卫星载荷数据接收监测和自主复位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种卫星载荷数据接收监测和自主复位装置及方法，包括第一级缓存器、组帧格式化单元、第二级缓存器以及监测和复位判断单元；载荷输入原始数据调度进入第一级缓存器进行缓存，通过组帧格式化单元对原始数据进行组帧处理后由第二级缓存器对组帧数据进行缓存，并由监测和复位判断单元对第二级缓存器缓存的数据进行监测和判断后执行对第二级缓存器进行复位操作或执行第二级缓存器将数据发送至后端编码和调制单元，本发明专利技术通过对载荷输入数据监测能够在输入速率出现异常后，及时进行复位操作，从而具备在异常工作状态恢复正常的能力，提高了基带处理设备的可靠性，具有工程实现简单、在轨应用灵活的优点。

【技术实现步骤摘要】
卫星载荷数据接收监测和自主复位装置及方法
本专利技术涉及卫星数据传输领域，具体地，涉及一种卫星载荷数据接收监测和自主复位装置及方法。
技术介绍
卫星数据传输系统基带处理设备的主要功能是对卫星有效载荷设备获取的数据进行复接、格式化、存储、编码、加扰等处理。数据接收缓存及组帧模块是基带处理设备的核心部分，主要完成各类载荷数据的接收、复接和组帧处理。在以往的数传系统基带处理设备设计中，为了保证将载荷数据正确、可靠传输至地面，数据接收缓存及组帧模块设计的调度速率大于载荷数据输入总速率。但是在载荷设备异常工作时，其输出数据速率会短时超过数传系统设计的调度能力，在这种情况下数据接收缓存及组帧模块会工作于异常状态，输出不完整数据帧或错误数据帧，导致地面站接收数据异常。当载荷设备输出数据速率恢复正常时，由于数据接收缓存及组帧模块无法进行载荷输入速率的监测和自主复位，不具有从异常工作状态恢复正常的能力。在卫星数据传输领域，根据已检索的专利，该领域研究人员针对单机如何从异常工作状态恢复到正常工作状态已提出多种方法，例如，专利文献CN104572330B公开了一种敏捷卫星星务中心计算机在轨复位或切机自主恢复方法，该专利技术实现了星务计算机在异常复位后，通过在轨读取第三方模块数据实现恢复星务计算机、整星的状态和任务数据，并自主判读复位后应执行的任务。该专利技术主要解决了单机异常复位后自主恢复正常工作的能力，但不能解决本专利技术提出的载荷输入速率超过设计速率的问题。再例如，专利文献CN103051310B公开了一种用于星载高速调制器编码FPGA中的DCM自动复位方法，该专利技术实现了调制器编码FPGA的DCM模块在输入信号异常时，自动进行判断并进行复位。该专利技术主要解决了输入时钟抖动或频率变化导致DCM锁定异常的问题，但不能解决本专利技术提出的载荷输入速率超过设计速率的问题。又例如，专利文献CN102710396B公开了一种卫星载荷数据重传设计方法，该专利技术实现了载荷数据受到干扰异常中断后，自动进行重传的功能。但不能解决本专利技术提出的载荷输入速率超过设计速率的问题。因此，目前尚无解决载荷输入速率超过设计速率导致单机异常问题的解决方法。针对该异常情况的解决方案只有一种，即地面站发现接收异常时，通过上注指令进行故障恢复。该方案的缺点是操作延迟大，会导致整个任务期间载荷数据接收异常，可能造成重要任务数据的缺失。针对这一情况，卫星数据传输系统基带处理设备有必要考虑设计载荷输入速率的监测和自主复位的处理方法及装置，提高系统的可靠性，确保载荷数据的星地完整、可靠传输。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种卫星载荷数据接收监测和自主复位装置及方法。根据本专利技术提供的一种卫星载荷数据接收监测和自主复位装置，包括第一级缓存器、组帧格式化单元、第二级缓存器以及监测和复位判断单元；所述第一级缓存器位于组帧格式化单元的一侧并与组帧格式化单元相连接；所述第二级缓存器位于组帧格式化单元的另一侧且与组帧格式化单元相连接，其中，所述第二级缓存器还分别与监测和复位判断单元、编码和调制单元相连。优选地，所述第一级缓存器的数量为多个；所述多个第一级缓存器并列布置且分别与组帧格式化单元电连接。根据本专利技术提供的一种卫星载荷数据接收监测和自主复位的方法，包括如下步骤：S1：载荷输入原始数据调度进入第一级缓存器进行缓存；S2：通过组帧格式化单元对原始数据进行组帧处理输出组帧数据；S3：第二级缓存器对组帧数据进行缓存；S4：监测和复位判断单元对第二级缓存器缓存的数据进行监测和判断；S5：对第二级缓存器进行复位操作，复位后执行S2；S6：第二级缓存器将数据发送至后端编码和调制单元。优选地，所述第一级缓存器的调度速率为2.88Gbps、存储空间大小为2048Byte。优选地，当第一级缓存器中的数据区到达868Byte后即读出并输送至组帧格式化单元进行组帧处理。优选地，所述组帧处理为对原始数据添加组帧信息，所述组帧信息包括同步头、版本号、虚拟信道数据单元识别、虚拟信道数据单元计数、标志域、加密区以及编码校验区；其中：所述同步头用于星地之间载荷数据帧同步；所述虚拟信道数据单元识别用于标识卫星以及接收载荷数据的种类；所述虚拟信道数据单元计数用于每种载荷数据总数的顺序计数；所述标志域用于标识数据回放或未回放；所述加密区用于存放数据加密参数；所述编码校验区用于存放数据编码校验位。优选地，所述组帧处理后1帧数据大小为1024Byte大小。优选地，所述第二级缓存器对组帧数据进行缓存时组帧数据大小设置为32×1024Byte，第二级缓存器调度速率为360Mbps。优选地，实现所述步骤四时若所存数据量大于或等于设定阈值时，则执行步骤五，若所存数据量小于设定阈值时，则执行步骤六。优选地，所述设定阈值为31×1024Byte。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术通过对载荷输入数据进行监测能够在输入速率出现异常后，数据接收缓存、组帧模块能自动对接收缓存进行复位操作，从而具备不需地面干预的情况下由异常工作状态恢复正常的能力，提高了基带处理设备的可靠性。2、本专利技术设计方法合理、可靠，具有工程实现简单、在轨应用灵活的优点，为未来卫星载荷数据接收和处理设计提供了参考和依据，实用性强。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术卫星载荷数据接收监测和自动复位装置的结构示意图；图2为本专利技术卫星载荷数据接收监测和自动复位的方法流程图；图3为本专利技术组帧格式化示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术提供了一种卫星载荷数据接收监测和自主复位装置，如图1所示，包括第一级缓存器、组帧格式化单元、第二级缓存器以及监测和复位判断单元；所述第一级缓存器位于组帧格式化单元的一侧并与组帧格式化单元相连接；所述第二级缓存器位于组帧格式化单元的另一侧且与组帧格式化单元相连接，其中，所述第二级缓存器还分别与监测和复位判断单元、编码和调制单元相连。具体地，如图1所示，所述第一级缓存器的数量为多个，所述多个第一级缓存器并列布置且分别与组帧格式化单元电连接，在一个优选例中，如图1所示，第一级缓存器的数量为8个，包括第一级缓存器1、第一级缓存器2、第一级缓存器3、第一级缓存器4、第一级缓存器5、第一级缓存器6、第一级缓存器7以及第一级缓存器8，8个第一级缓存器都位于组帧格式化单元的左侧且都与组帧格式化单元电连接，第二级缓存器位于组帧格式化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星载荷数据接收监测和自主复位装置，其特征在于，包括第一级缓存器、组帧格式化单元、第二级缓存器以及监测和复位判断单元；/n所述第一级缓存器位于组帧格式化单元的一侧并与组帧格式化单元相连接；所述第二级缓存器位于组帧格式化单元的另一侧且与组帧格式化单元相连接，其中，所述第二级缓存器还分别与监测和复位判断单元、编码和调制单元相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种卫星载荷数据接收监测和自主复位装置，其特征在于，包括第一级缓存器、组帧格式化单元、第二级缓存器以及监测和复位判断单元；
所述第一级缓存器位于组帧格式化单元的一侧并与组帧格式化单元相连接；所述第二级缓存器位于组帧格式化单元的另一侧且与组帧格式化单元相连接，其中，所述第二级缓存器还分别与监测和复位判断单元、编码和调制单元相连。


2.根据权利要求1所述的卫星载荷数据接收监测和自主复位装置，其特征在于，所述第一级缓存器的数量为多个；
所述多个第一级缓存器并列布置且分别与组帧格式化单元电连接。


3.一种卫星载荷数据接收监测和自主复位的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：载荷输入原始数据调度进入第一级缓存器进行缓存；
S2：通过组帧格式化单元对原始数据进行组帧处理输出组帧数据；
S3：第二级缓存器对组帧数据进行缓存；
S4：监测和复位判断单元对第二级缓存器缓存的数据进行监测和判断；
S5：对第二级缓存器进行复位操作，复位后执行S2；
S6：第二级缓存器将数据发送至后端编码和调制单元。


4.根据权利要求3所述的卫星载荷数据接收监测和自主复位的方法，其特征在于，所述第一级缓存器的调度速率为2.88Gbps、存储空间大小为2048Byte。


5.根据权利要求3所述的卫星载荷数据接收监测和自主复位的方法，其特征在于，当第一级缓存器中的数据区到达868Byte...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅，扈宗鑫，李侃，王民建，蒋应富，崔国刚，黄小虎，陈占胜，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31