一種自動化遙感指令生成及驗證方法
2023-08-04 07:35:51
一種自動化遙感指令生成及驗證方法
【專利摘要】一種自動化遙感指令生成及驗證方法，（1）建立遙感衛星遙感指令發送鏈路規則；（2）建立衛星正向指令模板庫；（3）建立指令模板規則序列庫；（4）確定本次探測計劃對應的工作項目以及每個工作項目下的基本操作單元；（5）生成完整的衛星可執行的指令序列塊；（6）解析基本操作單元，判斷指令序列塊中基本操作單元的執行步驟、間隔時間是否符合衛星逆向指令參數項模板庫中的約束要求，若不符合，則人工檢查用戶輸入的探測計劃以及建立的指令模板規則序列庫，修改後從步驟（4）開始重新執行；否則將符合約束條件的指令序列塊存儲，並按照遙感指令發送鏈路規則發送至衛星指令上注中心，由衛星指令上注中心上傳至衛星。
【專利說明】一種自動化遙感指令生成及驗證方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於遙感衛星測控方法，具體涉及基於衛星有效載荷使用約束及規則的測控指令生成及自動反編比對方法。
【背景技術】
[0002]近年，遙感衛星在國民建設中發揮越來越重要的作用，各級別用戶對遙感衛星的常規及應急業務需求也越來越頻繁，這對遙感衛星有效載荷管理也提出了很高的要求，高效準確的編制衛星指令成為地面系統建設中的關鍵環節。
[0003]通常，對有效載荷的管理方法是針對制定衛星的工作特點，一體化管理用戶採集需求，編制特定指令合理利用衛星資源，採用多次人工比對的方式確保上行指令的正確性，同時通過遙測信息監測和調整有效載荷對遙控指令的執行情況以及衛星的工作狀態。
[0004]對有效載荷控制的指令編制是地面系統任務執行的關鍵環節，也是關係到衛星系統運行安全和信息獲取控制效率的重要問題。當衛星數、任務數或約束數較多時，有效載荷控制可靠性難以保證，因此一般採用指令語法、語義的多級檢查、指令反演、雙機比對、多種類多頻次的對接試驗等手段，要求指令操作人員對衛星的各項指標有較深入的理解，通過人工的方式進行全面的比對工作，這種形式往往耗時費力，研發效率和運行控制工作效率不高。在最近的地面系統運行中，研究多種平臺共存、多種有效載荷、多種傳感器、高低軌道時有效載荷控制模式、控制規則，用工程的方法，在任務規劃、指令生成、指令反編比對之間進行有效載荷控制通用指令模板研究，實現指令的自動正向生成及逆向指令反編後的自動化比對。解決操作人員使用時對有效載荷控制指令的繁瑣的人工比對，確保指令的百分之百正確性，併兼顧有效載荷控制靈活性和效率。
【發明內容】
[0005]本發明的技術解決問題是:針對現有的技術及流程缺陷，提供一種能針對特定衛星約束要求的指令正向編排和指令逆向反編自動比對的指令生成校驗方法，實現指令的自動化比對，確保指令的正確性和有效性。
[0006]本發明的技術解決方案是:一種自動化遙感指令生成及驗證方法，步驟如下:
[0007]( I)建立遙感衛星遙感指令發送鏈路規則；
[0008]( 2 )建立衛星正向指令模板庫:首先梳理衛星所有工作項目，將每個工作項目設置索引；然後將衛星每個工作項目分解為基本操作單元，每個基本操作單元設置索引編號，並為每個基本操作單元的輸入參數項進行信息標註；所述的基本操作單元為遙感衛星工作載荷的不同工作模式；
[0009](3)建立指令模板規則序列庫:根據遙感衛星各基本操作單元的工作過程，將每個基本操作單元的執行步驟、間隔時間、執行碼字存儲在各自的指令模板規則序列庫中；
[0010](4)根據用戶輸入的探測計劃，調用衛星正向指令模板庫，確定本次探測計劃對應的工作項目以及每個工作項目下的基本操作單元；[0011](5)根據步驟(4)中確定的基本操作單元調用相應的指令模板規則序列庫，根據遙感衛星的指令封裝格式將上述確定的工作項目、基本操作單元以及基本操作單元的執行步驟、間隔時間、執行碼字進行封裝，生成完整的衛星可執行的指令序列塊；
[0012](6)從上述生成的指令序列塊中解析出基本操作單元，判斷指令序列塊中基本操作單元的執行步驟、間隔時間是否符合衛星逆向指令參數項模板庫中的約束要求，若不符合，則人工檢查用戶輸入的探測計劃以及步驟(3)中建立的指令模板規則序列庫，修改後從步驟(4)開始重新執行；否則轉步驟(7)；
[0013](7)將符合約束條件的指令序列塊存儲，並按照步驟(I)中建立的遙感指令發送鏈路規則發送至衛星指令上注中心，由衛星指令上注中心上傳至衛星。
[0014]所述的衛星逆向指令參數項模板庫包括指令碼字序號、指令碼字序列、指令內容、指令約束時序要求和指令模板關聯要求；所述的指令內容與基本操作單元對應；
[0015]將衛星工作載荷不同工作模式下的約束條件轉換成約束公式，存儲在指令約束時序要求中；根據用戶輸入的探測計劃，將基本操作單元每個執行步驟的執行先後順序存儲在指令模板關聯要求中。
[0016]所述步驟(I)中遙感指令發送鏈路規則採用「三判二」的鏈路機制，即對於每個指令序列塊，均發送三次，抽取其中的兩個指令序列塊進行CRC比對，將比對通過的指令序列塊發送。
[0017]本發明與現有技術相比有益效果為:
[0018](I)本發明能夠適用特定衛星的多重動態約束快速處理及指令準確生成及自動校驗。一方面實現了對特定衛星的約束進行判讀及動態約束管理，另一方面通過對指令序列進行模板化建設，實現指令塊的多重自動化比對。本發明是一種高可靠性的指令生成方法，自動化程度高，可維護性強，可用於遙感衛星的業務運行。
[0019](2)本發明方法避免了之前的人工比校驗方法的不確定性和一旦出現錯誤就不可彌補的情況，減少指令比對過程的不確定性對操作人員帶來的心理壓力，降低對指令編排人員的技術掌握要求及操作難度。同時，更加重要的是，本發明切實、高效、穩妥地保證衛星多年在軌期間的指令生成準確性。
[0020](3)本發明在生成指令序列塊後，為確保指令的正確性，需對指令進行反編驗證。將解析後的結果與資料庫中的正向指令庫及反向規則庫進行匹配，首先匹配該任務使用的指令模板，之後對模板的主要參數進行約束檢查，可確保實現指令的100%正確性。
[0021](4)本發明能夠對光學、立體測繪、雷達等各種不同種類的衛星分別建立獨立的衛星正向指令模板庫。該指令模板庫是各種載荷任務的基本指令單元，通過多個基本指令模板庫組合使用實現單次工程任務。正向指令生成模板庫的建立主要是便於指令的快速生成，同時也提高了工程任務實現的靈活性。
[0022](5)本發明對指令的反編校驗採用人工判讀指令序列和參數約束的形式實現，逆向指令生成模板庫的建立可以實現系統自動的約束判讀。該模板庫建設將衛星工作載荷的各種約束參數均提取成數學判讀公式，並確保其完備性，實現系統的自動判讀。在系統運行期間，將新的規則更新至模板庫中，確保衛星壽命期內的安全運行。
【專利附圖】
【附圖說明】[0023]圖1為本發明方法流程圖。
【具體實施方式】
[0024]一種自動化遙感衛星指令生成及反編自動比對方法，如圖1所示，包括以下的完整實施步驟:
[0025](I)指令發送鏈路規則的建立
[0026]一般的遙感衛星業務指令需通過光纖與衛星指令上注中心進行數據傳輸，包括上注的遙控指令及實時遙測數據等。地面系統需對鏈路進行控制管理，包括控制管理負責各線程模塊的初始化、管理、監視和工作狀態的控制。
[0027]為保證在鏈路發送過程中數據的有效性和可靠性，在鏈路協議上採用「三判二」的鏈路機制，即對於每個指令任務，均發送三次，抽取其中的兩個指令數據塊進行CRC (校驗和)比對，若結果一致，則可確保發送指令數據的100%正確性。
[0028](2)衛星正向指令模板庫的建立
[0029]正向指令生成模板庫建立的主要輸入依據為衛星「指令生成及使用準則」，其建立步驟如下:
[0030]首先梳理衛星所有工作項目，一般包括實傳成像、記錄成像、回放、側擺成像、載荷參數調整等。
[0031]然後將每個工作項目分解為基本操作單元，例如實傳成像包括A相機實傳成像、B相機實傳成像；側擺成像包括整星正角度側擺和整星負角度側擺；載荷參數調整包括A相機調焦、B相機增益調整等。
[0032]再次，為每個基本操作單元設置索引編號(即模板編號)，同時將基本操作單元輸入參數項等信息標註，下表I為模板庫實例:
【權利要求】
1.一種自動化遙感指令生成及驗證方法，其特徵在於步驟如下: (1)建立遙感衛星遙感指令發送鏈路規則； (2)建立衛星正向指令模板庫:首先梳理衛星所有工作項目，將每個工作項目設置索引；然後將衛星每個工作項目分解為基本操作單元，每個基本操作單元設置索引編號，並為每個基本操作單元的輸入參數項進行信息標註；所述的基本操作單元為遙感衛星工作載荷的不同工作模式； (3)建立指令模板規則序列庫:根據遙感衛星各基本操作單元的工作過程，將每個基本操作單元的執行步驟、間隔時間、執行碼字存儲在各自的指令模板規則序列庫中； (4)根據用戶輸入的探測計劃，調用衛星正向指令模板庫，確定本次探測計劃對應的工作項目以及每個工作項目下的基本操作單元； (5)根據步驟(4)中確定的基本操作單元調用相應的指令模板規則序列庫，根據遙感衛星的指令封裝格式將上述確定的工作項目、基本操作單元以及基本操作單元的執行步驟、間隔時間、執行碼字進行封裝，生成完整的衛星可執行的指令序列塊； (6)從上述生成的指令序列塊中解析出基本操作單元，判斷指令序列塊中基本操作單元的執行步驟、間隔時間是否符合衛星逆向指令參數項模板庫中的約束要求，若不符合，則人工檢查用戶輸入的探測計劃以及步驟(3)中建立的指令模板規則序列庫，修改後從步驟(4)開始重新執行；否則轉步驟(7)； (7)將符合約束條件的指令序列塊存儲，並按照步驟(I)中建立的遙感指令發送鏈路規則發送至衛星指令上注中心，由衛星指令上注中心上傳至衛星。
2.根據權利要求1所述的一種自動化遙感指令生成及驗證方法，其特徵在於:所述的衛星逆向指令參數項模板庫包括指令碼字序號、指令碼字序列、指令內容、指令約束時序要求和指令模板關聯要求；所述的指令內容與基本操作單元對應； 將衛星工作載荷不同工作模式下的約束條件轉換成約束公式，存儲在指令約束時序要求中；根據用戶輸入的探測計劃，將基本操作單元每個執行步驟的執行先後順序存儲在指令模板關聯要求中。
3.根據權利要求1所述的一種自動化遙感指令生成及驗證方法，其特徵在於:所述步驟(I)中遙感指令發送鏈路規則採用「三判二」的鏈路機制，即對於每個指令序列塊，均發送三次，抽取其中的兩個指令序列塊進行CRC比對，將比對通過的指令序列塊發送。
【文檔編號】G05B19/418GK103676853SQ201310631335
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】邱虎, 劉明亮, 喻文勇 申請人:中國資源衛星應用中心