遥测数据驱动的月球探测器实时监视系统和方法技术方案

遥测数据驱动的月球探测器实时监视方法，该方法采用二维和三维结合的方法实时显示月球探测器及其有效载荷的工作场景，利用星上实时下传的月球探测器及其有效载荷的遥测数据来驱动三维场景里面月球探测器及其有效载荷的科学探测，并采用二维面板的方式在三维场景内实时显示月球探测器及其有效载荷的重要参数信息。以及一种遥测数据驱动的实时监视系统。根据本发明专利技术的方法，能够更加直观的展现月球探测器及其有效载荷的工作状态，使工作人员能够更方便的获取月球探测器及其有效载荷的工作状态，为科学探测计划的制定提供依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及远程监视
，更具体地，涉及一种遥测数据驱动的月球探测器实时监视系统和方法，用于对月球探测器及其有效载荷的工作状态进行实时监视。
技术介绍
嫦娥三号巡视器与着陆器分离后，在月面上进行独立探测。地面通过上行指令对巡视器进行控制，控制巡视器的行进方向及巡视器上的有效载荷进行科学探测。为了获取巡视器在月面上的探测情况，以监视巡视器在月面上的工作情况，地面应用系统实时获取从巡视器上下载的遥测数据，根据遥测数据判断巡视器的工作状态以及探测任务的完成情况。一旦巡视器状态参数超出范围并可能导致危险或影响探测任务的完成时，地面能够及时调整巡视器的状态，使巡视器及其有效载荷能够在安全范围内工作。在嫦娥三号月面探测任务之前，我国执行了嫦娥一号任务(CE1)和嫦娥二号任务(CE2)，完成了对月面地形的初步探测，嫦娥一号和嫦娥二号均为绕月工程，对嫦娥一号和嫦娥二号的监视采用的是二维的监视方。相比起一号和二号任务嫦娥三号任务更为复杂，嫦娥三号巡视器拥有一定的独立自主性(例如巡视器在行径过程中会完成自主避障)，其状态参数数量比起嫦娥一号和二号更庞大，对其状态的判定更复杂，因此仅采用二维监视的方法并不足以满足对嫦娥三号巡视器的监视，如何实时监视巡视器及其有效载荷的状态，并直观、清晰地呈现在地面监视人员面前，就是迫切需要面对和解决的难题。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的是提供了一种遥测数据驱动的月球探测器实时监视系统和方法，以实时显示月球探测器上下传的遥测数据，直观、清晰地监视所述月球探测器及其有效载荷的状态，并根据实时监视的结果控制和调整载荷状态。为达到上述目的，作为本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种遥测数据驱动的月球探测器实时监视方法，用于对月球探测器及其有效载荷的工作状态进行实时监视，包括下列步骤：使用真实数据对所述月球探测器所处的三维场景进行三维显示的初始化；从接收到的关于所述月球探测器及其有效载荷的实时遥测数据中提取反映所述月球探测器及其有效载荷工作状态的关键动作参数和关键状态参数，其中所述关键动作参数为反映所述月球探测器及其有效载荷运动情况的预设关键参数，所述关键状态参数为表明所述月球探测器及其有效载荷工作状态的预设关键参数；采用三维实时渲染的方式实时更新显示所述月球探测器及其有效载荷的状况。其中，所述关键状态参数采用浮动于三维场景里的半透明二维表格来显示。其中，所述从接收到的关于所述月球探测器的实时遥测数据中提取反映所述地月球探测器及其有效载荷工作状态的关键动作参数和关键状态参数的步骤进一步包括：地面服务器端接收来自于所述月球探测器的实时遥测数据，根据所述实时遥测数据帧格式进行解帧，获取所述实时遥测数据中所有的遥测参数；从所述解析出的遥测参数中提取出反映所述月球探测器及其有效载荷工作状态的关键动作参数和关键状态参数组成新的数据块；对所述数据块进行线性插值，将得到的数据生成一个新的驱动数据块，发送给客户端。其中，所述服务器端采用socket通讯方式将数据传递给所述客户端。其中，所述月球探测器为登月探测器，所处环境为月球表面，对月球的三维地形进行初始化的步骤中使用嫦娥一号、嫦娥二号或嫦娥三号获取的月表地形图像数据，包括进行空间摄影测量后解析的地形数字高程数据DEM和经过几何与光谱矫正后的地形影像数据DOM。其中，制作月表地形数据使用开源软件VPB的OSGDEM工具，对范围相同且分辨率相同的DEM和DOM数据进行加工，生成相应的IVE格式的月表三维地形文件。作为本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供了一种遥测数据驱动的月球探测器实时监视系统，用于对月球探测器及具有效载荷的工作状态进行实时监视，包括：使用真实数据对所述月球探测器所处的三维场景进行初始化的装置；从接收到的关于所述月球探测器及其有效载荷的实时遥测数据中提取反映所述月球探测器工作状态的关键动作参数和关键状态参数的装置，其中所述关键动作参数为反映所述月球探测器运动情况的预设关键参数，所述关键状态参数为表明所述月球探测器工作状态的预设关键参数；采用三维实时渲染的方式实时更新显示所述月球探测器及其有效载荷状况的显示装置。其中，所述关键动作参数用来驱动所述显示装置中的三维实时场景运行。其中，所述关键状态参数采用浮动于三维场景里的半透明二维表格来显示。从上述技术方案可看出，本专利技术对星上下传的月球探测器遥测参数进行了提取，仅显示与月球探测器工作状态密切相关的重要参数，能够更清楚的展示月球探测器的工作状态，同时提高客户端的显示效率；本专利技术使用三维和二维结合的方法展示了月球探测器的工作状态，比起纯二维的显示方式，能够更加直观的展示月球探测器的月面工作状态。根据本专利技术的方法，可以实时、全面、直观的监视月球探测器及其有效载荷的工作状态，根据实时监视的结果，及时调整月球探测器及其有效载荷的探测计划。附图说明图1为本专利技术的遥测数据驱动的月球探测器实时监视系统/方法的系统结构框架图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术适用于对月球探测器及其有效载荷的工作状态进行实时监控，为了描述的方便，本专利技术以嫦娥三号巡视器(“玉兔号”)的监视过程为例对月球探测器的实时遥测控制方法进行具体阐述。嫦娥三号巡视器的遥测参数中包含了巡视器及其有效载荷的各个部件的工作参数、能够反映巡视器及其有效载荷的位置姿态及温度等状态参数，巡视器及其有效载荷相关的遥测参数有近千个，种类和数量繁多，为了提高客户端三维实时显示的效率及增加可判读性，本专利技术对遥测参数进行了筛选，仅提取其中能够判断巡视器及其有效载荷工作状态相关的参数(约100个)作为驱动数据，考虑显示的直观性和方法实现的便捷性，本专利技术将这些参数分为以下两类：关键动作参数主要用于驱动客户端三维场景及其三维实体的实时运行，通过查看三维场景中巡视器及其有效载荷的位置姿态的情况，能够直观的获取巡视器及其有效载荷各机构的运动情况，判断机构运动是否按地面注入指令的要求运行到位，是否出现故障等。关键状态参数主要用于显示巡视器及其有效载荷当前的工作状态如何，设备工作是否正常，例如载荷的工作电压是否在正常范围内等，而且关键状态参数通常都无法在三维场景中直接体现却对所述探测器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种遥测数据驱动的月球探测器实时监视方法，用于对月球探测器及其有效载荷的工作状态进行实时监视，包括下列步骤：使用真实数据对所述月球探测器所处的三维场景进行三维显示的初始化；从接收到的关于所述月球探测器及其有效载荷的实时遥测数据中提取反映所述月球探测器及其有效载荷工作状态的关键动作参数和关键状态参数，其中所述关键动作参数为反映所述月球探测器及其有效载荷运动情况的预设关键参数，所述关键状态参数为表明所述月球探测器及其有效载荷工作状态的预设关键参数；采用三维实时渲染的方式实时更新显示所述月球探测器及其有效载荷的状况。

【技术特征摘要】
1.一种遥测数据驱动的月球探测器实时监视方法，用于对月球探测
器及其有效载荷的工作状态进行实时监视，包括下列步骤：
使用真实数据对所述月球探测器所处的三维场景进行三维显示的初
始化；
从接收到的关于所述月球探测器及其有效载荷的实时遥测数据中提
取反映所述月球探测器及其有效载荷工作状态的关键动作参数和关键状
态参数，其中所述关键动作参数为反映所述月球探测器及其有效载荷运动
情况的预设关键参数，所述关键状态参数为表明所述月球探测器及其有效
载荷工作状态的预设关键参数；
采用三维实时渲染的方式实时更新显示所述月球探测器及其有效载
荷的状况。
2.根据权利要求1所述的遥测数据驱动的月球探测器实时监视方法，
其中所述关键状态参数采用浮动于三维场景里的半透明二维表格来显示。
3.根据权利要求1所述的遥测数据驱动的月球探测器实时监视方法，
其中所述从接收到的关于所述月球探测器的实时遥测数据中提取反映所
述月球探测器及其有效载荷工作状态的关键动作参数和关键状态参数的
步骤进一步包括：
地面服务器端接收来自于所述月球探测器的实时遥测数据，根据所述
实时遥测数据帧格式进行解帧，获取所述实时遥测数据中所有的遥测参数；
从所述解析出的遥测参数中提取出反映所述月球探测器及其有效载
荷工作状态的关键动作参数和关键状态参数组成新的数据块；
对所述数据块进行线性插值，将得到的数据生成一个新的驱动数据块，
发送给客户端。
4.根据权利要求3所述的遥测数据驱动的月球探测器实时监视方法，
其中所述服务器端采用socket通讯方式将数据传递...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓霞，任鑫，刘建军，张鹏，高兴烨，邹小端，严韦，李春来，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：发明
国别省市：北京;11