一種敏捷衛(wèi)星任務(wù)解譯閉環(huán)仿真驗證系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種敏捷衛(wèi)星任務(wù)解譯閉環(huán)仿真驗證系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天圖像在各行各業(yè)應(yīng)用的逐漸深入，用戶對圖像數(shù)據(jù)信息的要求越來越高，需要更快速、靈活的圖像生成模式，這不僅具有巨大的商業(yè)應(yīng)用價值，還具有重要的軍事應(yīng)用價值，因此提高姿態(tài)機(jī)動能力已成為對地觀測衛(wèi)星的一個發(fā)展趨勢，而敏捷衛(wèi)星正是為了適應(yīng)這種需求而生成的。敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)對地觀測衛(wèi)星，不僅能通過側(cè)擺機(jī)動成像，還能通過俯仰機(jī)動成像，借助這種大范圍快速姿態(tài)機(jī)動能力，能實現(xiàn)對觀測目標(biāo)的快速響應(yīng)和多模式成像功能，然而，快速姿態(tài)機(jī)動成像衛(wèi)星的應(yīng)用面臨任務(wù)數(shù)量眾多，成像模式復(fù)雜，指令序列繁多的困難，傳統(tǒng)簡化的任務(wù)規(guī)劃模式顯然不適用，因此，任務(wù)規(guī)劃技術(shù)成為了發(fā)展快速姿態(tài)機(jī)動成像衛(wèi)星的瓶頸和關(guān)鍵技術(shù)。受限于星載計算機(jī)的計算能力等資源有限原因，目前還無法真正實現(xiàn)星上自主任務(wù)規(guī)劃，而地面任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)因為具備諸多優(yōu)點而得到初步應(yīng)用，敏捷衛(wèi)星正是采用了地面任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)。在實際應(yīng)用中，設(shè)計人員需要根據(jù)具體任務(wù)，通過地面任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)實現(xiàn)衛(wèi)星任務(wù)和動作的合理安排，地面任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)首先生成規(guī)劃后的星上動作序列，然后根據(jù)動作序列，以任務(wù)數(shù)據(jù)塊的形式生成待上注的星上數(shù)據(jù)塊。星載計算機(jī)通過執(zhí)行包含星上時間及動作、任務(wù)參數(shù)等形式的星上數(shù)據(jù)塊，最終完成目標(biāo)的成像。但是如何驗證地面任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，如何保證敏捷衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的正確實施，目前還沒有一套完整的方法供參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)解決問題:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種敏捷衛(wèi)星任務(wù)解譯閉環(huán)仿真驗證系統(tǒng)及方法，可以有效解決目前敏捷衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的驗證仿真、修改反演等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠保證敏捷衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃的正確實施。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種敏捷衛(wèi)星任務(wù)解譯閉環(huán)仿真驗證系統(tǒng)，其特征在于包括:中心控制單元，星上模板定義單元，參數(shù)驗證規(guī)則定義單元，數(shù)據(jù)格式定義單元，通用邏輯處理單元，數(shù)據(jù)接收處理單元，任務(wù)數(shù)據(jù)塊仿真解析數(shù)據(jù)輸出單元和任務(wù)規(guī)劃修改反演數(shù)據(jù)輸出單元；
[0005]星上模板定義單元，進(jìn)行敏捷衛(wèi)星星上相對程控指令模板的定義，供中心控制單元調(diào)用；
[0006]參數(shù)驗證規(guī)則定義單元，定義任務(wù)數(shù)據(jù)塊的參數(shù)驗證規(guī)則，參數(shù)驗證規(guī)則包括姿態(tài)機(jī)動數(shù)據(jù)塊驗證規(guī)則、數(shù)傳載荷批處理指令參數(shù)驗證規(guī)則，供中心控制單元調(diào)用；
[0007]數(shù)據(jù)格式定義單元，定義任務(wù)數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)格式，供中心控制單元調(diào)用；
[0008]通用邏輯處理單元，完成系統(tǒng)中各個單元的通用數(shù)據(jù)邏輯處理，以供各個單元調(diào)用；通用邏輯處理包括:對輸入任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行字符統(tǒng)一轉(zhuǎn)換處理，UTC、北京時間和格林威治時間的轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)格式處理；
[0009]數(shù)據(jù)接收處理單元，對接收的任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行預(yù)處理，并將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)送至中心控制單元；
[0010]中心控制單元，對任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行邏輯處理，如果邏輯處理有問題，將進(jìn)行報警并標(biāo)識處理；邏輯處理包括:非十六進(jìn)制字符處理、數(shù)據(jù)空格處理、數(shù)據(jù)塊長度驗證處理、數(shù)據(jù)塊主導(dǎo)頭驗證，數(shù)據(jù)CRC校驗，數(shù)據(jù)域格式驗證；通過邏輯處理后，調(diào)用數(shù)據(jù)格式定義單元，對任務(wù)數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行校驗，同時將數(shù)據(jù)格式的校驗結(jié)果進(jìn)行輸出顯示，便于設(shè)計人員核對；在校驗過程中，一旦處理數(shù)據(jù)格式出現(xiàn)錯誤，中心控制單元將進(jìn)行錯誤報警并標(biāo)識處理；數(shù)據(jù)塊格式校驗后，調(diào)用參數(shù)驗證規(guī)則定義單元定義的任務(wù)數(shù)據(jù)塊的參數(shù)驗證規(guī)則，對數(shù)據(jù)格式校驗通過的任務(wù)數(shù)據(jù)塊中包含的參數(shù)信息進(jìn)行校驗，如果出現(xiàn)異常，中心控制單元將進(jìn)行錯誤報警并標(biāo)識處理；參數(shù)驗證規(guī)則通過后，中心控制單元進(jìn)行任務(wù)數(shù)據(jù)塊仿真解析處理，此時調(diào)用星上模板定義單元定義的敏捷衛(wèi)星星上相對程控指令模板和數(shù)據(jù)格式定義單元定義的任務(wù)數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行任務(wù)數(shù)據(jù)塊仿真解析處理，之后通過任務(wù)數(shù)據(jù)塊仿真解析輸出單元將解析處理后的結(jié)果進(jìn)行報表輸出；同時，中心控制單元調(diào)用任務(wù)規(guī)劃修改反演數(shù)據(jù)輸出單元，將最終任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重新輸出；在中心控制單元處理過程中，同時調(diào)用通用邏輯處理單元進(jìn)行通用數(shù)據(jù)邏輯處理；
[0011]任務(wù)塊仿真解析輸出單元，輸出解析后的報表格式；
[0012]任務(wù)規(guī)劃修改反演數(shù)據(jù)輸出單元，進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃反演操作，重新生成修改過的任務(wù)數(shù)據(jù)塊，對修改后的任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重新驗證和仿真解析處理。
[0013]所述星上模板定義單元中，敏捷衛(wèi)星星上相對程控指令模板的定義的字段及結(jié)構(gòu)包括:指令代號、指令名稱、執(zhí)行時間、標(biāo)識、段標(biāo)識、指令執(zhí)行所需時間、是否帶參數(shù)指令、指令執(zhí)行時間A T、參數(shù)長度；其中執(zhí)行時間從相對時間T0開始，指令代號是指星務(wù)指令代號，指令名稱即星務(wù)指令代號所對應(yīng)的指令名稱，標(biāo)識和段標(biāo)識主要用于區(qū)分不同段指令，屬于相同標(biāo)識或段標(biāo)識的指令將被星上任務(wù)進(jìn)行相同執(zhí)行或不執(zhí)行處理，指令執(zhí)行所需時間定義了指令執(zhí)行所需要的十進(jìn)制時長，如果該條指令是可變指令，則是否帶參指令項為1，否則為0，指令執(zhí)行時間是否需要考慮△ T，取決于該指令在指令模板中段標(biāo)是否在段間隔參數(shù)之后；如果是可變指令，將給出可變參數(shù)長度值，是兩個字節(jié)長度，否則將定義為0。
[0014]所述參數(shù)驗證規(guī)則定義單元中，姿態(tài)機(jī)動數(shù)據(jù)塊驗證規(guī)則為32個字節(jié)，定義了特征碼、有效數(shù)據(jù)，定義了數(shù)傳天線編號、地面站編號；支持將任務(wù)數(shù)據(jù)塊中參數(shù)單獨提取并詳細(xì)解析，將32字節(jié)姿態(tài)機(jī)動數(shù)據(jù)塊進(jìn)行逐項解析，包括解析特征碼碼字，有效數(shù)據(jù)碼字，數(shù)傳天線編號碼字，地面站編號碼字；支持反向生成功能，將特征碼值，有效數(shù)據(jù)參數(shù)修改后，重新生成32字節(jié)姿態(tài)機(jī)動數(shù)據(jù)塊。
[0015]所述中心控制單元對任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行參數(shù)規(guī)則驗證時引入了迭代器模式，通過迭代器模式，可以實現(xiàn)參數(shù)規(guī)則定義的動態(tài)變化調(diào)整。進(jìn)行具體的參數(shù)規(guī)則驗證時，首先調(diào)用迭代器，獲取目前定義的所有參數(shù)規(guī)則定義單元，這些規(guī)則定義單元可能包括姿態(tài)機(jī)動數(shù)據(jù)規(guī)則定義，數(shù)傳參數(shù)規(guī)則定義，載荷參數(shù)規(guī)則定義。獲取所有規(guī)則定義單元后，根據(jù)具體的規(guī)則定義單元，通過調(diào)用統(tǒng)一的接口方法，參數(shù)規(guī)則驗證單元可以進(jìn)行具體的參數(shù)規(guī)則驗證操作，從而實現(xiàn)動態(tài)驗證參數(shù)規(guī)則過程。
[0016]所述數(shù)據(jù)格式定義單元定義任務(wù)數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)格式包括:任務(wù)塊頭，元任務(wù)個數(shù)，元任務(wù)號，元任務(wù)開始時間，任務(wù)屬性，元任務(wù)持續(xù)時間，包含的模板個數(shù)，模板編號，模板啟動相對時間，模板各段執(zhí)行標(biāo)識，段間隔時間，模板參數(shù)長度及參數(shù)信息字段。
[0017]所述中心控制單元對任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行數(shù)據(jù)格式驗證時引入了迭代器模式，通過迭代器模式，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式定義的動態(tài)變化調(diào)整。進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)格式驗證時，首先調(diào)用迭代器，獲取目前定義的所有數(shù)據(jù)格式定義單元，中心控制單元根據(jù)具體的數(shù)據(jù)格式定義單元，通過調(diào)用統(tǒng)一的接口方法，數(shù)據(jù)格式驗證單元進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)格式驗證操作，從而實現(xiàn)動態(tài)驗證數(shù)據(jù)格式的過程。
[0018]所述任務(wù)規(guī)劃修改反演數(shù)據(jù)輸出單元，進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃反演操作，能夠重新生成修改過的任務(wù)數(shù)據(jù)塊，對修改后的任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重新驗證和仿真解析處理。
[0019]所述任務(wù)塊仿真解析輸出單元輸出后的報表格式包括:指令序列和格式反演序列，其中指令序列包括:星箭分離時UTC值，任務(wù)塊碼字，元任務(wù)個數(shù)，最后處理的元任務(wù)號，最后處理的元任務(wù)開始時間，最后處理的元任務(wù)屬性，最后處理的元任務(wù)持續(xù)時間，最后處理的元任務(wù)包含的模板個數(shù)，指令名稱，指令參數(shù)，指令開始執(zhí)行北京時間，指令開始執(zhí)行格林威治時間，指令開始執(zhí)行UTC時間，姿控星時；格式反演序列包括:數(shù)據(jù)內(nèi)容，碼字，說明，指令塊號，元任務(wù)號，模板編號，其他信息或錯誤信息
[0020]一種敏捷衛(wèi)星任務(wù)解譯閉環(huán)仿真驗證方法，步驟如下:
[0021](1)配置任務(wù)信息，對任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行任務(wù)解譯仿真之前，需要進(jìn)行任務(wù)信息配置，不同的任務(wù)類型，靈活定制不同的任務(wù)信息，這些任務(wù)信息包括:星上模板定義，參數(shù)驗證規(guī)則定義，數(shù)據(jù)格式定義；
[0022](2)驗證上注任務(wù)數(shù)據(jù)塊，對任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行格式驗證，包括數(shù)據(jù)長度驗證、數(shù)據(jù)頭驗證、校驗碼字驗證、元任務(wù)號沖突驗證、元任務(wù)時間驗證、任務(wù)屬性驗證、模板參數(shù)驗證、模板屬性驗證、姿態(tài)機(jī)動數(shù)據(jù)格式驗證；同時，模擬星上處理單元對上注任務(wù)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行九大錯誤模式處理，包括①超過了最大允許元任務(wù)數(shù)量；②上注的任務(wù)數(shù)據(jù)塊內(nèi)部包含的元任務(wù)超過了最大允許個數(shù)某元任務(wù)的模板超過了最大字節(jié)數(shù)；④多個元任務(wù)沒有按照時間先后順序排列；⑤模板沒有按照時間