一种基于高级在轨系统的动态遥测组织与控制方法

摘要

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。

主权项

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(1)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(1)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形成虚拟信道VC1的虚拟信道数据单元VCDU；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(6)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1位，用于表示包内数据的类型；副导头标志：占用1位，有副导头则该标志为“1”，无副导头为“0”；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，“01”表示首包，“00”表示续包，“10”表示末包，“11”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：VC1：用于传输所述步骤(1)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(1)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(1)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(1)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(1)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(1)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VC1为同步虚拟信道，VC2、VC3、VC4、VC5和VC6为异步虚拟信道；同步虚拟信道与异步虚拟信道服务时间比为1∶1；b)同步虚拟信道VC1的周期为1秒，即每秒下传一次；c)异步虚拟信道的周期为1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。