【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天器信息流设计与航天器数字化建模仿真领域，具体涉及航天器信息流分层仿真方法。
技术介绍
1、传统的航天器设计主要采用基于文档的模式，但从文档中读取信息很容易产生理解的不一致性，在产品设计过程中也经常出现反复迭代修改等情况。随着计算机技术的成熟，基于模型的系统工程(mbse)方法在系统设计和仿真验证领域均得到了广泛应用，基于模型的方法具有可重用、无歧义、易理解、易复制传播等诸多优点，因此逐渐在航天器设计中得到了广泛应用。
2、现代航天器的任务需求越来越复杂，更多功能和数据需要软件实现和处理，因此软件和信息在航天器中发挥的作用越来越重要。然而当前航天器的信息流设计与测试验证尚处于手工独立设计阶段，主要靠人工绘制信息流图、制定通信协议，无法通过仿真对设计效果进行验证，mbse方法缺少在信息系统设计方面的应用。随着航天器系统的功能、逻辑、信息流、软件协议、接口等越来越复杂，传统信息流设计方法越来越难以满足设计和验证需求，复杂信息流正确性的验证依靠人为的理论推算将逐渐难以实现。且航天器信息流涉及的场景多变，大到航天器间组网、小到设备内部软件处理，不同层次的信息流均需进行仿真验证，亟需开展对信息流和通信协议仿真验证方法的研究。
技术实现思路
1、有鉴于此，为克服现有技术的不足，本专利技术提出了一种基于模型的航天器信息流分层仿真方法，利用数字化模型和分层仿真方法实现不同层级、不同场景的航天器信息流设计与仿真验证，提升航天器信息流与通信协议设计的效率与准确性。
<...【技术保护点】
1.一种航天器信息流分层模型，其特征在于：根据从低到高的方式，信息流分层模型包括构件级、模块级、设备级、节点级、网络级五个不同层级的模型，以及一个独立的、用于不同层级模型之间进行数据传输的IO模型；其中，所述构件级模型为通信协议构件代码或进程构件代码封装形成的模型；模块级模型为多个构件级模型相互调用组成的、具有特定功能的模块模型；设备级模型为单个或多个模块级模型相互连接组成的设备模型；节点级模型为多个设备模型相互连接组成的航天器节点模型；网络级模型为多个航天器节点模型组成的通信网络模型。
2.根据权利要求1所述的一种航天器信息流分层模型，其特征在于：所述构件级模型通过代码建模的方式实现，具体实现过程为：首先，采用通用编程语言对构件进行功能描述，并定义外部接口函数，其中，外部接口函数包括可被其他构件调用的外部接口函数、用于调用其他构件的外部接口函数，以及参数配置接口函数，所述参数配置接口函数用于模型初始化参数的配置；然后，将其进行编译和封装，保存在模型库中，同时，添加图形化界面，将一个模型用一个图标表示，将外部接口用连接点表示；最后，采用连线方式完成不同构件模型间的相互
3.根据权利要求2所述的一种航天器信息流分层模型，其特征在于：构件级模型包括通信协议构件和进程构件，所述通信协议构件通过用于调用其他构件的外部接口函数获得数据，而后处理获取的数据，处理过后得到的数据，通过可被其他构件调用的接口函数传递给其他构件进行处理，或被IO接口调用传递给其他层级；其中，所述处理包括数据的校验判断、组包处理、路由转发；所述的进程构件用于产生数据、根据需求处理数据并转发数据，在周期性产生数据后，根据从外部接口函数接收到的信息判断数据转发的目的地，再将处理后的数据转发至其他通信协议构件或进程构件。
4.根据权利要求3所述的一种航天器信息流分层模型，其特征在于：所述IO模型的构建过程为：定义外部接口函数，设置标记戳和标志位，所述外部接口函数包括两种，一种是用于调用发送层级模型接口函数的接口函数，另一种是被接收层级模型调用的输出接口函数，所述标记戳用于标记、追踪数据，标记戳被添加至跨层级传输数据中，所述标志位用于表示是否有数据将要发送，当接收层级模型读取标志位得知有数据要接收时，调用IO模型的输出接口函数得到数据。
5.根据权利要求4所述的一种航天器信息流分层模型，其特征在于：模块级、设备级、节点级、网络级的模型，有两种构建方法：第一种为，采用低层级模型组织建立，具体的，根据本层级模型的功能，选取若干个低一层级的模型进行连接组合，并利用IO模型与本层级其他模型进行数据交互；第二种方法为，采用代码建模的方式单独建立模型，具体的，首先，采用编程语言对模型进行功能描述，然后，定义外部接口，用于与本层级其他模型进行数据交互。
6.一种航天器信息流分层仿真方法，基于权利要求1-5所述的任意一种航天器信息流分层模型，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种航天器信息流分层模型，其特征在于：根据从低到高的方式，信息流分层模型包括构件级、模块级、设备级、节点级、网络级五个不同层级的模型，以及一个独立的、用于不同层级模型之间进行数据传输的io模型；其中，所述构件级模型为通信协议构件代码或进程构件代码封装形成的模型；模块级模型为多个构件级模型相互调用组成的、具有特定功能的模块模型；设备级模型为单个或多个模块级模型相互连接组成的设备模型；节点级模型为多个设备模型相互连接组成的航天器节点模型；网络级模型为多个航天器节点模型组成的通信网络模型。
2.根据权利要求1所述的一种航天器信息流分层模型，其特征在于：所述构件级模型通过代码建模的方式实现，具体实现过程为：首先，采用通用编程语言对构件进行功能描述，并定义外部接口函数，其中，外部接口函数包括可被其他构件调用的外部接口函数、用于调用其他构件的外部接口函数，以及参数配置接口函数，所述参数配置接口函数用于模型初始化参数的配置；然后，将其进行编译和封装，保存在模型库中，同时，添加图形化界面，将一个模型用一个图标表示，将外部接口用连接点表示；最后，采用连线方式完成不同构件模型间的相互调用，连线时要对接口数据类型的匹配性进行检查。
3.根据权利要求2所述的一种航天器信息流分层模型，其特征在于：构件级模型包括通信协议构件和进程构件，所述通信协议构件通过用于调用其他构件的外部接口函数获得数据，而后处理获取的数据，处理过后得到的数据，通过可被其他构件调...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾雨棽，何熊文，李佳津，齐征，刘岩，李彦欣，余欢，杨乐，陈朝基，安广齐，彭坤，魏平，乔梁，吕泽竞，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：
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