卫星遥测压缩编解码方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种卫星遥测压缩编解码方法和系统，包括：步骤S1：将卫星遥测原码定义并表达为数字量的形式；步骤S2：定义卫星遥测模型；步骤S3：将每一个卫星遥测原码与遥测模型进行比较，并对遥测原码进行压缩编码；步骤S4：将压缩后的遥测数据下传到地面接收系统；步骤S5：卫星的地面接收系统接收到压缩后的遥测数据，根据卫星遥测模型解析还原遥测原码；所述卫星遥测原码是卫星各类仪器设备的可量化测量数据；所述卫星遥测模型是根据卫星各个组件的设计定义卫星的遥测原码随时间变化的函数区间以及偏差单元。区间以及偏差单元。区间以及偏差单元。

【技术实现步骤摘要】
卫星遥测压缩编解码方法和系统


[0001]本专利技术涉及航天系统
，具体地，涉及卫星遥测压缩编解码方法和系统。

技术介绍

[0002]卫星遥测是卫星在轨运行的一个重要功能，卫星通过遥测通道下传工程信息到地面系统，为地面系统提供卫星的运行状态等工程数据，以帮助地面系统分析、判断卫星的工作状态，为卫星任务调整，故障处理提供依据。以低轨卫星为例，地面系统与卫星建立遥测通道的时间通常约为15分钟，在15分钟内需要尽可能多的将卫星的工程信息下传到地面。常见的遥测通道码速率为8Kbps，16Kbps等，卫星的工程遥测一般远超过Kbps的数量级(全实时)，搭载不同设备的情况下，工程遥测数据量甚至更多。受遥测通道码速率的制约，一般工程遥测通过复用的形式，间隔采样下传，无法将全部的卫星工程遥测下传到地面系统。随着卫星搭载的设备数量，功能复杂度的增加，需要大幅提高遥测的传输体制，将更多的工程遥测可以下传到地面；
[0003]专利文献CN102142883A(申请号：201010102540.2)公开了一种遥测信息处理方法，应用于中低轨卫星全球大容量遥测中，所述遥测信息处理方法至少包括下列步骤：通过一遥测源对所有遥测信息统一采集、量化和格式编排；经不同副载波将所述遥测源初步处理的遥测信息调制到不同的频段后，再分别通过相应的频段传输信道传输；以及由一地球站对所有频段通道下传的遥测信息统一处理。相比于该专利，本专利技术采用改进的数据编码/解码的形式提高数据效率，而不是改变信道调制/解调方式；
[0004]专利文献CN102323941A(申请号：201110257302.3)公开了一种遥测数据处理方法，属于卫星遥测遥控
包括：对卫星下传数据的原码进行预处理的步骤；将预处理后形成的格式形成队列并进行管理的步骤和对格式队列中的数据帧进行提取步骤。相比于该专利，本专利技术并不优化编码/解码的格式统一性问题，而是提高数据的压缩比例；
[0005]专利文献CN101354829A(申请号：200810222233.0)公开了一种卫星遥测数据传输方法，参与该方法的设备有星务中心计算机、星务数据存储模块、数据下行传输模块，步骤为：(1)星务中心计算机将采集到的整星各下位机的遥测数据发送给星务数据存储模块；(2)星务数据存储模块对遥测数据进行接收、格式化和存储；(3)通过地面指令控制，星务数据存储模块将存储的遥测数据发送给数据下行传输模块；(4)数据下行传输模块将遥测数据下行发送。相比于该专利，本专利技术不指定卫星遥测采集和传输的方式，通过数据压缩提高遥测的下传数据量。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种卫星遥测压缩编解码方法和系统。
[0007]根据本专利技术提供的一种卫星遥测压缩编解码方法，包括：
[0008]步骤S1：将卫星遥测原码定义并表达为数字量的形式；
[0009]步骤S2：定义卫星遥测模型；
[0010]步骤S3：将每一个卫星遥测原码与遥测模型进行比较，并对遥测原码进行压缩编码；
[0011]步骤S4：将压缩后的遥测数据下传到地面接收系统；
[0012]步骤S5：卫星的地面接收系统接收到压缩后的遥测数据，根据卫星遥测模型和解码方法解析还原遥测原码；
[0013]所述卫星遥测原码是卫星各类仪器设备的可量化测量数据；
[0014]所述卫星遥测模型是根据卫星各个组件的设计定义卫星的遥测原码随时间变化的函数区间以及偏差单元。
[0015]优选地，所述卫星遥测原码包括：卫星的模拟量遥测、温度量遥测和数字量遥测；
[0016]其中，模拟量遥测、温度量遥测经过AD采样转换为数字信号；所有经过转换的数字信号和数字量遥测称为遥测原码，遥测原码存放在卫星存储区的量化数据。
[0017]优选地，所述卫星遥测模型采用：
[0018]d(t)＝f(t)
±
Δf(t)
[0019]实数
[0020]其中，d(t)表示遥测原码的设计范围；t表示相对于卫星基准时间t0的时间计数；f(t)表示当前遥测原码随时间变化的标准幅值；
△
f(t)表示当前遥测原码正常区间的偏差；du表示偏差单元，是一个与遥测模型对应的固定值，当实际的遥测原码与遥测模型发生超差时，以du的个数来表示实际遥测原码与遥测模型的标准值的距离。
[0021]优选地，为每一个卫星遥测定义卫星遥测模型，且定义的卫星遥测模块存储在卫星的存储单元。
[0022]优选地，所述步骤S3采用：
[0023]压缩类型：0代表该遥测原码属于该时刻遥测模型的区间范围内，1代表超出该区间范围；
[0024][0025]其中，rd(t)是实际的遥测原码，d(t)是遥测模型中的遥测原码范围；
[0026]数据类型：当压缩类型是1时有效；000代表该遥测原码相对于遥测模型是正偏差，111代表该遥测原码相对于遥测模型是负偏差；
[0027][0028]数据域：当压缩类型是1时有效；值是以偏差单元的计数来表示实际遥测原码与遥测模型的标准值的距离；
[0029][0030]数据长度：当压缩类型是1时有效，数据域的长度由当前数据长度指定；
[0031]当实际遥测原码与遥测模型比较后，如果属于卫星遥测模型的范围内，压缩后的编码数据长度是1bit；如果超出卫星遥测模型的范围，数据长度取决于偏差的范围大小。
[0032]优选地，所述步骤S5采用：当卫星已经对原始遥测完成压缩编码后，将遥测压缩码进行遥测组包、组帧，经过卫星的测控通道下传到地面接收系统，地面接收系统收到遥测帧后，进行解包得到还原的遥测原码。
[0033]优选地，所述步骤S5采用：
[0034]首先解析压缩数据的压缩类型，当压缩类型是0时，遥测原码为遥测模型的标准值f(t)；当压缩类型是1时，根据数据长度解析数据域：
[0035][0036]其中，data表示数据域的数值。
[0037]根据本专利技术提供的一种卫星遥测压缩编解码系统，包括：
[0038]模块M1：将卫星遥测原码定义并表达为数字量的形式；
[0039]模块M2：定义卫星遥测模型；
[0040]模块M3：将每一个卫星遥测原码与遥测模型进行比较，并对遥测原码进行压缩编码；
[0041]模块M4：将压缩后的遥测数据下传到地面接收系统；
[0042]模块M5：卫星的地面接收系统接收到压缩后的遥测数据，根据卫星遥测模型和解码方法解析还原遥测原码；
[0043]所述卫星遥测原码是卫星各类仪器设备的可量化测量数据；
[0044]所述卫星遥测模型是根据卫星各个组件的设计定义卫星的遥测原码随时间变化的函数区间以及偏差单元。
[0045]优选地，所述卫星遥测原码包括：卫星的模拟量遥测、温度量遥测和数字量遥测；
[0046]其中，模拟量遥测、温度量遥测经过AD采样转换为数字信号；所有经过转换的数字信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星遥测压缩编解码方法，其特征在于，包括：步骤S1：将卫星遥测原码定义并表达为数字量的形式；步骤S2：定义卫星遥测模型；步骤S3：将每一个卫星遥测原码与遥测模型进行比较，并对遥测原码进行压缩编码；步骤S4：将压缩后的遥测数据下传到地面接收系统；步骤S5：卫星的地面接收系统接收到压缩后的遥测数据，根据卫星遥测模型解析还原遥测原码；所述卫星遥测原码是卫星各类仪器设备的可量化测量数据；所述卫星遥测模型是根据卫星各个组件的设计定义卫星的遥测原码随时间变化的函数区间以及偏差单元。2.根据权利要求1所述的卫星遥测压缩编解码方法，其特征在于，所述卫星遥测原码包括：卫星的模拟量遥测、温度量遥测和数字量遥测；其中，模拟量遥测、温度量遥测经过AD采样转换为数字信号；所有经过转换的数字信号和数字量遥测称为遥测原码，遥测原码存放在卫星存储区的量化数据。3.根据权利要求1所述的卫星遥测压缩编解码方法，其特征在于，所述卫星遥测模型采用：d(t)＝f(t)
±
Δf(t)实数其中，d(t)表示遥测原码的设计范围；t表示相对于卫星基准时间t0的时间计数；f(t)表示当前遥测原码随时间变化的标准幅值；
△
f(t)表示当前遥测原码正常区间的偏差；du表示偏差单元，是一个与遥测模型对应的固定值，当实际的遥测原码与遥测模型发生超差时，以du的个数来表示实际遥测原码与遥测模型的标准值的距离。4.根据权利要求1所述的卫星遥测压缩编解码方法，其特征在于，为每一个卫星遥测定义卫星遥测模型，且定义的卫星遥测模块存储在卫星的存储单元。5.根据权利要求1所述的卫星遥测压缩编解码方法，其特征在于，所述步骤S3采用：压缩类型：0代表该遥测原码属于该时刻遥测模型的区间范围内，1代表超出该区间范围；其中，rd(t)是实际的遥测原码，d(t)是遥测模型中的遥测原码范围；数据类型：当压缩类型是1时有效；000代表该遥测原码相对于遥测模型是正偏差，111代表该遥测原码相对于遥测模型是负偏差；数据域：当压缩类型是1时有效；值是以偏差单元的计数来表示实际遥测原码与遥测模型的标准值的距离；
数据长度：当压缩类型是1时有效，数据域的长度由当前数据长度指定；当实际遥测原码与遥测模型比较后，如果属于卫星遥测模型的范围内，压缩后的编码数据长度是1bit；如果超出卫星遥测模型的范围，数据长度取决于偏差的范围大小。6.根据权利要求1所述的卫星遥测压缩编解码方法，其特征在于，所述步骤S5采用：当卫星已经对原始遥测完成压缩编码后，将遥测压缩码进行遥测组包、组帧，经过卫星的测控通道下传到地面接收系统，地面接收系统收到遥测帧后，进行解包得到还原的遥测原码。7.根据权利要求1所述的卫星遥测压缩编解码方法，其特征在于，所述步骤S5采用：首先解析压缩数据的压缩类型，当压缩类型是0时，遥...

【专利技术属性】
技术研发人员：高苏湛，李瑞琴，张娟，吕利清，朱维，叶翔，李云端，汪自军，孙立达，郭晶晶，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：