[发明专利]一种基于阈值判断的延时遥测数据采样方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星遥测领域，涉及一种基于阈值判断的延时遥测数据采样方法，作为小卫星延时遥测数据压缩的一种方法，可拓展至深空探测器、科学试验卫星等多种需要进行延遥数据压缩的航天器。

背景技术

星上遥测是以获取星上各系统的工作参数和环境参数为目的，以现代信息技术为基础的应用系统，分为实时遥测和延时遥测。系统延时遥测是相对于实时遥测而言，是一种将卫星实时遥测数据先存储于卫星缓冲区中，在合适的时间段下传到地面测控系统的遥测处理方法，主要用于记录卫星在不可测控弧度的状态信息。延时遥测是小卫星遥测参数的重要组成部分，是监控卫星状态、定位卫星在轨运行故障的重要依据，尤其是在小卫星的不可测控弧段，延时遥测几乎是定位卫星故障的唯一依据。

在我国现有的小卫星领域，由于受卫星遥测通道、缓冲区、处理器性能等资源限制，需采用数据压缩方式处理延时遥测。现有的延遥压缩算法，采用均匀采样的方式设计。首先，星务中心计算机对遥测轮询，并对遥测包进行判定，若符合采样率要求，将遥测存入延时遥测缓冲区；若不符合，不作处理。具体流程图如图1所示。

然而，随着卫星的复杂度的不断提高，卫星的遥测数据量越来越大，根据均匀采样压缩算法的设计原理，此方法已越来越不适应卫星发展的需要。用于处理延时遥测，存在的问题主要有：

1.缺乏状态监视功能。现有的延遥压缩算法，只是依据时间周期存储遥测信息，不能根据卫星状态变化合理记录遥测信息，缺乏对卫星状态的监视能力。

2.记录数据有效利用率低。延时遥测记录卫星状态信息，是判断卫星在轨故障的重要依据。而现有的压缩方式，依据时间周期记录数据，具有盲目性，不能针对卫星状态记录更多的故障信息，记录下来的延遥数据，虽能够反映卫星状态变化趋势，却对判断卫星故障无太大意义，导致数据有效利用率低。

3.故障漏检率高。以现有的小卫星运行经历来看，延遥采样率往往设置到1/100甚至更低，对于缓变达到32秒周期的遥测，几乎50分钟才能记录一次状态信息。卫星状态信息丢失严重，极易造成卫星故障漏检，带来潜在隐患。

综上所述，现有的压缩算法因数据有效利用率低、故障漏检率高、缺乏有效监视功能等问题，很难适应小卫星未来的发展需求，急需一种更符合卫星发展需要的压缩算法设计。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于阈值判断的延时遥测数据采样方法，弥补了现有小卫星延时遥测压缩方法的不足，提高了小卫星延时遥测有效性，降低了卫星在轨风险和隐患；实现了对卫星状态的监视，还可通过地面控制，对指定的遥测实时针对性监视。

本发明的技术方案是：一种基于阈值判断的延时遥测数据采样方法，步骤如下：

1）星上各下位机采集遥测状态数据，并与预设的初始遥测数据进行比对，若超出初始遥测阈值范围，置位遥测状态标志位，再将遥测状态数据存入各下位机的缓冲区，等待星务主机轮询；若未超出初始遥测阈值范围，则清除遥测状态标志位，将遥测状态数据存于各下位机的缓冲区中，等待主机轮询；所述的遥测状态数据包括包头、遥测数据、校验码；

2）星务主机依次轮询各下位机，获取遥测状态数据，判断各遥测状态数据的标志状态；若遥测状态标志位无效，则不进行存储，若遥测状态标志位有效，则将此遥测状态数据连同星时数据同时存入星务主机的延遥缓冲区中，等待下传。

步骤1）中将采集得到的遥测状态数据与预设的初始遥测数据进行比对，若未超出初始遥测阈值范围，则给出校验码，并作为遥测状态标志位；若超出初始遥测阈值范围，则将校验码取反后，作为遥测状态标志位。

步骤2）中星务主机收取遥测状态数据，并判断遥测状态标志位，若为原校验码，则不进行存储；若取反后为原校验码，则记录该遥测状态数据到延遥缓冲区，并等待下传；若标志位为其他，则忽略该遥测状态数据。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）本发明依据卫星状态变化情况进行遥测信息记录，更加符合小卫星延时遥测的设计目的，记录的数据都是卫星自主判断后得到的“问题数据”，在轨维护人员据此判断卫星状态，降低了在轨故障分析和定位的难度，提高了记录的数据有效利用率。

（2）本发明方法可以记录卫星在不可测弧段的异常状态信息，可以更好的记录卫星在轨运行故障；

（3）本发明通过对初始遥测数据以及初始遥测阈值范围进行实时调整，改变传输数据量，控制遥测监视的内容和权重，对指定遥测实施针对性监视；