[发明专利]一种空间遥操作指令时延的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于时延操作领域，具体涉及一种空间遥操作指令时延的测量方法，通过开发高精度授时系统、内部信息交互增加时延测量字段等方式，实现对空间操作指令时延测量与分析。

背景技术

所谓的大时延遥操作，是指在较大的通讯延迟和有限的通讯带宽条件下，由本地的操作员控制远地的遥机器人完成作业任务的一种操作方式。在空间应用领域，一般是指操作员在地面控制空间机器人进行操作。大时延遥操作技术的研究，将使由空间机器人代替宇航员完成各种空间作业任务成为可能，近年来获得了国内外的广泛关注。

空间机器人与地面控制站中的遥操作员存在较大的时延。地面对地球同步轨道卫星的遥操作，实际的回路时延一般为5至7秒。这包括链路传输时延，数据处理时延和响应时延等，其时延分布如图1。其中数据处理时延包括控制指令的解释、计算、存储时间，地面验证仿真时间，现场图像的处理时间及仿真图像的运行时间等。将大时延引入控制回路，会给系统的知觉感受和操作性能带来极大影响，给控制的稳定性带来极大挑战。同时分析时延组成来看，空间遥操作时延还存在随机变化、不可预测等的特点。遥操作系统要求对指令在系统回路传输过程中的时延进行精确测量、分析。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种空间遥操作指令时延的测量方法，为准确描述系统模型、增加系统稳定性和透明性等工作奠定基础。

技术方案

一种空间遥操作指令时延的测量方法，其特征在于：采用时间分辨率优于0.02毫秒的高精度授时系统作为该测量方法的时源，具体步骤为：

步骤1：对遥操作系统内部各个通信环节信息增加时延测量字段，时延测量字段的格式如下：

参数信源信宿TfTsTzTzs字节数444444

信源：表明时延测量帧的发起端，用二进制补码对其编号；

信宿：表明时延测量帧的接收端，用二进制补码对其编号；

Tf：测试发起端发送数据时刻信源时统的当日地区标准时间，占4个字节，用二进制补码表示；

Ts：被测试端收到数据时刻信源时统的当日地区标准时间，占4个字节，用二进制补码表示；

Tz：被测试端转发数据时刻信源时统的当日地区标准时间，占4个字节，用二进制补码表示；

Tzs：测试发起端收到转发数据时刻信源时统的当日地区标准时间，占4个字节，用二进制补码表示；

步骤2：指令发送端发送遥操作控制指令时，在指令生成的时延测量字段的Tf字段填写指令生成时间，并填写信源和信宿，其他参数填零；

步骤3：指令验证端接收到指令时，拷贝指令生成的时延测量字段作为验证反馈信息的时延测量字段，并在验证反馈信息时延测量字段的Ts字段填写指令接收时间；