[發明專利]一種對AOS遙測數據解析的網格化方法

有效

• 申請號: 201410032240.X
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103777950B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 趙琦;張士龍;馮文全;朱楠;官秀梅;趙洪博;方勇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06F9/48
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司11232
• 代理人: 王順榮,唐愛華

技術領域

本發明涉及一種對AOS遙測數據解析的網格化方法，它是一種對航天器AOS遙測數據進行網格處理的方法。屬于網格計算及衛星遙測數據處理領域。

背景技術

現代衛星發展不斷向深空化、高速率以及高可靠性等方向發展。為了適應空間技術的發展，空間數據系統咨詢委員會（CCSDS）在提出常規分包遙測遙控系統的基礎上又提出了靈活性更強，更多樣化的數據處理業務——高等在軌數據系統，簡稱高等在軌系統（AOS）。該系統將有效載荷數據與航天器平臺數據合一形成統一數據流（虛擬信道數據單元VCDU）。AOS遙測數據處理傳統上采用集中式結構。當遙測下行速率較快時，這種結構存在性能上的瓶頸，會出現丟幀、阻塞等現象。

網格是一個集成的計算與資源環境，或者說是一個計算資源池。網格能夠充分吸納各種計算資源，并將它們轉化為一種隨處可得的、可靠的、標準的同時還是經濟的計算能力。網格計算并非簡單指將不同計算機設備通過物理網絡連接起來，而是所有計算資源的一種有機整合。

針對AOS遙測數據格式特點，設計一種基于網格的遙測解析系統，將可以實現AOS遙測解析并行化，為航天器數管測試系統提供一套新思路、新方法。對于推動我國航天事業智能化和綜合化發展有重要貢獻！

發明內容

（一）要解決的技術問題

傳統的AOS遙測數據解析采用集中式結構，由一臺計算機運行解析軟件，該軟件負責所有的解析任務。本發明的目的是克服傳統集中式解析方法的局限性，解決處理高下行速率數據時阻塞，丟包，占用計算機資源過大等問題。

（二）解決問題的技術方案

為了實現所述目的，本發明設計了一種針對AOS遙測數據特點的網格處理方法。AOS遙測數據解析過程包含信道訪問數據單元（CADU）、虛擬信道數據單元（VCDU）、多路協議數據單元（MPDU）及源包（EPDU）四種格式。CADU為接收到的最原始的數據；VCDU，由CADU解析而來，VCDU最多可有64個虛擬信道；MPDU由VCDU解析而來；EPDU由MPDU解析而來。該方法的核心是將集中的數據解析過程拆分成獨立的服務流程，根據AOS中虛擬信道特性，將不同虛擬信道的數據發送給不同的VCDU解析服務節點處理從而將串行過程轉換為并行處理過程。該方法的結構如圖1。

本發明一種對AOS遙測數據解析的網格化方法，該方法具體步驟如下：

步驟一：利用ICE設計服務接口：ICE（Internet Communications Engine）是ZeroC公司以及GNU GPL和專利許可授權的面向對象的中間件,它提供面向對象的遠程調用、網格計算及發布/訂閱機制；ICE可以運行在大多數主流操作系統上，如Linux,Solaris,Windows以及Mac OS X，同時支持C++，Java，.NET語言（如C#或者Visual Basic），Objective-C,Python,PHP與Ruby；ICE應用程序可以部署在多種環境下，客戶端和服務端可以使用不同的編程語言實現；同時它可以運行在不同的操作系統平臺以及不同的硬件架構上，有效解決C/S模式兼容性差，開發成本高等問題；采用ICE開發網絡通信應用的流程如圖2；

本發明為了處理高速下行的遙測數據，采用生產者消費者模型實現了一種異步的通信方式，解析服務與派發服務均包含一個緩沖隊列以接收數據以及一個處理線程負責從隊列中取出數據并進行處理；基于所有服務的共性以及ICE面向對象的特點，設計服務基類接口BaseDecoder，其內容如下：

CADU解析服務接口如下：

VCDU派發服務接口如下：

VCDU解析服務接口如下：

；

步驟二：利用C++實現接口：通過ICE提供的slice編譯器可以將接口文件編譯為特定開發語言的接口文件，考慮到效率性能等因素，本發明采用C++作為開發語言，slice接口文件編譯后的C++文件為抽象類，因此需要編寫實現的子類；