一种用于卫星测试的程控任务指令快速生成系统

技术领域

本发明涉及航天器测试领域，特别是涉及一种用于卫星测试的程控任务指令快速生成技术。

背景技术

卫星在轨执行载荷任务时一般通过程控任务指令实现，载荷程控任务指令通常利用程控指令、程控数据块和相对时间程控指令配合完成。在卫星的地面测试过程中，仿真卫星在轨执行载荷程控任务是一项非常重要测试内容，其不但验证各分系统功能的正确性和电气接口的匹配性，获得了测试数据，而且还达到了全面检验卫星功能和性能的目的，在指令模板测试、应用对接、热试验等测试环节均涉及到载荷程控任务指令的生成，如何能保证输入的参数合理和生成的指令正确对于综合测试来说至关重要。

发明内容

本发明提供了一种用于卫星测试的程控任务指令快速生成系统，其目的是为了解决卫星地面测试过程中程控任务指令快速生成的需求。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于卫星测试的程控任务指令快速生成系统，包括输入参数预处理模块、相对程控指令存储模块、程控指令处理模块、程控数据块处理模块和指令解译模块；

输入参数预处理模块，用于对输入参数进行预处理，将其中的UTC时间转换成星时，将10进制参数转换为16进制码字；

相对程控指令存储模块，用于存储相对时间固定递增的指令集合，集合中的相对程控指令供程控指令处理模块调用；

程控指令处理模块，用于调用处理后的输入参数以及相对程控指令，生成上注程控指令；

程控数据块处理模块，用于调用处理后的输入参数，生成程控数据块，所述程控数据块包括姿控数据块、载荷数据块、数传数据块；

指令解译模块，用于调用相对程控存储模块的相对时间、指令码字、指令名称、段号和程控指令处理模块的星时、指令名称、码字、任务编号以及程控数据块处理模块的星时、指令名称、码字、任务编号，生成指令解译表，根据星时反算出UTC时间。

优选的，输入参数预处理模块的输入参数共计9项，分别是开始记录时间T0、记录时长Δτ、开始回放时间T1、回放时长Δt、任务编号、姿态机动参数、载荷任务参数、数传回放文件编号，数传记录文件号。

优选的，所述相对程控指令分为两种：相对程控指令一和相对程控指令二，相对程控指令一的指令执行相对时间是一个长度为N的离散递增序列[τ1，τ2，τ3，…，τn，τ(n+1)，τ(n+2)，…，τ(m-1)，τm，τ(m+1)，…，τ(N-1)，τN]，其中[τ1，τ2，τ3，…，τn]表示载荷任务开始记录之前的卫星状态设置指令执行相对时刻；[τ(n+1)，τ(n+2)，…，τ(m-1)]表示载荷任务记录过程中的卫星状态设置指令执行相对时刻；τm表示载荷任务记录结束时刻的相对时间，[τ(m+1)，…，τ(N-1)，τN]表示载荷任务记录结束之后卫星状态设置指令执行相对时刻；[τ1，τ2，τ3，…，τn，τ(n+1)，τ(n+2)，…，τ(m-1)]的段号为1，[τm，τ(m+1)，…，τ(N-1)，τN]的段号为2，段号1与2之间装入参数作为时间间隔；相对程控指令二的指令执行相对时间是长度为Y的离散递增序列[t1，t2，t3，…，tY]，其中t1表示载荷任务回放结束时刻的相对时间。

优选的，程控指令和程控数据块的相对时间是长度为X的离散递增序列[δ0，δ1，…，δw，δv，…，δ(x-1)，δx，…，δ(X-1)，δX]，其中δ0表示调用相对程控指令一的相对时刻；δx表示载荷任务开始记录的相对时刻，δw表示姿控数据块分发的相对时刻，δv表示载荷数据块分发的相对时刻，δX表示调用相对程控指令二的相对时刻；[δ0，δ1，…，δw，δv，…，δ(x-1)，δx，…，δ(X-1)]的相对时间取值固定，δX＝T1+Δt-t1-T0+δx。

优选的，所述输入参数应满足以下关系：Δt

优选的，程控指令处理模块调用输入参数预处理模块的记录开始时间T0、记录时长Δτ、开始回放时间T1、回放时长Δt、任务编号、数传记录文件编号的16进制码字，调用相对程控指令存储模块中的相对程控指令，对于相对程控指令一，将参数Δτ-τ(m-1)+τn的16进制码字装入δ0时刻的指令码字中，确保记录时常为Δτ；将数传记录文件编号的16进制码字装入到δx时刻的指令码字中，令T0＝T+δx、T1+Δt＝T+δX+t1，其中T为程控指令开始执行时的星时；[T+δ0，T+δ1，…，T+δ(x-1)，T+δx，…，T+δX]是上注程控指令对应星时时间的离散递增序列。

优选的，程控指令处理模块按照固定格式填入帧头、块标示、指令长度、保留字、指令条数X、任务编号、星时T+δ0、指令码字……填充字节、校验位，生成上注程控指令；程控指令处理模块根据指令长度自动填充字节，使程控指令总长度为32、64、128或者256字节，如果长度超过256字节，则对时间序列[T+δ0，T+δ1，…，T+δ(x-1)，T+δx，…，T+δX]进行分段生成多条上注程控指令，每条最多256个字节。

优选的，程控数据块处理模块调用输入参数预处理模块的参数，包括开始回放时间T1、任务编号、姿态机动参数、载荷任务参数、数传回放文件编号的16进制码字，将姿态机动参数、任务编号的16进制码字装入姿控数据块，将载荷任务参数、任务编号的16进制码字装入载荷数据块，将数传回放文件编号的16进制码字装入数传数据块，T0-δx+δw作为姿控数据块分发的星时，T0-δx+δv作为载荷数据块分发的星时，T1作为数传数据块分发的星时。

优选的，程控数据块处理模块按照固定格式填入帧头、块标示、指令长度、保留字、指令条数1、任务编号、星时、虚拟信道、指令码字、填充字节、校验位，生成程控数据块，程控数据块处理模块根据指令长度自动填充字节，使程控数据块总长度为32、64、128或者256字节。

优选的，所述指令解译表的格式包括UTC时间、星时、指令名称、指令码字、任务编号；指令条数为N+Y+X+1，指令执行时刻对应的星时为[Δτ+T0-τm+τ1，Δτ+T0-τm+τ2，Δτ+T0-τm+τ3，…，T0-δx+δ1，…，T0-δx+δw，…，T0-δx+δv，T0-δx+δ(x-1)，…，T0，Δτ+T0-τm+τ(n+1)，Δτ+T0-τm+τ(n+2)，…，T1，Δτ+T0-τm+τ(m-1)，Δτ+T0，…，Δτ+T0-τm+τ(N-1)，Δτ+T0-τm+τN，…，T0-δx+δ(X-1)，T1+Δt，T1+Δt-t1+t2，T1+Δt-t1+t3，…，T1+Δt-t1+tY]。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

(1)本发明提供了卫星地面测试时载荷程控任务的各输入参数之间的约束关系，可以杜绝因输入参数的逻辑关系不合理而导致程控任务执行失败的事故；

(2)本发明可以根据输入参数快速生成上注程控指令、程控数据块和指令解译表，可以根据指令解译表核对卫星收到的指令和数据块是否正确，也可按照指令解译表对载荷程控任务的执行情况进行实时监测。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提出了一种用于卫星测试的程控任务指令快速生成系统，如图1所示为其原理示意图，主要包括：输入参数预处理模块、相对程控指令存储模块、程控指令处理模块、程控数据块处理模块和指令解译模块；

输入参数预处理模块的输入9项参数：开始记录时间T0、记录时长Δτ、开始回放时间T1、回放时长Δt、任务编号、姿态机动参数、载荷任务参数、数传回放文件编号，数传记录文件编号；输入参数预处理模块对输入参数进行如下逻辑判断：Δt

相对程控指令存储模块中存储的相对程控格式分为两种：相对程控指令一和相对程控指令二，相对程控指令一的指令执行相对时间是一个长度为N的离散递增序列[τ1，τ2，τ3，…，τn，τ(n+1)，τ(n+2)，…，τ(m-1)，τm，τ(m+1)，…，τ(N-1)，τN]，其中[τ1，τ2，τ3，…，τn]表示载荷任务开始记录之前的卫星状态设置指令执行相对时刻；[τ(n+1)，τ(n+2)，…，τ(m-1)]表示载荷任务记录过程中的卫星状态设置指令执行相对时刻；τm表示载荷任务记录结束时刻的相对时间，[τ(m+1)，…，τ(N-1)，τN]表示载荷任务记录结束之后卫星状态设置指令执行相对时刻；[τ1，τ2，τ3，…，τn，τ(n+1)，τ(n+2)，…，τ(m-1)]的段号为1，[τm，τ(m+1)，…，τ(N-1)，τN]的段号为2，段号1与2之间可以装入参数作为时间间隔；相对程控指令二的指令执行相对时间是长度为Y的离散递增序列[t1，t2，t3，…，tY]，其中t1表示载荷任务回放结束时刻的相对时间；

程控指令处理模块调用输入参数预处理模块的记录开始时间T0、记录时长Δτ、开始回放时间T1、回放时长Δt、任务编号、数传记录文件编号等参数，计算程控任务开始执行时的星时T＝T0-δx，回放停止时间为T1+Δt＝δX+t1+T0-δx确定程控指令执行时间序列为[T0-δx+δ0，T0-δx+δ1，…，T0-δx+δ(x-1)，T0，…，T0-δx+δ(X-1)，T1+Δt-t1-T0+δx]，程控指令处理模块调用相对程控指令一，对于相对程控指令一，将Δτ-τ(m-1)+τn的16进制码字作为段号1和段号2之间的时间间隔装入到相对时间δ0时刻的指令码字中，确保记录时常为Δτ；将数传记录文件编号的16进制码字装入到相对时间δx时刻的指令码字中；按照固定格式填入帧头、块标示、指令长度、保留字、指令条数X、任务编号、星时T+δ0、指令码字……填充字节、校验位，自动填充字节使指令总长度为32、64、128或者256字节，最后输出上注程控指令；

程控指令处理模块按照固定格式填入帧头、块标示、指令长度、保留字、指令条数X、任务编号、星时T+δ0、指令码字……填充字节、校验位，生成上注程控指令；程控指令处理模块会根据指令长度自动填充字节，使程控指令总长度为32、64、128或者256字节，如果长度超过256字节，则对时间序列[T+δ0，T+δ1，…，T+δ(x-1)，T+δx，…，T+δX]进行分段生成多条上注程控指令，每条最多256个字节；

程控指令和程控数据块的相对时间是长度为X的离散递增序列[δ0，δ1，…，δw，δv，…，δ(x-1)，δx，…，δ(X-1)，δX]，此处的程控数据块包括姿控数据块、载荷数据块、数传数据块；其中δ0表示调用相对程控指令1的相对时刻；δx表示载荷任务开始记录的相对时刻，δw表示姿控数据块分发的相对时刻，δv表示载荷数据块分发的相对时刻，δX表示调用相对程控指令2的相对时刻；[δ0，δ1，…，δw，δv，…，δ(x-1)，δx，…，δ(X-1)]的相对时间取值固定，δX＝T1+Δt-t1-T0+δx；

程控数据块处理模块调用输入参数预处理模块的参数：开始回放时间T1、任务编号、姿态机动参数、载荷任务参数、数传回放文件编号的16进制码字，将姿态机动参数、任务编号的16进制码字装入姿控数据块，将载荷任务参数、任务编号的16进制码字装入载荷数据块，将开始回放时间T1、数传回放文件编号的16进制码字装入数传数据块，程控数据块处理模块按照固定格式填入帧头、块标示、指令长度、保留字、指令条数1、任务编号、星时、指令码字、填充字节、校验位，生成程控数据块；T0-δx+δw作为姿控数据块分发的星时，T0-δx+δv作为载荷数据块分发的星时，T1作为数传数据块分发的星时。程控数据块处理模块会根据指令长度自动填充字节，使程控数据块总长度为32、64、128或者256字节。

指令解译模块调用程控指令处理模块、程控数据块处理模块、相对程控指令存储模块的信息，将N+Y+X+1条指令名称按星时[Δτ+T0-τm+τ1，Δτ+T0-τm+τ2，Δτ+T0-τm+τ3，…，T0-δx+δ1，…，T0-δx+δw，…，T0-δx+δv，T0-δx+δ(x-1)，…，T0，Δτ+T0-τm+τ(n+1)，Δτ+T0-τm+τ(n+2)，…，T1，Δτ+T0-τm+τ(m-1)，Δτ+T0，…，Δτ+T0-τm+τ(N-1)，Δτ+T0-τm+τN，…，T0-δx+δ(X-1)，T1+Δt，T1+Δt-t1+t2，T1+Δt-t1+t3，…，T1+Δt-t1+tY]从小到大排列生成指令解译表，根据星时反算出UTC时间，输出的指令解译表格式为：UTC时间、星时、指令名称、指令码字、任务编号。

本发明适用于卫星测试时程控任务指令快速生成，可以杜绝因输入参数的逻辑关系不合理而导致程控任务执行失败的事故。测试人员可以根据生成的指令解译表核对上注到卫星上的指令码字是否正确，也可按照指令解译表对载荷程控任务的执行情况进行实时监测，满足了卫星在指令模板测试、应用对接、热试验等环节快速生成载荷程控任务指令的需求，降低了测试风险，提高了测试效率。

本发明说明书中为作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。