CN109815286A - 一种自适应火箭遥测***及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于航天技术领域，公开了一种自适应火箭遥测***及其实现方法，该***包括通信前置机，用于接收火箭遥测数据，并根据自定义应用层协议将火箭遥测数据转换为遥测报文信息；通信中心机，用于对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库中；Web server端，Web server端与通信中心机的数据库连接；浏览器前端，浏览器前端与Web server端连接。该***通过自定义应用层协议可以将不同火箭型号的信息封装到固定格式的报文中，该***可以自适应不同的火箭型号，其通用性强，能够避免火箭***的重复开发，降低了***的成本。

Description

一种自适应火箭遥测***及其实现方法

技术领域

本发明属于航天技术领域，具体涉及一种自适应火箭遥测***及其实现方法。

背景技术

火箭的发射，无论是研制性的试验发射，还是火箭定型后的商业发射，都具有高风险性，为确保火箭的正常飞行，需通过火箭遥测获得各阶段的状态数据，实时监控发射过程，并通过事后分析，优化火箭***，升级火箭性能。对于不同型号的火箭，设备名称、设备数量、设备参数、设备参数的数量、设备参数的数据类型，设备参数的取值范围不尽相同，传统遥测***的模块需根据火箭型号做定制化处理，成本高昂。

随着火箭商业化的大趋势，为了实现盈利，火箭产业技术升级、成本压缩是必然。为降低火箭遥测成本，避免***模块重复开发是解决这一问题的重要手段，因此对遥测***的模块通用性有更高的要求。现有的火箭遥测***，需根据不同的火箭型号调研其遥测需求，确定其数据结构，基于此数据结构设计并实现数据传输、存储、处理等模块；不同的火箭型号，数据结构不同，***模块也不同，无法兼容其它型号的火箭，缺乏通用性。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种自适应火箭遥测***，火箭遥测***可以自适应不同型号火箭，其通用性强，能够避免火箭***的重复开发，降低***的成本。本发明还提供了一种自适应火箭遥测的实现方法，解决了现有技术中遥测***的相关模块应用于特定火箭型号的狭隘性，给数据的传输、存储和处理带来了极大的便利。

本发明所采用的技术方案为：一种自适应火箭遥测***，包括：

通信前置机，用于接收火箭遥测数据，并根据自定义应用层协议将火箭遥测数据转换为遥测报文信息；

通信中心机，所述通信中心机与通信前置机连接，用于对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库中；

Web server端，所述Web server端与通信中心机的数据库连接；

浏览器前端，所述浏览器前端与Web server端连接。

作为优选方式，所述遥测报文信息包括两种类型的报文信息，分别为遥测报表定义报文和遥测报表数据报文。

作为优选方式，所述数据库包括字段定义表、设备关系表和遥测数据表。

本发明所采用的另一技术方案为：一种自适应火箭遥测的实现方法，包括以下步骤：

S1，火箭遥测设备收集火箭遥测数据并发送至地面接收站，地面接收站将接收的火箭遥测数据传输至通信前置机；

S2，通信前置机根据自定义应用层协议将火箭遥测数据转换为遥测报文信息，并将遥测报文信息传输至通信中心机；

S3，通信中心机对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库中；

S4，在Web server端访问数据库中的数据，并动态构建数据表对象；

S5，在浏览器前端调用Web server端的API访问数据表对象，对数据表对象的火箭遥测数据进行读取和处理。

作为优选方式，所述遥测报文信息包括两种类型的报文信息，分别为遥测报表定义报文和遥测报表数据报文。

作为优选方式，所述遥测报表定义报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、设备名称、父级设备名称、字段名称、字段数据类型值、字段最小值、字段最大值、字段单位和字段显示要求；所述遥测报表数据报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、设备名称和遥测具体数据。

作为优选方式，所述数据库包括字段定义表、设备关系表和遥测数据表。

作为优选方式，在S3中，通信中心机对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库中具体为：

S31，通信中心机对接收到的遥测报文信息类型进行判断；

S32，若接收的报文类型是遥测报表数据报文，则进入S33；若接收的报文类型是遥测报表定义报文，则进入S34；

S33，将遥测报表数据报文的内容填入对应设备的遥测数据表内，然后判断报文是否终止传输，若未终止，返回并重新进行S31的判断操作；若终止，则结束接收程序；

S34，首先判断数据库内是否存在当前设备的遥测数据表，若存在，返回并重新进行S31的判断操作，若不存在，则建立当前设备的遥测数据表；下一步判断数据库内是否存在当前设备的设备关系表，若存在设备关系表，则将当前设备名称及其父级设备名称存入设备关系表内，若不存在设备关系表，则建立当前设备的设备关系表并将当前设备名称及其父级设备名称存入设备关系表内；下一步判断数据库内是否存在当前设备的字段定义表，若存在字段定义表，将当前设备的字段名称存入字段定义表内，若不存在字段定义表，则建立当前设备的字段定义表并将当前设备的字段名称存入字段定义表内；最后判断报文是否终止传输，若未终止，返回并重新进行S31的判断操作，若终止，则结束接收程序。

本发明的有益效果为：

1、本发明提供了一种自适应火箭遥测***，通信前置机通过自定义应用层协议，可以将不同火箭型号的设备信息(如设备名称、设备数量、设备参数、设备参数的数量、设备参数的数据类型，设备参数的取值范围等)封装到固定格式的报文中，使得遥测***可以自适应不同的火箭型号，对不同的火箭型号的遥测数据进行统一处理。通过本发明，火箭遥测***可以自适应不同型号火箭，其通用性强，能够避免火箭***的重复开发，降低***的成本。

2、本发明提供了一种自适应火箭遥测的实现方法，通信前置机接收火箭遥测数据后，首先根据自定义应用层协议，针对火箭中的每个设备，构造遥测报表定义报文，一个设备对应一个遥测报表定义报文，并发送给通信中心机。通信中心机根据遥测报表定义报文的内容建立相应设备的遥测数据表，并将相应设备的遥测数据表的各字段参数存入字段定义表，同时将设备之间的关系存入设备关系表。然后，通信前置机根据时间片划分，对火箭的每个设备构造遥测报表数据报文，并发送给通信中心机。通信中心机接收并解析遥测报表数据报文，并存入相应设备的遥测数据表中。在Web server端打开设备关系表，读取设备名称，通过设备名称访问字段定义表，获取该设备遥测数据表的各字段参数，动态构建数据表对象，获得数据库中相应设备的遥测数据，并将上述功能封装成API，供浏览器前端调用。最后，浏览器前端调用Web server端的API，访问火箭遥测数据库的数据表对象，对火箭相关设备的遥测数据进行读取和处理。通过本发明可实现不同火箭型号的遥测数据处理，解决了现有技术中遥测***的相关模块应用于特定火箭型号的狭隘性，能够降低开发成本，不同火箭型号具有通用性，给数据的传输、存储和处理带来了极大的便利。

附图说明

图1是本发明提供的一种自适应火箭遥测***的拓扑图。

图2是本发明提供的一种自适应火箭遥测的实现方法的流程图。

图3是本发明提供的一种自适应火箭遥测的实现方法中遥测报表定义报文的具体说明图。

图4是本发明提供的一种自适应火箭遥测的实现方法中遥测报表数据报文的具体说明图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种自适应火箭遥测***，包括：

通信前置机，用于接收火箭遥测数据，并根据自定义应用层协议将火箭遥测数据转换为遥测报文信息。火箭上的火箭遥测设备对火箭的各种参数进行检测和处理，处理的数据经过发射天线发送到地面接收站，地面接收站对接收的数据进行放大和载波解调，再发送到通信前置机上，通信前置机根据内置的自定义应用层协议对数据进行转换，形成统一的遥测报文信息。不同的火箭型号，数据结构不同，***模块也不同，通过自定义应用层协议将不同火箭的数据转换为遥测报文信息，便于进行统一管理。

通信中心机，所述通信中心机与通信前置机连接，用于对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库中。数据库中的表，可自适应不同火箭型号的数据。

Web server端，所述Web server端与通信中心机的数据库连接，Web server端用于访问数据库中的数据，并动态构建数据表对象。

浏览器前端，所述浏览器前端与Web server端连接，浏览器前端用于调用Webserver端的API访问数据表对象，对数据表对象的火箭遥测数据进行读取和处理。数据库中的表存在相互映射关系，当Web server端接收到一个请求后，会返回一个响应。在浏览器前端输入一些火箭的参数，通过调用Web server端的API访问数据库中的表，Web server端通过浏览器前端的参数在数据库中的表中查询数据，查询的数据构建为数据表对象，并将数据表对象输出至浏览器前端，供浏览器前端使用。

在本实施方式中，所述数据库包括字段定义表、设备关系表和遥测数据表。

数据库中有且仅有一张字段定义表，用于存储所有设备数据字段基本格式，字段定义表由通信中心机对遥测报文信息进行解析处理的数据字段构成。

数据库中有且仅有一张设备关系表，用于存储设备之间的逻辑关系，即标明设备之间的父子关系，能够方便数据读取，以及层级显示的设备关系表。由于预先规定的设备名称是唯一的，所以设备关系表中不存在名称重复的现象。

数据库中每个设备对应一张遥测数据表，由通信中心机识别遥测报表定义报文后按照报文格式建立只有表头但无数据的遥测数据表，遥测数据表内数据由通信中心机识别遥测数据报文后按照参数所属设备名用数据填充表格的具体内容，根据所属设备不同归类到不同遥测数据表之下，多张报文携带不同时刻的信息数据，由这些数据共同构成某个设备的遥测数据表。

在本实施方式中，所述遥测报文信息包括两种类型的报文信息，分别为遥测报表定义报文和遥测报表数据报文。具体地，所述遥测报表定义报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、设备名称、父级设备名称、字段名称、字段数据类型值、字段最小值、字段最大值、字段单位和字段显示要求。所述遥测报表数据报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、设备名称和遥测具体数据。

本发明的通信前置机通过自定义应用层协议，可以将不同火箭型号的设备信息(如设备名称、设备数量、设备参数、设备参数的数量、设备参数的数据类型，设备参数的取值范围等)封装到固定格式的报文中，使得遥测***可以自适应不同的火箭型号，对不同的火箭型号的遥测数据进行统一处理。通过本发明，火箭遥测***可以自适应不同型号火箭，其通用性强，能够避免火箭***的重复开发，降低***的成本。

实施例2

如图2所示，本实施例提供了一种自适应火箭遥测的实现方法，包括以下步骤：

S1，火箭遥测设备收集火箭遥测数据并发送至地面接收站，地面接收站将接收的火箭遥测数据传输至通信前置机。

火箭遥测的基本作用是在导弹或火箭试验时测量火箭各分***的工作状态和环境参数，为评定火箭各分***的设计、分析故障原因和对试验过程的实时监控提供数据。火箭遥测设备先对火箭的各种参数进行检测，并把检测结果通过信道传送到地面接收站。现代火箭遥测几乎都采用时分制数字传输方式，在火箭上，火箭遥测设备具有传感器、数据采集单元和编码调制单元，火箭遥测设备的传感器检测各种被测参数并将其变换成电信号；火箭遥测设备的数据采集单元汇集这些信号，进行采样和数字化，形成一定帧格式的数字信号序列；编码调制单元对该序列进行信道编码和保密编码，还可以进行副载波调制，如扩频或相移键控等调制；最后信号经载波调制和功率放大，馈送到发射天线发送出去。在地面接收站，接收天线(一般具有跟踪能力)接收遥测信号并送入接收机进行放大和载波解调，解调后的信号送入下一单元完成信道译码、解密或副载波解调。

S2，通信前置机根据自定义应用层协议将火箭遥测数据转换为遥测报文信息，并将遥测报文信息传输至通信中心机。由于不同的火箭型号，数据结构不同，***模块也不同，通过自定义应用层协议可以将不同火箭的数据转换为遥测报文信息，可以适应不同型号火箭，便于进行统一管理。

S3，通信中心机对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库中。

S4，在Web server端访问数据库中的数据，并动态构建数据表对象。

S5，在浏览器前端调用Web server端的API访问数据表对象，对数据表对象的火箭遥测数据进行读取和处理。

在本实施方式中，所述遥测报文信息包括两种类型的报文信息，分别为遥测报表定义报文和遥测报表数据报文。

如图3所示，具体地，所述遥测报表定义报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、设备名称、父级设备名称、字段名称、字段数据类型值、字段最小值、字段最大值、字段单位和字段显示要求，遥测报表定义报文的格式如表1所示。

表1遥测报表定义报文的格式

如图4所示，所述遥测报表数据报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、设备名称和遥测具体数据，遥测报表数据报文的格式如表2所示。

表2遥测报表数据报文的格式

遥测报表定义报文和遥测报表数据报文具有固定的格式，可以自适应不同的火箭型号的遥测数据。

在本实施方式中，所述数据库包括字段定义表、设备关系表和遥测数据表，数据库中有且仅有一张字段定义表和设备关系表，数据库中具有多张遥测数据表，每个设备都对应一张遥测数据表。

字段定义表用于存储所有设备数据字段基本格式，字段定义表由通信中心机对遥测报文信息进行解析处理的数据字段构成，字段定义表的具体说明如表3所示。

表3字段定义表的具体说明

设备关系表用于存储设备之间的逻辑关系，即标明设备之间的父子关系，能够方便数据读取，以及层级显示的设备关系表。由于预先规定的设备名称是唯一的，所以设备关系表中不存在名称重复的现象，设备关系表的具体说明如表4所示。

表4设备关系表的具体说明

遥测数据表由通信中心机识别遥测报表定义报文后按照报文格式建立只有表头但无数据的遥测数据表，遥测数据表内数据由通信中心机识别遥测数据报文后按照参数所属设备名用数据填充表格的具体内容，根据所属设备不同归类到不同遥测数据表之下，多张报文携带不同时刻的信息数据，由这些数据共同构成某个设备的遥测数据表，遥测数据表的具体说明如表5所示。

表5遥测数据表的具体说明

在本实施方式中，在S3中，通信中心机对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库中具体为：

S31，通信中心机对接收到的遥测报文信息类型进行判断；

S32，若接收的报文类型是遥测报表数据报文，则进入S33；若接收的报文类型是遥测报表定义报文，则进入S34；

S33，将遥测报表数据报文的内容填入对应设备的遥测数据表内，然后判断报文是否终止传输，若未终止，返回并重新进行S31的判断操作；若终止，则结束接收程序；

S34，首先判断数据库内是否存在当前设备的遥测数据表，若存在，返回并重新进行S31的判断操作，若不存在，则建立当前设备的遥测数据表；下一步判断数据库内是否存在当前设备的设备关系表，若存在设备关系表，则将当前设备名称及其父级设备名称存入设备关系表内，若不存在设备关系表，则建立当前设备的设备关系表并将当前设备名称及其父级设备名称存入设备关系表内；下一步判断数据库内是否存在当前设备的字段定义表，若存在字段定义表，将当前设备的字段名称存入字段定义表内，若不存在字段定义表，则建立当前设备的字段定义表并将当前设备的字段名称存入字段定义表内；最后判断报文是否终止传输，若未终止，返回并重新进行S31的判断操作，若终止，则结束接收程序。

本发明的基本原理是：通信前置机接收火箭遥测数据后，首先根据自定义应用层协议，针对火箭中的每个设备，构造遥测报表定义报文，一个设备对应一个遥测报表定义报文，并发送给通信中心机。通信中心机根据遥测报表定义报文的内容建立相应设备的遥测数据表，并将相应设备的遥测数据表的各字段参数存入字段定义表，同时将设备之间的关系存入设备关系表。然后，通信前置机根据时间片划分，对火箭的每个设备构造遥测报表数据报文，并发送给通信中心机。通信中心机接收并解析遥测报表数据报文，并存入相应设备的遥测数据表中。在Web server端打开设备关系表，读取设备名称，通过设备名称访问字段定义表，获取该设备遥测数据表的各字段参数，动态构建数据表对象，获得数据库中相应设备的遥测数据，并将上述功能封装成API，供浏览器前端调用。最后，浏览器前端调用Webserver端的API，访问火箭遥测数据库的数据表对象，对火箭相关设备的遥测数据进行读取和处理。通过本发明可实现不同火箭型号的遥测数据处理，解决了现有技术中遥测***的相关模块应用于特定火箭型号的狭隘性，能够降低开发成本，不同火箭型号具有通用性，给数据的传输、存储和处理带来了极大的便利。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (8)

1.一种自适应火箭遥测***，其特征在于，包括：

通信前置机，用于接收火箭遥测数据，并根据自定义应用层协议将火箭遥测数据转换为遥测报文信息；

通信中心机，所述通信中心机与通信前置机连接，用于对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库中；

Web server端，所述Web server端与通信中心机的数据库连接；

浏览器前端，所述浏览器前端与Web server端连接。

2.根据权利要求1所述的自适应火箭遥测***，其特征在于，所述遥测报文信息包括两种类型的报文信息，分别为遥测报表定义报文和遥测报表数据报文。

3.根据权利要求1所述的自适应火箭遥测***，其特征在于，所述数据库包括字段定义表、设备关系表和遥测数据表。

4.一种自适应火箭遥测的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，火箭遥测设备收集火箭遥测数据并发送至地面接收站，地面接收站将接收的火箭遥测数据传输至通信前置机；

S2，通信前置机根据自定义应用层协议将火箭遥测数据转换为遥测报文信息，并将遥测报文信息传输至通信中心机；

S3，通信中心机对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库中；

S4，在Web server端访问数据库中的数据，并动态构建数据表对象；

S5，在浏览器前端调用Web server端的API访问数据表对象，对数据表对象的火箭遥测数据进行读取和处理。

5.根据权利要求4所述的自适应火箭遥测的实现方法，其特征在于，所述遥测报文信息包括两种类型的报文信息，分别为遥测报表定义报文和遥测报表数据报文。

6.根据权利要求5所述的自适应火箭遥测的实现方法，其特征在于，所述遥测报表定义报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、设备名称、父级设备名称、字段名称、字段数据类型值、字段最小值、字段最大值、字段单位和字段显示要求；所述遥测报表数据报文的内容包括报文标识、报文长度、时间戳、加密标志、设备名称和遥测具体数据。

7.根据权利要求6所述的自适应火箭遥测的实现方法，其特征在于，所述数据库包括字段定义表、设备关系表和遥测数据表。

8.根据权利要求7所述的自适应火箭遥测的实现方法，其特征在于，在S3中，通信中心机对遥测报文信息进行解析处理，并将遥测报文信息分类存储在数据库中具体为：

S31，通信中心机对接收到的遥测报文信息类型进行判断；

S32，若接收的报文类型是遥测报表数据报文，则进入S33；若接收的报文类型是遥测报表定义报文，则进入S34；

S33，将遥测报表数据报文的内容填入对应设备的遥测数据表内，然后判断报文是否终止传输，若未终止，返回并重新进行S31的判断操作；若终止，则结束接收程序；

S34，首先判断数据库内是否存在当前设备的遥测数据表，若存在，返回并重新进行S31的判断操作，若不存在，则建立当前设备的遥测数据表；下一步判断数据库内是否存在当前设备的设备关系表，若存在设备关系表，则将当前设备名称及其父级设备名称存入设备关系表内，若不存在设备关系表，则建立当前设备的设备关系表并将当前设备名称及其父级设备名称存入设备关系表内；下一步判断数据库内是否存在当前设备的字段定义表，若存在字段定义表，将当前设备的字段名称存入字段定义表内，若不存在字段定义表，则建立当前设备的字段定义表并将当前设备的字段名称存入字段定义表内；最后判断报文是否终止传输，若未终止，返回并重新进行S31的判断操作，若终止，则结束接收程序。