ;每个虚拟信道标识符X具有自己的缓存，且A通道和B通道缓冲分开使 用，则此时判断虚拟信道标识符X对应的A通道缓存中是否有数据，如果有，则清空缓存数 据后，再将当前读取的AOS传输帧存入，然后执行第二步；如果没有，则直接将当前读取的 AOS传输帧存入虚拟信道标识符X对应的A通道缓存，然后执行第二步； 第二步：判断虚拟信道标识符X对应的B通道缓存是否有数据，如果有，分别提取 虚拟信道标识符X对应的A通道缓存的帧计数M和虚拟信道标识符X对应的B通道缓存的 帧计数P，转向第三步；如果没有数据，则转向B通道的处理； 第三步：判断M和P的大小，输出M和P中小值对应的一帧AOS传输帧至信道X对 应的排队数据文件中； 第四步：若M>P，从信道X对应的排队数据文件读取前一帧数据，若读取到，则提取 前一帧数据的帧计数N，进入第五步；若没有前一帧数据则转向B通道的处理；若M < P，从 信道X对应的排队数据文件读取前一帧数据，若读取到，则提取前一帧数据的帧计数N，进 入第五步；若没有前一帧数据则返回第一步； 第五步：若M>P，判读P和N的连续性，若连续，则转向B通道的处理，若不连续，给 出帧计数为P-I的帧丢失的丢帧报警提示，转向B通道的处理；若M彡P，判读M和N的连 续性，若连续，则返回第一步，若不连续，给出帧计数为M-I的帧丢失的丢帧报警提示，返回 第一步。 优选地，该系统包括独立的共享存储单元；解码单元、去格式处理单元、排队处理 单元、解压缩处理单元和业务数据处理单元均从共享存储单元中提取所需处理的数据，处 理后的数据也放到共享存储单元中等待调用；原始数据存储单元也将接收到的所述原始数 据存储到共享存储单元以接受解码单元的调用；所述共享存储单元中设置原始数据文件、 解码数据文件、去格式数据文件、排队数据文件、解压缩数据文件和业务处理数据文件。 优选地，实现所述系统的硬件包括系统管理终端、解码设备、基带处理服务器集 群、快视设备和共享存储设备；其中，原始数据存储单元在系统管理终端实现，解码单元在 解码设备中实现，去格式处理单元、排队处理单元、解压缩处理单元和业务数据处理单元在 基带服务器集群实现；快视单元在快视设备实现；共享存储单元采用共享存储设备实现。 优选地，所述去格式处理单元、排队处理单元、解压缩处理单元和业务数据处理单 元在同一基带服务器集群中各自采用一个刀片服务器实现。 优选地，所述系统管理终端进一步包括系统管理单元，用于控制监视解码设备、基 带处理服务器集群和快视设备；对共享存储设备中的文件进行管理；具备对处理过程中的 数据进行入库并具备事后查询功能。 优选地，所述系统管理终端、解码设备、基带处理服务器集群、快视设备和共享存 储设备之间数据存储和交换采用存储网，系统管理单元进行控制监控采用万兆网。 优选地，所述解码单元、格式处理单元、排队处理单元、解压缩处理单元和业务数 据处理单元进一步对数据进行连续性判读和自身状态提取，将数据判读信息和状态信息连 同形成的文件一同写入共享存储单元。 优选地，所述解码设备包括帧同步模块、低密度奇偶校验码（LDPC)译码模块、I/O 判别模块、解扰模块、RS译码模块、CRC校验模块、解密模块和两个直通通道；帧同步模块的 一条输出通道通过LDPC译码模块连接I/O判别模块的同时，另一条输出通道通过第一直通 通道连接I/O判别模块；I/O判别模块连接解扰模块；解扰模块的一条输出通道通过第二直 通通道连接CRC校验模块，另一条输出通道通过RS译码模块连接CRC校验模块；CRC校验 模块连接解密模块； 解码设备根据星上编码方式的不同，切换不同的编码方式：如果星上的编码方式 为RS编码，则解码设备通过切换使得数据依次通过帧同步通道、第一直通通道、I/Q判别模 块、解扰模块、RS译码模块、CRC校验模块、解密模块进行处理；如果星上的编码方式为LDPC 编码，则解码设备通过切换使得数据依次通过帧同步模块、LDPC译码模块、I/Q判别模块、 解扰模块、第二直通通道、CRC校验模块和解密模块进行处理。 有益效果： (1)本专利技术在去格式和解压缩处理之间加入了排队处理，将多物理信道下传的同 一虚拟信道AOS传输帧的按顺序恢复成原始载荷数据，实现了极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于排队的遥感载荷通用数据处理系统，用于对极化复用模式下多物理信道下传的同一虚拟信道数据进行处理，其特征在于，包括：原始数据存储单元、解码单元、去格式处理单元、排队处理单元、解压缩处理单元、业务数据处理单元和快视单元；卫星下传的原始数据经原始数据存储单元的预处理、解码单元的解码和去格式单元的去格式处理后，得到高级在轨系统AOS传输帧，再由排队处理单元完成极化复用模式下多物理信道下传的同一虚拟信道AOS传输帧的按顺序恢复，生成排队数据文件，排队数据文件中经顺序恢复后的数据再经解压缩处理单元的解压缩和业务数据处理单元的业务处理后由快视单元进行显示，或不经解压缩直接由业务数据处理单元进行业务处理后由快视单元进行显示。

【技术特征摘要】
1. 一种基于排队的遥感载荷通用数据处理系统，用于对极化复用模式下多物理信道下 传的同一虚拟信道数据进行处理，其特征在于，包括：原始数据存储单元、解码单元、去格式 处理单元、排队处理单元、解压缩处理单元、业务数据处理单元和快视单元； 卫星下传的原始数据经原始数据存储单元的预处理、解码单元的解码和去格式单元的 去格式处理后，得到高级在轨系统AOS传输帧，再由排队处理单元完成极化复用模式下多 物理信道下传的同一虚拟信道AOS传输帧的按顺序恢复，生成排队数据文件，排队数据文 件中经顺序恢复后的数据再经解压缩处理单元的解压缩和业务数据处理单元的业务处理 后由快视单元进行显示，或不经解压缩直接由业务数据处理单元进行业务处理后由快视单 元进行显示。2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述排队处理单元的按顺序恢复具体为： 设，在接收侧同一虚拟信道的AOS传输帧随机通过两个物理通道F1和F3接收；将F1 通道和F3通道中的一个称为A通道，则另一个为B通道；则按顺序恢复过程先进行A通道 处理再进行B通道处理，再重复A通道处理，以此类推；且A通道的处理与B通道的处理相 同；其中，A通道的处理具体为： 第一步：从A通道读取数据直到读取到一帧AOS传输帧，提取所读取AOS传输帧的虚拟 信道标识符X ;每个虚拟信道标识符X具有自己的缓存，且A通道和B通道缓冲分开使用，则 此时判断虚拟信道标识符X对应的A通道缓存中是否有数据，如果有，则清空缓存数据后， 再将当前读取的AOS传输帧存入，然后执行第二步；如果没有，则直接将当前读取的AOS传 输帧存入虚拟信道标识符X对应的A通道缓存，然后执行第二步； 第二步：判断虚拟信道标识符X对应的B通道缓存是否有数据，如果有，分别提取虚拟 信道标识符X对应的A通道缓存的帧计数M和虚拟信道标识符X对应的B通道缓存的帧计 数P，转向第三步；如果没有数据，则转向B通道的处理； 第三步：判断M和P的大小，输出M和P中小值对应的一帧AOS传输帧至信道X对应的 排队数据文件中； 第四步：若M>P，从信道X对应的排队数据文件读取前一帧数据，若读取到，则提取前一 帧数据的帧计数N，进入第五步；若没有前一帧数据则转向B通道的处理；若M < P，从信道 X对应的排队数据文件读取前一帧数据，若读取到，则提取前一帧数据的帧计数N，进入第 五步；若没有前一帧数据则返回第一步； 第五步：若M>P，判读P和N的连续性，若连续，则转向B通道的处理，若不连续，给出帧 计数为P-1的帧丢失的丢帧报警提示，转向B通道的处理；若M < P，判读M和N的连续性， 若连续，则返回第一步，若不连续，给出帧计数为M-1的帧丢失的丢帧报警提示，返回第一 止 /J/ 〇3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统包括独立的共...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨黎，赵利民，张英辉，刘勇，倪琳娜，彭亏，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11