衛星遙測資料系統設計論文
衛星遙測資料系統設計論文
1系統總體設計過程控制
1．１系統應用框架設計過程
基於遙測資料管理系統的資料需求，必須有一個數據系統中心，以資料服務系統的形式儲存和處理相關使用者需求，對外的資料使用者主要包括綜合測試系統資料比對使用者、辦公室資料分析使用者、技術實驗室資料驗證使用者以及其它現場資料使用者，因此，基於虛擬平臺的衛星資料管理與應用系統總體結構。
1．２虛擬資料系統結構
基於上文中虛擬平臺的衛星資料管理與應用系統框架，本文設計了基於虛擬平臺的衛星資料管理系統結構，系統共包含７個方面的內容，分別為：衛星資料設計中心、資料管理控制中心、資料判讀中心、測試資料中心、模擬資料中心、遠端資料中心和資料應用中心。衛星資料設計中心基礎應用層面進行資料管理與應用的配置設計，為管理中心提供資料管理基礎，資料管理中心對全壽命週期數據進行管理和儲存，並對外提供資料服務。資料判讀中心對衛星研製過程中產生的重要資料進行實時自動判讀，並提供報警服務。測試資料中心是對衛星地面測試時產生的資料提供監視、判讀與訂閱服務的資料中心。模擬資料中心是衛星研製任務模擬驗證中心驗證的衛星任務、介面以及指標相關的衛星驗證資料，為衛星研製提供資料支援。遠端資料中心是衛星研製過程中外場測試、聯試以及發射場等產生的外部資料，透過遠端網路進行傳輸入庫，保證全壽命週期數據的得到儲存。資料應用中心主要對外部資料使用者開發的系統資料應用軟體，包括監視、統計以及相關查詢分析軟體。
2資料系統單元設計控制
2．１衛星資料設計中心
衛星全壽命週期數據程設計中心，主要是在衛星整星論證準備前期階段，建立衛星全壽命週期數據業務模型，規劃全壽命週期數據。系統以被設計衛星的功能模型為核心，透過建模工具，建立被設計衛星資料模型，透過該資料模型能夠用系統性的工具將設計的資料模型匯入到系統資料庫中，進行錄入，自動生成應用指令序列，送交設計執行和判讀系統開展工作。系統總的功能結構劃分。衛星資料設計中心完成衛星研製前期的功能專案設計與測試設計流程規劃，共需研發３個軟體，分別包括型號狀態配置工具軟體、系統管理軟體、系統資料設計軟體。
2．２資料管理與控制中心
衛星全壽命週期數據系統中，基礎資料庫管理編輯軟體作為引數、指令以及應用管理配置的重要的管理軟體，是衛星全壽命週期數據系統建設中的重要核心系統。該專案是在現有衛星地面測試系統上建立一個基礎資料庫，作為衛星資料配置資訊的統一儲存地。同時開發出對基礎資料庫進行管理的系統，以適應衛星資料多使用者、長期、需求的實際情況，逐步實現衛星資料應用流程資訊化、設計過程自動化，充分利用衛星資料資源，提高衛星研製的效率和質量。
2．３資料判讀中心
智慧判讀技術對衛星在設計過程和驗證過程中產生的大量實時、歷史遙測資料進行處理，分析衛星海量引數資訊的內在聯絡、變化規律，以及這些變化關係與衛星健康狀態、工作狀態之間的關係，從而生成與故障診斷需要的故障模式、故障診斷模型。設計過程中，故障診斷伺服器接收衛星遙測資料，根據衛星遙測資料、故障模式以及故障診斷模式資訊，判斷衛星目前所處的狀態，診斷故障機理，並將診斷結果、應急處理資訊傳送給多星資料管理中心管理員，給地面分析人員提出指導性建議，儘快將衛星從故障狀態恢復成正常狀態。
2．４測試資料中心
測試系統的ＭＴＰ接收控制檯指令傳送請求，並對照配置資訊核對後將遙控指令資料傳送到遙控前端，由前端再經測控分系統將完整的遙控幀資料透過無線通道傳送到星上。ＭＴＰ接收遙測前端的遙測幀資料，並進行解析，廣播完整幀資料，並接收對外的包資料、引數處理結果的訂閱服務，資料庫伺服器接收綜合測試區域網上ＵＤＰ廣播幀資料，解析幀、包、引數資料，並實時入庫，對外提供實時資料訂閱監視、歷史資料查詢、統計、曲線顯示功能。
2．５模擬資料中心
模擬系統是衛星研製過程不可缺少的技術驗證手段。衛星平臺虛擬模擬測試系統具有兩種系統模擬模式：全數字模擬模式和半物理模擬模式。全數字模擬環境作為整個模擬系統任務配置和排程的核心，負責對模擬任務的配置和載入與模擬型號對應的模擬軟體和星載飛行程式，負責模擬場景的`設定、模擬過程的控制及提供模擬資料的顯示；半物理模擬環境下，由星務主機半物理模擬裝置完成星務的模擬任務，模擬系統作為星務主機的遙測遙控前端，與其他分系統全數字模擬或半物理模擬系統一起配合執行完成星務半物理模擬任務、姿軌控半物理或其他分系統的模擬任務。
2．６遠端資料中心
衛星遠端資料中心實時接收處理發射場區、在軌等外場區衛星資料、排程資訊、影片等資訊，對衛星狀態進行實時監視分析。建立以遠端資料控制為主、北京遠端支援為輔的遠端資料共享與監視模式，將外場現場下行遙測資料來源碼、遙控指令執行資訊和影片採集資料實時傳回北京，支援專家和型號設計師、測試人員實時進行資料判讀，遠端監視外場的技術進展，遠端支援、參與外場的技術狀態分析、異常問題分析以及故障處理，提高設計師和測試人員的並行工作效率。
3通訊協議設計控制
3．１乙太網通訊接
該介面負責按照介面協議進行整個遙測管理與應用系統的資料通訊。此通訊協議是一個廣域網統一的資料協議，適用此係統內部７個系統模組內部的通訊，還適用系統與系統之間的協議，也適用模擬測試系統全數字模擬部分。
3．２ＣＡＮ通訊介面
此協議適用於半物理模擬部分的半物理裝置間的協議。在小衛星的半物理模擬方式下，各模擬分系統與星務主機的通訊透過介面轉換計算機採用小衛星ＣＡＮ匯流排通訊協議進行信。介面轉換計算機採用標準１９英寸４Ｕ機箱１臺，機箱內安裝１塊電源控制板卡、４塊下位機模擬板卡和１塊星務主機模擬板卡。
4設計過程基線控制
4．１設計基線確立過程控制
基線在配置管理計劃中規劃，在指定里程碑處建立，並與專案中的里程碑保持同步，每個基線都將接受配置管理的嚴格控制。設計基線是軟體開發過程中的一些關鍵時間節點，便於檢查和確認設計階段的開發成果，同時也有利於變更控制，設計基線的確定過程如圖５所示。基線是下一步開發和修改的基準和出發點。有了設計基線的規定後，就可以禁止跨越里程碑去修改設計階段“已凍結”的工作成果。作為設計階段的產品線應是穩定的，設計基線的規格說明應該是透過評審的，對基線的修改將嚴格按照變更控制要求進行。
4．２設計基線變更過程控制
設計變更控制是透過建立產品基線，在整個軟體生命週期中對軟體變化進行控制。變更控制的主要目的是建立一套控制軟體修改的機制，保證生產符合質量標準的軟體，同時保證在同一版本中的各元素可以正常工作，以確定在變更控制過程中控制什麼、如何控制、誰控制變更、何時接受變更、批准和測試。
5結論
衛星全壽命週期數據應用已經被越來越多的專家重視。本文在全壽命週期數據系統設計過程中應用軟體的開發過程控制管理，旨在提高軟體的開發效率。研究了航天衛星遙測資料管理與應用系統設計過程的基本框架，本文以模組化化設計的理念，分析了衛星資料管理系統的系統框架、模組和功能結構，為保證設計過程有序，最後對系統設計過程的基線確定和基線變更給出了分析。