本發(fā)明涉及一種星載工程參數(shù)的傳輸方法，具體涉及一種基于數(shù)據(jù)融合的星載工程參數(shù)快速傳輸方法。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星工程參數(shù)指反映衛(wèi)星在軌運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)，用于地面進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、態(tài)勢(shì)分析、成像處理等。地面一般通過(guò)星地遙測(cè)數(shù)據(jù)鏈路和遙感數(shù)據(jù)鏈路獲取工程參數(shù)，遙測(cè)數(shù)據(jù)鏈路包含實(shí)時(shí)、延時(shí)和打包等遙測(cè)類的工程參數(shù)，內(nèi)容廣泛，傳輸速率較低，一般為4Kbps～16Kbps，多用于產(chǎn)品的常規(guī)運(yùn)行監(jiān)視；遙感數(shù)據(jù)鏈路包含各類載荷數(shù)據(jù)和載荷輔助數(shù)據(jù)，載荷輔助數(shù)據(jù)作為載荷數(shù)據(jù)的一部分，傳輸速率與載荷數(shù)據(jù)一致，一般為450Mbps～2Gbps，數(shù)據(jù)內(nèi)容與載荷數(shù)據(jù)同步生成，屬于與載荷系統(tǒng)工作相關(guān)的工程參數(shù)，多用于輔助地面成像處理。

隨著衛(wèi)星探測(cè)和應(yīng)用需求的提高，地面系統(tǒng)的成像處理要求獲取更多與載荷工作相關(guān)的星載工程參數(shù)，為了保證高分辨的圖像質(zhì)量，要求獲取載荷成像前和成像過(guò)程的衛(wèi)星導(dǎo)航原始觀測(cè)量以及星敏感器等的原始定位元素。這類星載工程參數(shù)的數(shù)據(jù)率介于遙測(cè)數(shù)據(jù)與載荷輔助數(shù)據(jù)之間，一般為40Mbps～80Mbps，須通過(guò)遙感數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行傳輸；數(shù)據(jù)內(nèi)容涵蓋時(shí)間的跨度大，要求覆蓋成像前和成像過(guò)程；數(shù)據(jù)內(nèi)容與載荷成像相關(guān)，要求快速傳輸至地面系統(tǒng)。因此，完整、快速、高效傳輸星載工程參數(shù)的方法是航天器系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

目前通過(guò)遙感數(shù)據(jù)鏈路傳輸星載工程參數(shù)，一般采用與載荷數(shù)據(jù)分時(shí)傳輸和同時(shí)傳輸兩種方法。分時(shí)傳輸方法，在載荷數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始前或結(jié)束后，單獨(dú)將工程參數(shù)生成并傳輸至地面系統(tǒng)，若在載荷數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始前進(jìn)行，則工程參數(shù)無(wú)法涵蓋成像過(guò)程中的內(nèi)容，不滿足數(shù)據(jù)完整性的要求；若在載荷數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后進(jìn)行，則工程參數(shù)生成并傳輸?shù)倪^(guò)程需要占用更多的地面系統(tǒng)接收資源，不滿足數(shù)據(jù)快速獲取的要求。同時(shí)傳輸方法，微觀上利用載荷數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)隙，宏觀上將工程參數(shù)與載荷數(shù)據(jù)同時(shí)生成并傳輸至地面系統(tǒng)，該方法的時(shí)效性主要取決于載荷數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼伎毡?，工作的占空比越高，則時(shí)效性越差，不適用于載荷突發(fā)數(shù)據(jù)率較高的衛(wèi)星系統(tǒng)，而且工程參數(shù)無(wú)法涵蓋成像前的內(nèi)容，不滿足數(shù)據(jù)完整性的要求。

因此，現(xiàn)有的星載工程參數(shù)傳輸方法主要存在數(shù)據(jù)不完整、無(wú)法快速獲取，適用性不強(qiáng)的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)據(jù)融合的星載工程參數(shù)快速傳輸方法，其解決現(xiàn)有的星載工程參數(shù)傳輸方法數(shù)據(jù)不完整、無(wú)法快速獲取，適用性不強(qiáng)的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于數(shù)據(jù)融合的星載工程參數(shù)快速傳輸方法，包括如下步驟：

S101、利用信源編碼為載荷數(shù)據(jù)和工程參數(shù)分配獨(dú)立的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)；

S102、在載荷存儲(chǔ)單元中，為載荷數(shù)據(jù)和工程參數(shù)設(shè)置獨(dú)立的邏輯編號(hào)；

S103、通過(guò)平臺(tái)存儲(chǔ)單元，實(shí)時(shí)收集和緩存工程參數(shù)；

S104、衛(wèi)星判斷載荷數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鞣绞剑?/p>

S105、對(duì)于“載荷數(shù)據(jù)境內(nèi)記錄實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)境內(nèi)傳輸”的工作方式，利用境內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸前的天線預(yù)置過(guò)程，先完成載荷數(shù)據(jù)境內(nèi)記錄，再將工程參數(shù)低速記錄至載荷存儲(chǔ)單元；

S106、對(duì)于“載荷數(shù)據(jù)先境外記錄，再境內(nèi)傳輸”的工作方式，利用境內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸前的天線預(yù)置過(guò)程，將工程參數(shù)低速記錄至載荷存儲(chǔ)單元；

S107、根據(jù)載荷存儲(chǔ)單元中數(shù)據(jù)的邏輯編號(hào)，依次完成載荷數(shù)據(jù)和工程參數(shù)的高速輸出傳輸；

S108、根據(jù)獨(dú)立分配的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，地面系統(tǒng)接收、提取并處理各類工程參數(shù)。

優(yōu)選地，所述步驟S104中衛(wèi)星載荷數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鞣绞娇煞譃椤拜d荷數(shù)據(jù)境內(nèi)記錄實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)境內(nèi)傳輸”和“載荷數(shù)據(jù)先境外記錄，再境內(nèi)傳輸”兩種。

優(yōu)選地，所述步驟S105中“載荷數(shù)據(jù)先境外記錄，再境內(nèi)傳輸”的工作方式具體指當(dāng)載荷在軌偵察時(shí)，衛(wèi)星位于地面站或中繼星可用范圍之外，或暫時(shí)無(wú)法將數(shù)據(jù)傳輸至地面系統(tǒng)，則需將載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行星上存儲(chǔ)，待條件具備后再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

優(yōu)選地，所述步驟S106中“載荷數(shù)據(jù)境內(nèi)記錄實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)境內(nèi)傳輸”的工作方式具體指當(dāng)載荷在軌偵察時(shí)，衛(wèi)星位于地面站或中繼星可用范圍之內(nèi)，且具備數(shù)據(jù)傳輸至地面系統(tǒng)能力，則可以將獲取的載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，或者通過(guò)星上存儲(chǔ)進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)時(shí)傳輸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明解決了現(xiàn)有的星載工程參數(shù)傳輸方法數(shù)據(jù)不完整、無(wú)法快速獲取，適用性不強(qiáng)的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明將數(shù)據(jù)碼分技術(shù)和時(shí)分傳輸技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，采用數(shù)據(jù)類別標(biāo)識(shí)和邏輯存儲(chǔ)編號(hào)的方法，實(shí)現(xiàn)了工程參數(shù)等多類數(shù)據(jù)融合存儲(chǔ)和輸出靈活的功能；根據(jù)衛(wèi)星不同工作方式的時(shí)序特點(diǎn)，充分利用系統(tǒng)工作時(shí)隙，采用“低速存儲(chǔ)，高速輸出”的方法，高效完成工程參數(shù)的星地傳輸，開(kāi)創(chuàng)了一種解決星載工程參數(shù)無(wú)法完整、快速、高效傳輸?shù)男滤悸?，解決了技術(shù)偏見(jiàn)。本發(fā)明以特征標(biāo)識(shí)區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)，可擴(kuò)展融合多類別工程參數(shù)，再根據(jù)各類工程參數(shù)的應(yīng)用需求和工作特點(diǎn)，完成系統(tǒng)工作時(shí)隙設(shè)計(jì)，可廣泛適用于不同衛(wèi)星工程參數(shù)的快速傳輸。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1是本發(fā)明中基于數(shù)據(jù)融合的星載工程參數(shù)快速傳輸方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明中“載荷數(shù)據(jù)境內(nèi)記錄實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)境內(nèi)傳輸”工作方式的執(zhí)行時(shí)序圖；

圖3是本發(fā)明中“載荷數(shù)據(jù)先境外記錄，再境內(nèi)傳輸”工作方式的執(zhí)行時(shí)序圖；

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對(duì)本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。

本發(fā)明的核心思想在于：將數(shù)據(jù)碼分技術(shù)和時(shí)分傳輸技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，采用前者技術(shù)實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)融合，使用后者技術(shù)完成數(shù)據(jù)快速、高效傳輸，滿足工程參數(shù)的應(yīng)用需求。

以下結(jié)合附圖1，對(duì)本發(fā)明的方法做進(jìn)一步詳細(xì)敘述：

一種基于數(shù)據(jù)融合的星載工程參數(shù)快速傳輸方法，包括如下步驟

S101：利用信源編碼，為載荷數(shù)據(jù)和工程參數(shù)分配獨(dú)立的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)；

S102：在載荷存儲(chǔ)單元中，為載荷數(shù)據(jù)和工程參數(shù)設(shè)置獨(dú)立的邏輯編號(hào)；

S103：通過(guò)平臺(tái)存儲(chǔ)單元，實(shí)時(shí)收集和緩存工程參數(shù)；

S104：衛(wèi)星判斷載荷數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鞣绞剑?/p>

S105：對(duì)于“載荷數(shù)據(jù)境內(nèi)記錄實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)境內(nèi)傳輸”的工作方式，利用境內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸前的天線預(yù)置過(guò)程，先完成載荷數(shù)據(jù)境內(nèi)記錄，再將工程參數(shù)低速記錄至載荷存儲(chǔ)單元；

S106：對(duì)于“載荷數(shù)據(jù)先境外記錄，再境內(nèi)傳輸”的工作方式，利用境內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸前的天線預(yù)置過(guò)程，將工程參數(shù)低速記錄至載荷存儲(chǔ)單元；

S107：根據(jù)載荷存儲(chǔ)單元中數(shù)據(jù)的邏輯編號(hào)，依次完成載荷數(shù)據(jù)和工程參數(shù)的高速輸出傳輸；

S108：根據(jù)獨(dú)立分配的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，地面系統(tǒng)接收、提取并處理各類工程參數(shù)。

實(shí)施例一

請(qǐng)參考附圖2-圖3，對(duì)本發(fā)明的具體方式，舉例說(shuō)明。

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

本實(shí)例為某合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，衛(wèi)星載荷為雙通道合成孔徑雷達(dá)，為了保證高分辨圖像質(zhì)量，要求獲取載荷成像前和成像過(guò)程的衛(wèi)星導(dǎo)航原始觀測(cè)量以及星敏感器原始定位元素，且成像前數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度為48小時(shí)，要求地面系統(tǒng)獲取載荷數(shù)據(jù)1分鐘內(nèi)，完成工程參數(shù)的接收、提取和處理過(guò)程。衛(wèi)星載荷數(shù)據(jù)傳輸速率為1.6Gbps，工程參數(shù)的傳輸速率為50Mbps，星地遙感鏈路傳輸速率為450Mbps。

根據(jù)衛(wèi)星載荷數(shù)據(jù)和工程參數(shù)的類別，利用信源編碼，為載荷數(shù)據(jù)和工程參數(shù)分配獨(dú)立的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。本實(shí)例中衛(wèi)星分配4類獨(dú)立的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，分別為合成孔徑雷達(dá)通道1(05H)、通道2(16H)，導(dǎo)航原始觀測(cè)量(27H)和星敏感器原始定位元素(38H)。

根據(jù)衛(wèi)星載荷數(shù)據(jù)和工程參數(shù)的數(shù)據(jù)量，在載荷存儲(chǔ)單元中，為載荷數(shù)據(jù)和工程參數(shù)設(shè)置獨(dú)立的邏輯編號(hào)。本實(shí)例中衛(wèi)星的導(dǎo)航原始觀測(cè)量和星敏感器原始定位元素統(tǒng)一設(shè)置為64號(hào)文件，其余載荷數(shù)據(jù)根據(jù)地面系統(tǒng)需求可自主設(shè)置為1～63號(hào)文件。

根據(jù)衛(wèi)星工程參數(shù)的生成特點(diǎn)，通過(guò)平臺(tái)存儲(chǔ)單元，實(shí)時(shí)收集和緩存工程參數(shù)。本實(shí)例中導(dǎo)航原始觀測(cè)量和星敏感器原始定位元素均為衛(wèi)星在軌長(zhǎng)期生成，每2秒收集和緩存一組參數(shù)，每組參數(shù)10幀包括導(dǎo)航原始觀測(cè)量和2幀星敏感器原始定位元素，每幀參數(shù)長(zhǎng)度為256Byte，總數(shù)據(jù)量約為4Gbit。

通過(guò)地面系統(tǒng)上注任務(wù)包，衛(wèi)星判斷載荷數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?。本?shí)例中衛(wèi)星工作方式為“記錄”模式、“回放”模式、“中繼回放”模式，“快寫慢放”模式、“中繼快寫慢放”模式。其中“記錄”模式+“回放”模式或“記錄”模式+“中繼回放”模式為“載荷數(shù)據(jù)先境外記錄，再境內(nèi)傳輸”的工作方式；“快寫慢放”模式和“中繼快寫慢放”模式為“載荷數(shù)據(jù)境內(nèi)記錄實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)境內(nèi)傳輸”的工作方式。

根據(jù)衛(wèi)星工作方式的時(shí)隙，合理安排“低速存儲(chǔ)，高速輸出”的執(zhí)行步驟。本實(shí)例中，具體執(zhí)行情況如下，執(zhí)行時(shí)序如附圖2、附圖3所示。

對(duì)于“快寫慢放”模式和“中繼快寫慢放”模式，“低速存儲(chǔ)”過(guò)程：利用對(duì)地或?qū)χ欣^數(shù)據(jù)傳輸前的天線預(yù)置過(guò)程，先以1.6Gbps速率完成載荷數(shù)據(jù)境內(nèi)記錄，再將工程參數(shù)以50Mbps的低速率記錄至載荷存儲(chǔ)單元；

對(duì)于“記錄”模式+“回放”模式和“記錄”模式+“中繼回放”模式，“低速存儲(chǔ)”過(guò)程：利用對(duì)地或?qū)χ欣^數(shù)據(jù)傳輸前的天線預(yù)置過(guò)程，將工程參數(shù)以50Mbps的低速率記錄至載荷存儲(chǔ)單元；

“高速輸出”過(guò)程：地面系統(tǒng)可挑選所需的1～63號(hào)載荷數(shù)據(jù)文件，衛(wèi)星以450Mbps速率完成載荷數(shù)據(jù)輸出后，自動(dòng)將64號(hào)工程參數(shù)文件以450Mbps的高速率輸出至地面系統(tǒng)，傳輸時(shí)間約為10秒。

根據(jù)獨(dú)立分配的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，地面系統(tǒng)接收、提取并處理各類工程參數(shù)。本實(shí)例中按照衛(wèi)星分配4類獨(dú)立的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，地面系統(tǒng)快速完成導(dǎo)航原始觀測(cè)量(27H)和星敏感器原始定位元素(38H)的數(shù)據(jù)分類提取，與載荷數(shù)據(jù)的延遲僅為10秒。

綜上所述，采用本發(fā)明的方法，開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)星載工程參數(shù)快速傳輸設(shè)計(jì)的新思路，解決了工程參數(shù)無(wú)法完整、快速、高效傳輸?shù)募夹g(shù)問(wèn)題，該發(fā)明在航天器工程參數(shù)傳輸領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用將十分廣泛。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了星載工程參數(shù)快速傳輸，保證了地面系統(tǒng)成像處理的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說(shuō)明書(shū)選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)及其全部范圍和等效物的限制。