[發明專利]多平臺衛星上行數據模擬驗證方法

在審

• 申請號: 201510739780.6
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN105450288A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 吳關鵬;李永剛;何劍偉;汪毅;饒愛水;郭力兵;張龍;顧曉霞;徐洪超;黃為
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63680部隊
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L12/26
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所(普通合伙) 32210
• 代理人: 唐紉蘭;沈國安

技術領域

本發明涉及一種多平臺衛星上行數據模擬驗證方法。該模擬驗證方法應用于測控系統，可充分模擬各類衛星平臺的上行數據的組裝發送過程，用來驗證各型號航天的上行數據特別是可變上行數據的編碼、組裝和發送過程的正確性。

背景技術

衛星上行數據通過測控系統發送至在軌衛星執行機構，可以完成控制衛星的姿態、軌道、載荷開關等操作。衛星與地面測控系統開展接口測試過程中，上行數據由地面測控系統按照特定的格式組裝、發送至衛星執行機構，衛星收到上行數據后，逆向解析上行數據，并將解析結果通過遙測數據下傳給地面測控系統，以便地面測控系統對上行數據的正確性進行驗證。

多平臺衛星上行數據的模擬驗證方法通過構建不同平臺衛星遙測數據仿真、衛星上行數據仿真流程，能夠基于數據流層面檢驗目前國內主流衛星的上行數據組裝、發送和驗證的正確性。上行數據仿真和驗證主要包括：上行數據全幀格式組裝模擬，包括符合國際空間數據系統CCSDS的上行分包格式模擬、位流格式模擬、字節格式模擬；上行數據發送方式仿真，包括仿真立即發送、時間符合發送、遙測數據條件驅動等發送方式；不同衛星平臺遙測驗證數據、遙測事件數據仿真；模擬地面測控設備對上行數據的執行驗證過程。

該模擬驗證系統通過提煉現有各類航天器上行數據的公共格式特征，基于對象適配器模式，構建各類航天器上行數據的組裝、發送、驗證處理模塊及其通用接口。針對有著嚴格時序要求和復雜測控流程的衛星測控流程，開展基于代理功能模塊的分支化設計，結合時間統一和中斷服務控制硬件卡，可以確保上行注入的時間精確達到微秒級水平。

地面測控上行數據發送體制根據差錯控制技術分類，有天地大回路反饋校驗和前向糾錯兩種體制。

天地大回路反饋校驗體制中，地面系統發送上行數據后，需要和衛星接收并返回的數據進行比對，兩者一致后，地面系統再發送執行數據，通知衛星執行先前發送的上行數據，這類數據的特點是具備唯一的特征碼，該特征碼可以事先編排好，亦可手動編寫，利用簡單的編碼方式實現較低的錯誤概率，適用于高軌航天器。這種體制下的上行數據格式有數據注入指令、數管指令、執行指令。根據特征碼的編排方式，數據注入指令又可以分為普通數據注入和可變數據注入指令，其驗證方式采用比對下行數據中特征碼的大回路比對方式。數管指令符合空間數據系統咨詢委員會（CCSDS）建議書中制定的上行數管數據分包格式，采用下傳數管指令數據和判斷指令計數的聯合驗證方式，驗證數管指令的執行效果。

前向糾錯體制中，發送的上行數據包括執行數據部分，不需要分數據和執行兩部分發送，目前，國內外的中低軌道飛行器上行數據都采用前向糾錯體制。該體制的上行數據格式與天地大回路反饋校驗體制中的普通數據注入格式基本一致，不同的是，其發送方式和執行驗證方式通常采用比對衛星下行數據中對應的參數（如某個電壓參數值），實現上行數據的發送和執行驗證。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種不同衛星平臺下的上行數據的組裝、發送和執行的模擬驗證過程，用于地面測控系統和衛星方進行數據接口的驗證。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種多平臺衛星上行數據模擬驗證方法，所述方法包括以下步驟：

步驟A、根據指定衛星平臺的上行數據格式，采用二進制位流格式來組裝非整數字節的上行數據，通過配置非整數字節的位流數據起始位和結束位來設計位流移位算法，匹配出最終發送的上行數據；

步驟B、組裝數管指令格式的上行數據：根據空間數據系統咨詢委員會制定的上行數據分包格式，設計具體的主導頭、采用不同衛星方的源數據格式和校驗、計算方法，模擬設計出符合數管指令格式的上行數據；

步驟C、上行數據發送機制設計：上行數據發送機制包括人工發送和程控發送兩種模式，人工發送通過手動選擇上行數據要素，結合時間統一和中斷服務，完成上行數據的實時和延時發送，程控發送主要是接收飛行程序調度模塊命令，采用上行數據序列方式完成指定測控事件的上行數據注入；

步驟D、上行數據緩沖區調度管理：針對延時上行數據序列中發送時間的先后順序，設計上行數據緩沖區，用來緩存上行數據序列，將首數據的發送時間在時間統一和中斷服中設置為時間符合中斷信號，來調度指定時刻的延時上行數據序列發送；

步驟E、遙測數據、遙控事件模擬仿真：上行數據發送后的影響通過仿真衛星下行遙測數據來體現，將上行數據中關鍵的且能唯一標識自身的字段填入下行遙測指定結構；將上行數據的作用通過下行遙測重要參數體現；