一种基于高级在轨系统的动态遥测组织与控制方法，其流程包括以下7个步骤：应用过程数据分类、包装规约数据单元的设计、多路协议数据单元M?PDU的形成、虚拟信道设计、虚拟信道数据单元VCDU的形成、虚拟信道调度、信道访问数据单元的形成。整个遥测组织与控制方法应用了标准的包装业务、多路复用业务、插入业务以及VCA业务，并采用基于传送紧迫度和优先级的虚拟信道控制策略。其中应用过程数据的划分和高级在轨系统标准业务的选择保证了遥测组织的灵活性。虚拟信道的设计充分考虑了简单、高效的控制策略，使得控制策略实现简单，避免了信道垄断，保证了各虚拟信道传输的实时性，提高了信道利用率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于卫星测控、数管等电总体
，主要在通信、导航卫星上使用。
技术介绍
随着微处理器在航天器上的大量应用，各分系统或设备对数据的自主管理能力日益增强，可以对不同的应用过程产生不同格式、不同发生率和不同内容的数据包。并且航天器功能也越来越复杂，如对着陆时动力下降过程中相机图像数据的保存及抽取能力、脱离地面站上注导航电文的情况下连续自主运行能力、高速业务数据的复接下传功能等。这些功能的增加，使遥测数据量越来越大，对数据处理的要求也越来越高，要求遥测系统具 有动态组织传送这些数据的能力。AOS(高级在轨系统)遥测不但可以大大提高遥测能力和信道利用率，更可以很好适应不同任务的需求，实现高柔性和低成本，尤其适合高度随机性的数据。高级在轨数据系统AOS的应用实例屡见不鲜，已逐渐成为主流体制。但是在CCSDS建议书中，仅规定了 AOS遥测组织、控制的一般原则，并没有给出如何针对不同需求的用户，实现源包、虚拟信道以及传输策略的特性化设计。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是提出了，针对现有的通信、导航卫星多样化的数据用户需求，设计特性化的源包，并通过高效率、灵活动态的遥测组织与控制策略设计，实现基于AOS的遥测数据组织和控制方法。本专利技术的技术解决方案是，步骤如下(I)将卫星上产生的遥测数据分成八类，分别是实时快变遥测数据、信道状态数据、软件下传变量数据、实时缓变遥测数据、指令突发遥测数据、延时遥测数据、加密复位填充数据和在轨维护数据；(2)对步骤(I)中所述的软件下传变量数据、实时缓变遥测数据、指令突发遥测数据、延时遥测数据、加密复位填充数据和在轨维护数据六种数据进行包装，形成各自的包装规约数据单元；(3)将步骤(2)中形成的实时缓变遥测数据、指令突发遥测数据、延时遥测数据、加密复位填充数据和在轨维护数据五种包装规约数据单元各自通过多路复用业务进行数据拼接，形成各自的多路协议数据单元；(4)建立 VC1、VC2、VC3、VC4、VC5 和 VC6 六个虚拟信道；(5)根据标准的VCA业务和插入业务，将步骤(I)中实时快变遥测参数、信道状态数据以及步骤(2)中的软件下传变量数据的包装规约数据单元形成虚拟信道VCl的虚拟信道数据单元V⑶U ;所述标准的VCA业务即标准的虚拟信道存取业务；将步骤(3)中形成的五种多路协议数据单元通过标准的VCA业务和插入业务分别生成虚拟信道VC2、VC3、VC4、VC5和VC6的虚拟信道数据单元VCDU ；(6)确定VC1、VC2、VC3、VC4、VC5和VC6六个虚拟信道的传输控制策略；(7)将步骤(5)所述虚拟信道数据单元V⑶U加上同步头，形成信道访问数据单元CADU之后，根据步骤￠)中六个虚拟信道的传输控制策略，在同一个物理信道中进行遥测数据传输。所述八类遥测数据的具体定义为实时快变遥测数据卫星的遥测数据中需要地面实时判读的数据；信道状态数据包括星地遥测传输信道健康状态的数据和遥测密钥；软件下传变量数据星载软件运行过程产生的数据； 实时缓变遥测数据变化缓慢且短时变化对卫星无影响的数据；指令突发遥测数据受地面指令控制而产生的数据；延时遥测数据对于卫星，地面站不可见时需要存储的遥测数据；加密复位填充数据填充星上遥测加密模块复位后当前帧的遥测数据；在轨维护数据当卫星处于在轨维护模式下产生的数据。所述步骤(2)中进行包装具体按照如下方式进行版本号占用3位，指明包装格式的版本；类型占用I位，用于表示包内数据的类型；副导头标志占用I位，有副导头则该标志为“1”，无副导头为“O”；应用过程识别占用11位，用于区分软件下传变量数据、实时缓变遥测数据、指令突发遥测数据、延时遥测数据、加密复位填充数据和在轨维护数据这六种包装规约数据单元;分组标志占用2位,“OI”表示首包,“00”表示续包,“10”表示末包,“II”表示未分包；源包序列计数占用14位，存放每个包装规约数据单元进行计数的结果；包长占用16位，存放每个包装规约数据单元的数据域的长度；包数据域存放遥测数据。所述步骤(4)中虚拟信道的定义分别为VCl :用于传输所述步骤(I)中实时快变遥测数据、信道状态数据以及步骤(2)中的软件下传变量数据的包装规约数据单元；VC2 :用于传输所述步骤(I)中信道状态数据和步骤(3)中的实时缓变遥测数据形成的多路协议数据单元；VC3 :用于传输所述步骤(I)中信道状态数据和步骤(3)中的指令突发遥测数据的多路协议数据单元；VC4 :用于传输所述步骤(I)中信道状态数据和步骤(3)中的延时遥测数据的多路协议数据单元；VC5 :用于传输所述步骤(I)中信道状态数据和步骤(3)中的加密复位填充数据的多路协议数据单元；VC6 :用于传输所述步骤(I)中信道状态数据和步骤(3)中的在轨维护数据的多路协议数据单元；所述步骤(6)中传输策略具体为a)区分同步虚拟信道和异步虚拟信道，其中VCl为同步虚拟信道，VC2、VC3、VC4、VC5和VC6为异步虚拟信道；同步信道与异步信道服务时间比为1:1;b)同步虚拟信道VCl的周期为I秒，即每秒下传一次；c)异步虚拟信道的周期为I秒，即每秒下传VC2、VC3、VC4、VC5和VC6中的一个；d)当虚拟信道VC2、VC3、VC4、VC6有数据就绪时，根据虚拟信道传送紧迫度和优先级决定传送VC2、VC3、VC4、VC6中其中的一个；当虚拟信道VC2、VC3、VC4、VC6无数据就绪时，传送VC5。本专利技术与现有技术相比的有益效果是(I)采用本专利技术方法成功进行了某通信、导航卫星的在轨遥测组织与控制工作，圆满完成了各种工作模式和异常情况下卫星遥测数据的处理。(2)本专利技术给出8种应用过程数据的划分和4种高级在轨系统业务(插入业务、多路复用业务、VCA业务和包装业务)的选择保证了遥测组织的灵活性。(3)本专利技术给出6种虚拟信道的设计，是在虚拟信道控制之前，充分考虑简单、高效的控制策略，使得控制策略实现简单，避免了信道垄断，并保证了各虚拟信道传输得实时性。(4)本专利技术使用基于传送紧迫度和优先级的控制策略思想，实现了 6种虚拟信道的控制，既能充分利用物理信道带宽，提高信道利用率，又防止了信道垄断和某一 VC信息稀少时，阻滞不传的情况。附图说明图I为本专利技术基于AOS的遥测组织方法和流程示意图；图2为本专利技术包装协议数据单元(E-rou)格式；图3为虚拟信道控制流程具体实施例方式本专利技术结合通信导航卫星AOS的实践经验，提出一种基于AOS的动态遥测组织与控制方法，以充分满足航天器各种复杂的数据传输特性要求并最大限度的利用信道资源，可为多数航天器的应用提供参考。同时也有利于提高我国现有空间数据系统的效率和效益，更好的实现与国际接轨。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。步骤I、应用过程数据分类本专利技术提供的，首先应对星上各个应用过程产生的数据进行合理分类，如图I所示，分类方法如下I)实时快变遥测数据，即卫星的遥测数据中需要地面实时判读的数据。此类数据变化迅速，当卫星工作方式发生变化后地面对此类数据尤其关注，下传紧迫度要求高，地面需及时监测该参数以确认卫星状态。例如，“速率陀螺角速度”等，其变化迅速，是表征卫星姿态的重要参数。对这类参数作为固定数据，不编入源包，按I次/秒速率本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于高级在轨系统的动态遥测组织与控制方法，其特征在于步骤如下 (1)将卫星上产生的遥测数据分成八类，分别是实时快变遥测数据、信道状态数据、软件下传变量数据、实时缓变遥测数据、指令突发遥测数据、延时遥测数据、加密复位填充数据和在轨维护数据； (2)对步骤(I)中所述的软件下传变量数据、实时缓变遥测数据、指令突发遥测数据、延时遥测数据、加密复位填充数据和在轨维护数据六种数据进行包装，形成各自的包装规约数据单元； (3)将步骤(2)中形成的实时缓变遥测数据、指令突发遥测数据、延时遥测数据、加密复位填充数据和在轨维护数据五种包装规约数据单元各自通过多路复用业务进行数据拼接，形成各自的多路协议数据单元； (4)建立VC1、VC2、VC3、VC4、VC5和VC6六个虚拟信道； (5)根据标准的VCA业务和插入业务，将步骤(I)中实时快变遥测参数、信道状态数据以及步骤(2)中的软件下传变量数据的包装规约数据单元形成虚拟信道VCl的虚拟信道数据单元V⑶U ;所述标准的VCA业务即标准的虚拟信道存取业务； 将步骤(3)中形成的五种多路协议数据单元通过标准的VCA业务和插入业务分别生成虚拟信道VC2、VC3、VC4、VC5和VC6的虚拟信道数据单元VCDU ； (6)确定VC1、VC2、VC3、VC4、VC5和VC6六个虚拟信道的传输控制策略； (7)将步骤(5)所述虚拟信道数据单元VCDU加上同步头，形成信道访问数据单元CADU之后，根据步骤出)中六个虚拟信道的传输控制策略，在同一个物理信道中进行遥测数据传输。2.根据权利要求I所述的一种基于高级在轨系统的动态遥测组织与控制方法，其特征在于所述八类遥测数据的具体定义为 实时快变遥测数据卫星的遥测数据中需要地面实时判读的数据； 信道状态数据包括星地遥测传输信道健康状态的数据和遥测密钥； 软件下传变量数据星载软件运行过程产生的数据； 实时缓变遥测数据变化缓慢且短时变化对卫星无影响的数据； 指令突发遥测数据受地面指令控制而产生的数据； 延时遥测数据对于卫星，地面站不可见时需要存储的遥测数据； 加密复位填充数据填充星上遥测加密模块复位后当前帧的遥测数据； 在轨维护数据当卫星处于在轨维护模式下产生的数据。3.根据权利要求I所述的一种基于高级在轨系统的动态遥测组织与控制方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘宇倩，刘崇华，杨聪伟，白东炜，张明哲，张弓，冯文婧，王海涛，
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：
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