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基于多通道、高速率拼帧处理的卫星状态量处理监视系统设计与实现

蔡济济 虞业泺 羊书杰 李伟 陈玉君 周达

蔡济济, 虞业泺, 羊书杰, 李伟, 陈玉君, 周达. 基于多通道、高速率拼帧处理的卫星状态量处理监视系统设计与实现[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025.04.2024-0056
引用本文: 蔡济济, 虞业泺, 羊书杰, 李伟, 陈玉君, 周达. 基于多通道、高速率拼帧处理的卫星状态量处理监视系统设计与实现[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025.04.2024-0056
CAI Jiji, YU Yeluo, YANG Shujie, LI Wei, CHEN Yujun, ZHOU Da. Design and Implementation of Satellite Status Processing and Monitoring System Based on Multi-channel High-rate Frame Processing (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2025, 45(4): 1114-1122 doi: 10.11728/cjss2025.04.2024-0056
Citation: CAI Jiji, YU Yeluo, YANG Shujie, LI Wei, CHEN Yujun, ZHOU Da. Design and Implementation of Satellite Status Processing and Monitoring System Based on Multi-channel High-rate Frame Processing (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2025, 45(4): 1114-1122 doi: 10.11728/cjss2025.04.2024-0056

基于多通道、高速率拼帧处理的卫星状态量处理监视系统设计与实现

doi: 10.11728/cjss2025.04.2024-0056 cstr: 32142.14.cjss.2024-0056
基金项目: 上海市协同创新中心项目资助(XTCX-KJ-2023-10)
详细信息
    作者简介:
    • 蔡济济 男, 1988年12月出生于江西省南昌市, 现为中国科学院微小卫星创新研究院仿真与运控中心系统工程室主任, 副高级工程师, 主要研究方向为卫星地面遥测遥控处理研究、健康管理、大数据、任务规划与轨道预报等. E-mail: caijj@microsate.com
  • 中图分类号: TP277

Design and Implementation of Satellite Status Processing and Monitoring System Based on Multi-channel High-rate Frame Processing

  • 摘要: 星地稳定的信道建立使得地面控制中心能够接收来自卫星的遥测数据、跟踪和控制信号, 以及科学和观测数据. 传统在轨卫星下行数据通道包括卫星遥测信道数据以及数传信道数据, 其中遥测信道数据指的是S波段遥测信道下行数据, 而数传信道数据则指的是数传数据工程参数. 基于数传信道数据的高速率、双通道以及多应用模式等特点, 设计了一种卫星状态量处理监视系统. 该系统不仅能够处理多通道数据, 还具备对高速率数传数据工程参数进行拼帧处理、解析、显示、查询、存储以及异常报警等功能. 该软件已成功应用于在轨卫星的任务运控系统, 满足对卫星型号平台和载荷的实时监视需求.

     

  • 图  1  多通道下传数据

    Figure  1.  Download data through multiple channels

    图  2  多进程技术划分进程处理

    Figure  2.  Multi-process technology divided process processing

    图  3  高速数传工程参数数据处理流程

    Figure  3.  Flow chart of high-speed digital transmission engineering parameter data processing

    图  4  卫星状态量处理监视系统组成

    Figure  4.  Composition of satellite status processing and monitoring system

    图  5  实时监视布局方式

    Figure  5.  Diagram of real-time monitoring layout

    表  1  遥测帧结构 (单位: Byte)

    Table  1.   Telemetry frame structure (Unit: Byte)

    帧同步码 帧主导头 帧副导头 帧数据域 帧差错控制域
    4 6 40 972 2
    4 6 1012 1012 2
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    表  2  帧主导头结构 (单位: bit)

    Table  2.   Telemetry frame master header structure (Unit: bit)

    主信道识别 虚拟信道
    识别符
    操作控制
    域标识
    主信道帧
    计数
    虚拟信道
    帧计数
    帧数据域状态
    版本号 航天器
    识别符
    帧副导头
    标识
    同步标识 包顺序
    标识
    段长识别符 首包主导头
    位置指针
    2 10 3 1 8 8 1 1 1 2 11
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    表  3  帧副导头结构

    Table  3.   Telemetry frame sub-master header structure

    帧副导头识别 帧副导头数据
    帧副导头版本号 帧副导头长度
    2 bit 6 bit 39 Byte
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    表  4  数据传输帧格式 (单位: Byte)

    Table  4.   Data transmission frame format (Unit: Byte)

    帧同步码 帧主导头 帧数据域 LDPC校验符号填充
    4 6 886 128
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    表  5  虚拟信道标识符设置

    Table  5.   Virtual channel identifier settings

    信道内容 虚拟信道标识符
    实时工程参数数据 011001
    延时工程参数数据 100101
    延时载荷科学数据 110010
    填充数据 111111
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    表  6  存储源包格式

    Table  6.   Storage source package format

    同步码包主导头E-PDU数据域
    版本号包标识包序控制包数据长度
    类型副导头标志应用过程标识符分组标志包序列计数
    16 bit3 bit1 bit1 bit11 bit2 bit14 bit16 bit1952 bit
    2 Byte2 Byte2 Byte2 Byte244 Byte
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    表  7  工程遥测包格式 (单位: Byte)

    Table  7.   Engineering telemetry package format (Unit: Byte)

    包头 数据长度 命令域 遥测源包域 校验和 包尾
    2 2 2 长度可变 2 2
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    表  8  VCM模式下的信息数据帧格式 (单位: Byte)

    Table  8.   Information data frame format in VCM (Unit: Byte)

    帧同步码 帧主导头 帧数据域
    4 6 886
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    表  9  高速数传工程参数性能测试记录

    Table  9.   Performance test records of high-speed digital transmission engineering parameter

    tcp 2021-08-24 10:40:33.233 第一帧数据帧接收时刻: 20210824 10:40:33.215
    tcp 2021-08-24 10:40:33.215 接收到填充格式头帧
    tcp 2021-08-24 10:40:33.197 接收到传输请求, 准备接收实时数传数据流, 文件名: KX10_S2_000005_20210824_MY111_RR.dat, 卫星代号: KX10
    tcp 2021/08/24 10:40:33.172 第一帧数据帧接收时刻: 20210824 10:40:33.161
      时刻为LT.
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-04-09
  • 修回日期:  2024-12-25
  • 网络出版日期:  2024-12-31

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