CN112631143A - 一种基于dds总线传输的卫星半物理仿真测试***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,包括:数据转发机,输入端与外界数据端连接,采集外界数据源并进行转化;数据库服务器,第一输入端与数据转发机的输出端连接,数据解码获得解码数据;终端显示器,输入端与数据库服务器的输出端连接,输出端与数据库服务器的第二输入端连接,数据读取处理,显示读取数据;生成修改指令,进行数据修改,显示最终解码数据。此发明解决了传统半物理仿真测试***负荷过大、数据分析效率低、以及数据分析错误率高的问题,利用DDS的传输规范,实现了数据的接收,解析,与存储,提高了数据处理能力的同时,降低了终端显示计算机的负荷,提高了测试结果的有效性。
Description
技术领域
本发明涉及卫星半物理仿真测试技术领域,具体涉及一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***及方法。
背景技术
卫星的半物理仿真测试过程,是使用仿真机实现卫星在轨的姿态轨道动力学和运动学的模拟,通过采集星上执行机构的数据,计算得到作用到星体上的力和力矩,进行相应的姿态轨道计算,得到实时的姿态轨道信息,输出相应的激励给敏感器,敏感器输出姿态信息给星上计算机,星上计算机根据设定的控制规律得出控制量,控制执行机构动作,实现了在轨控制过程的模拟,从而实现了对姿轨控分***功能和性能的测试。半物理仿真测试***需要对半物理仿真***的各个环节的数据进行监控与分析。
随着卫星的功能日益复杂,卫星控制***产生的数据以及测试过程产生的数据越来越多,要求传输的速度越来越高。传统的半物理仿真测试***的遥测终端的功能与性能已无法满足当前卫星测试的使用需求。
传统的遥测终端软件具有一定的局限性,包括:
1、传统的遥测终端软件是由数据库服务器接收并存储各类数据的原码,不在服务器端对原码进行解析处理,数据库服务器功能单一。
2、终端显示软件通过网络数据组播的方式接受数据库的原码数据,在本地通过调用解析规则文件对源码数据进行解析,然后终端软件进行显示。边解析边显示,对终端软件的计算机产生的负荷大,长时间运行容易造成终端显示软件卡顿、或者数据溢出异常。
3、对遥测数据进行查找、回放,终端显示软件需要从数据库端提取数据文件,并进行解码,在终端显示软件上显示,属于事后回放,且回放过程效率低下。
4、遥测终端软件只对当前的解析后的结果进行显示,由人工进行判读,容易造成数据的漏判与误判。
5、传统的终端软件在本地存储数据的同时,对接收到的组播数据进行解码与显示,使用的曲线控件实时显示性能较低,同一显示界面下,可显示的曲线条数有限,无法满足多***联调实时监控显示的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于数据分发服务(DDS)总线传输的卫星半物理仿真测试***及方法。此测试***及方法旨在解决传统半物理仿真测试***负荷过大、数据分析效率低、以及数据分析错误率高的问题,利用DDS的传输规范,实现数据的接收,解析,与存储,提高数据处理能力的同时,降低终端显示计算机的负荷,提高测试结果的有效性。
为达到上述目的,本发明提供了一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,该卫星半物理仿真测试***中的数据传输是基于DDS总线实现的;且该卫星半物理仿真测试***包括:
数据转发机,输入端与一外界数据端连接,采集和接收外界数据源,并对该外界数据源进行转化,获得转化进制数据;
数据库服务器,第一输入端与数据转发机的输出端连接,对该转化进制数据进行数据解码,获得解码数据;将解码数据分成两路,第二路解码数据进行存储;
终端显示器,输入端与数据库服务器的输出端连接,输出端与数据库服务器的第二输入端连接,将该第一路解码数据进行数据读取处理,获得并显示出读取数据;根据该读取数据,人为输入修改指令;该终端显示器根据该修改指令,读取该第二路解码数据,并进行数据修改,生成并显示出最终解码数据。
最优选的,数据转发机包括:
数据采集板卡,输入端与外界数据端连接,用于采集和接收外界数据源;
数据转换器,输入端与数据采集板卡的输出端连接,将外界数据源进行进制原码转化,获得转化进制数据。
最优选的,外界数据源包括动力学数据、模拟量数据和星上遥测数据。
最优选的,数据采集板卡包括UDP板卡、A/D卡和总线板卡,分别用于接收外界数据源中的动力学数据、模拟量数据和星上遥测数据。
最优选的,数据库服务器包括:
数据收发模块,第一输入端与数据转发机的输出端连接,用于接收转化进制数据;
数据判读模块,输入端与数据收发模块的第一输出端连接,第一输出端与数据收发模块的第二输入端连接,对该转化进制数据进行数据解码,获得解码数据;并将该解码数据分为两路,第一路解码数据通过数据判读模块的第一输出端,传输回数据收发模块;
数据存储模块,输入端与数据判读模块的第二输出端连接,接收该第二路解码数据,并对该第二路解码数据进行存储。
最优选的,数据解码基于数据库服务器中内设的数据解析规则实现的。
最优选的,数据解析规则包括:条件解码、字典解码、公式解码、脚本解码、按位解码和特殊浮点数解码。
最优选的,数据读取处理包括:数据读取、数据报警、自动化判读和实时快速回放。
最优选的,该卫星半物理仿真测试***还包括以太网交换机,用于为DDS总线提供网络通信平台。
本发明还提供了一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试方法,该卫星半物理仿真测试方法是基于上述的一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***实现的,且包括以下步骤:
步骤1:数据转发机对外界数据端进行数据的采集和接收,获得外界数据源;并对该外界数据源进行转化,获得转化进制数据;
步骤2:将转化进制数据传输至数据库服务器,基于数据解析规则,对该转化进制数据进行数据解码,获得解码数据,并分为两路,且第二路解码数据直接存储于数据库服务器中;
步骤3:将第一路解码数据传输至终端显示器,进行数据读取处理,获得并显示出读取数据;
步骤4:根据该读取数据,人为输入修改指令;
步骤5:终端显示器根据修改指令,读取第二路解码数据,并对其进行数据修改,生成并显示出最终解码数据,完成卫星半物理仿真的测试。
运用此发明,解决了传统半物理仿真测试***负荷过大、数据分析效率低、以及数据分析错误率高的问题,利用DDS的传输规范,实现了数据的接收,解析,与存储,提高了数据处理能力的同时,降低了终端显示计算机的负荷,提高了测试结果的有效性。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
1、本发明提供的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,解决了传统设计中数据库只用于接收存储各类数据原码,终端显示软件需要先对源码数据进行解析,然后实时显示,造成遥测终端软件及终端计算机负荷过大的问题,解决了进行数据分析需要边解析数据边回放显示效率低下的问题,解决了无法实时在线回放指令、解码、报警信息的问题,同时解决了所有数据均由人工判读容易造成误判漏判的问题,高效地实现了卫星姿轨控分***半物理仿真实验的遥测数据采集、数据解析、数据判读、在线回放和遥测结果显示。
2、本发明提供的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,接收不同数据源的各类数据,利用DDS的传输规范,实现了数据的接收,解析,与存储;各终端显示软件登录服务器,进行大数据量的读取、终端显示、自动化判读和快速数据回放等操作,大大提高了数据的传输及显示效率,扩展了实时监控显示的曲线显示性能,可通过脚本编辑的方式提升实时数据的在线判读分析能力,解决了数据实时回放的技术瓶颈,可实时快速回放服务器中存储的各类数据信息,包括数据源码、解码信息、指令信息、报警信息等,并大大提高数据回放的效率。
3、本发明提供的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,在数据库服务器接收到数据时,对数据进行解析后再按数据模型(包括源码、解码信息、数据属性)存储,充分利用数据库服务器的性能;终端显示软件登录服务器,可高性能实时监控各类解析后数据,并可支持脚本编辑的方式在线分析实时数据,提高数据处理能力的同时,降低终端显示计算机的负荷,终端显示软件长时间运行不会造成显示问题。
4、本发明提供的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,在遥测终端,可对相应的遥测设计判读规则,实现对各类数据的超出阈值报警、数据处理分析和自动化判读,降低数据误判漏判的概率,提高测试结果的有效性。
附图说明
图1为本发明提供的卫星半物理仿真测试***结构示意图;
图2为本发明提供的卫星半物理仿真测试方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述,这些实施例仅用于说明本发明,并不是对本发明保护范围的限制。
本发明提供了一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,如图1所示,该卫星半物理仿真测试***中的数据传输是基于DDS总线实现的;该卫星半物理仿真测试***包括:数据转发机1、数据库服务器2和终端显示器3。
数据转发机1的输入端与一外界数据端连接,基于DDS的传输规范,采集和接收外界数据源,并对该外界数据源进行转化,获得转化进制数据;外界数据源包括:动力学数据、模拟量数据和星上遥测数据。
在本实施例中,外界数据源还包括:半物理仿真测试过程中除动力学数据、模拟量数据和星上遥测数据以外的需要监控的数据。
其中,数据转发机1包括数据采集板卡和数据转换器(附图中未示出);数据采集板卡的输入端与外界数据端连接,用于采集和接收外界数据源;数据转换器的输入端与数据采集板卡的输出端连接,将外界数据源进行进制原码转化,获得转化进制数据。
在本实施例中,数据采集板卡包括用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)板卡、模数(A/D)卡和型号为1533的总线板卡,分别用于接收外界数据源中的动力学数据、模拟量数据和星上遥测数据;数据转换器的型号为PXI的转换器,输入端与UDP板卡、A/D卡和1533总线板卡的输出端分别连接,将外界数据源进行进制原码转化,转化为十六进制原码的转化进制数据。
数据库服务器2的输入端通过DDS总线与数据转发机1的输出端连接,基于数据库服务器2中的数据解析规则,对该转化进制数据进行数据解码,获得解码数据并存储。
其中,数据库服务器2包括数据收发模块201、数据判读模块202和数据存储模块203;数据收发模块201的第一输入端通过DDS总线与数据转发机1中的数据转换器的输出端连接,用于接收数据转换器转化的转化进制数据;数据判读模块202的输入端与数据收发模块201的第一输出端连接,第一输出端与数据收发模块201的第二输入端连接,基于内设的数据解析规则,对该转化进制数据进行数据解码,获得解码数据;将该解码数据分为两路,第一路解码数据通过数据判读模块202的第一输出端,传输回数据收发模块201;数据存储模块203输入端与数据判读模块202的第二输出端连接,接收第二路解码数据,并对该第二路解码数据进行存储。
其中,数据库服务器2中数据判读模块202内设的数据解析规则包括:条件解码、字典解码、公式解码、脚本解码、按位解码和特殊浮点数解码。
在本实施例中,数据库服务器2将十六进制原码的转化进制数据解码为格式满足DDS数据规范的解码数据。
终端显示器3的输入端通过DDS总线与数据库服务器2的数据收发模块201的第二输出端连接,输出端通过DDS总线与数据库服务器2的数据收发模块201的第三输入端连接,将数据收发模块201输出的第一路解码数据进行数据读取处理,获得读取数据,并将该读取数据通过其显示屏幕上显示。
测试工作人员根据终端显示器3显示屏幕上显示出来的读取数据,直接人为输入生成修改指令;终端显示器3根据该修改指令,对数据库服务器2存储的第二路解码数据进行数据修改,生成满足数据解析规则的最终解码数据,并通过终端显示器3的显示屏幕进行显示。
数据读取处理包括:数据读取、数据报警、自动化判读和实时快速回放。
其中,数据读取处理中的实时快速回放是指终端显示器3将存储的该读取数据的各类数据信息,包括数据源码、解码信息、指令信息、报警信息等,并对回放数据进行导出和分析。
在本实施例中,如图1所示,终端显示器3为1-N多个终端软件上的显示计算机,用于对第一路解码数据进行大数据量的读取、数据报警、自动化判读、快速数据回放和终端显示等操作。
该卫星半物理仿真测试***还包括以太网交换机,用于为DDS总线提供网络通信平台。
本发明还提供了一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试方法,如图2所示,该卫星半物理仿真测试方法是基于上述的一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***实现的;该卫星半物理仿真测试方法包括以下步骤:
步骤1:数据转发机1中的数据采集板卡对外界数据端进行数据的采集和接收,获得外界数据源;数据转发机1中的数据转换器对该外界数据源进行转化,获得转化进制数据;
步骤2:将转化进制数据通过DDS总线传输至数据库服务器2,基于数据库服务器2中的数据解析规则,对该转化进制数据进行数据解码,获得解码数据;将解码数据分为两路,且第二路解码数据直接存储于数据库服务器2中;
步骤3:将第一路解码数据通过DDS总线传输至终端显示器3,进行数据读取处理,获得并显示出读取数据;
步骤4:测试人员根据该读取数据,在终端显示器3上人为输入修改指令;
步骤5:终端显示器3根据修改指令,读取数据库服务器2中的第二路解码数据,并对第二路解码数据进行数据修改,生成并显示出最终解码数据,完成卫星半物理仿真的测试。
本发明的工作原理:
数据转发机对外界数据端进行数据的采集和接收,获得外界数据源;并对该外界数据源进行转化,获得转化进制数据;将转化进制数据传输至数据库服务器,基于数据解析规则,对该转化进制数据进行数据解码,获得解码数据,并分为两路,且第二路解码数据直接存储于数据库服务器中;将第一路解码数据通过DDS总线传输至终端显示器,进行数据读取处理,获得并显示出读取数据;测试人员根据该读取数据,在终端显示器上人为输入修改指令;终端显示器根据修改指令,读取数据库服务器中的第二路解码数据,并对第二路解码数据进行数据修改,生成并显示出最终解码数据,完成卫星半物理仿真的测试。
综上所述,本发明一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***及方法,解决了传统半物理仿真测试***负荷过大、数据分析效率低、以及数据分析错误率高的问题,利用DDS的传输规范,实现了数据的接收,解析,与存储,提高了数据处理能力的同时,降低了终端显示计算机的负荷,提高了测试结果的有效性。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,其特征在于,该卫星半物理仿真测试***中的数据传输是基于DDS总线实现的,且该卫星半物理仿真测试***包括:
数据转发机,输入端与一外界数据端连接,采集和接收外界数据源,并对该外界数据源进行转化,获得转化进制数据;
数据库服务器,第一输入端与所述数据转发机的输出端连接,对所述转化进制数据进行数据解码,获得解码数据,将解码数据分为两路,对第二路解码数据进行存储;
终端显示器,输入端与所述数据库服务器的输出端连接,输出端与所述数据库服务器的第二输入端连接,将第一路解码数据进行数据读取处理,获得并显示出读取数据;根据所述读取数据,人为输入修改指令,所述终端显示器根据所述修改指令,读取所述第二路解码数据,并进行数据修改,生成并显示出最终解码数据。
2.如权利要求1所述的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,其特征在于,所述数据转发机包括:
数据采集板卡,输入端与所述外界数据端连接,用于采集和接收所述外界数据源;
数据转换器,输入端与所述数据采集板卡的输出端连接,将所述外界数据源进行进制原码转化,获得所述转化进制数据。
3.如权利要求2所述的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,其特征在于,所述外界数据源包括动力学数据、模拟量数据和星上遥测数据。
4.如权利要求3所述的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,其特征在于,所述数据采集板卡包括UDP板卡、A/D卡和总线板卡,分别用于接收所述外界数据源中的所述动力学数据、所述模拟量数据和所述星上遥测数据。
5.如权利要求1所述的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,其特征在于,所述数据库服务器包括:
数据收发模块,第一输入端与所述数据转发机的输出端连接,用于接收所述转化进制数据;
数据判读模块,输入端与所述数据收发模块的第一输出端连接,第一输出端与所述数据收发模块的第二输入端连接,对所述转化进制数据进行数据解码,获得所述解码数据;并将所述解码数据分为两路,所述第一路解码数据通过所述数据判读模块的第一输出端,传输回所述数据收发模块;
数据存储模块,输入端与所述数据判读模块的第二输出端连接,接收所述第二路解码数据,并对所述第二路解码数据进行存储。
6.如权利要求1所述的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,其特征在于,所述数据解码基于数据库服务器中内设的数据解析规则实现的。
7.如权利要求6所述的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,其特征在于,所述数据解析规则包括:条件解码、字典解码、公式解码、脚本解码、按位解码和特殊浮点数解码。
8.如权利要求1所述的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,其特征在于,所述数据读取处理包括:数据读取、数据报警、自动化判读和实时快速回放。
9.如权利要求1所述的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***,其特征在于,该卫星半物理仿真测试***还包括以太网交换机,用于为DDS总线提供网络通信平台。
10.一种基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试方法,该卫星半物理仿真测试方法是基于权利要求1-9项中任意一项所述的基于DDS总线传输的卫星半物理仿真测试***实现的,且包括以下步骤:
步骤1:所述数据转发机采集和接收所述外界数据端的所述外界数据源,并对所述外界数据源进行转化,获得转化进制数据;
步骤2:将所述转化进制数据传输至所述数据库服务器,进行数据解码,获得所述解码数据,并分为两路,且第二路解码数据直接存储于所述数据库服务器中;
步骤3:将所述第一路解码数据传输至所述终端显示器,进行数据读取处理,获得并显示出所述读取数据;
步骤4:根据所述读取数据,人为输入所述修改指令;
步骤5:所述终端显示器根据所述修改指令,读取所述第二路解码数据,进行数据修改,生成并显示出所述最终解码数据,完成卫星半物理仿真的测试。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210409 |