遥测数据的处理方法、装置、设备及介质

技术领域

本公开涉及航天卫星地面数据处理领域，具体涉及一种遥测数据的处理方法、装置、设备及介质。

背景技术

随着我国航空航天技术的不断发展，不仅卫星的发射数量增多、频次增高，单星上的载荷数量也在增加，致使遥测参数的数量不断增加，卫星下传的数据量在不断增大。在实时的遥测处理场景下，比如实时监视场景，增大的数据量会消耗更多的传输和处理时间，容易导致数据堆积和结果延时，无法满足实时性要求。此外，在实际的卫星飞行过程中存在如下情况：第一，并不是所有载荷在所有飞行阶段都会起作用，在不同的飞行阶段，可能会有一些载荷并不是在真正的工作，它们会下传零值或者无意义的随机值；第二，有时任务只关注正在下传的数据中的部分参数，并不需要其他参数的值；第三，零值、随机值和其他非必要参数值的出现，有时会引起参数监视人员的误解和混淆。因此，对于不同的飞行阶段，真正需要处理的数据往往是全集数据的某个真子集，对多余数据的处理，有时反而影响监视效果，也会导致处理成本较高，难以满足实时性要求，无法聚焦监视重点，引起歧义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述问题，本公开提供了一种遥测数据的处理方法、装置、设备及介质，以至少部分解决遥测数据处理上数据冗杂，不满足实时性的要求、处理成本较高及引起歧义等问题。

(二)技术方案

本公开一方面提供一种遥测数据的处理方法，包括：接收飞行器在当前飞行阶段的不同时间点下传的遥测包，所述遥测包包含多个遥测参数；基于当前飞行阶段的挑选配置内容，从所述不同时间点下传的遥测包中挑选遥测包，并在挑选出的遥测包中筛选目标遥测参数，基于所述目标遥测参数形成目标遥测包；获取当前飞行阶段的包组，将当前飞行阶段获取的全部所述目标遥测包存入所述包组进行传输。

根据本公开的实施例，所述基于当前飞行阶段的挑选配置内容，从所述不同时间点下传的遥测包中挑选遥测包，并在挑选出的遥测包中筛选目标遥测参数，基于所述目标遥测参数形成目标遥测包包括：给所述遥测包分配包标识，给所述遥测参数分配编码，使所述挑选配置内容包括多个预设包标识和多个预设编码构成的集合；筛选包标识与所述挑选配置内容中包括的预设包标识匹配的所述遥测包；在匹配得到的遥测包中筛选编码与所述挑选配置内容中包括的预设编码匹配的遥测参数；基于所述包标识和匹配的遥测参数生成目标遥测包。

根据本公开的实施例，所述包组存储于队列中，所述获取当前飞行阶段的包组，将当前飞行阶段获取的全部所述目标遥测包存入所述包组进行传输包括：从所述队列中获取队尾的包组，判断位于所述队尾的包组中目标遥测包的包标识构成的集合是否等于所述预设包标识构成的集合；当所述队尾的包组中目标遥测包的包标识构成的集合等于所述预设包标识构成的集合时，将队尾的所述包组放入所述队列，并创建新的包组，将所述目标遥测包放入新的包组后，存入所述队列；当所述队尾的包组中目标遥测包的包标识构成的集合不等于所述预设包标识构成的集合时，将所述目标遥测包放入位于队尾的包组中，并将队尾的所述包组放入所述队列。

根据本公开的实施例，还包括：从所述队列中获取队头的包组，判断位于所述队头的包组包含的目标遥测包的包标识是否等于所述预设包标识；当所述队头的包组中目标遥测包的包标识构成的集合等于所述预设包标识构成的集合时，取出所述队头的包组并进行传输；当所述队头的包组中目标遥测包的包标识构成的集合不等于所述预设包标识构成的集合时，判断所述队头的包组中是否有目标遥测包的存放时间超过第一预设时限；当所述队头的包组中有目标遥测包的存放时间超过第一预设时限时，取出所述队头的包组并进行传输；当所述队头的包组在队列中等待的时间未超过第一预设时限时，结束流程。

根据本公开的实施例，还包括：部署配置中心集群，所述配置中心集群存储配置文件，所述配置文件包括给当前飞行阶段分配的名称；部署业务集群，所述业务集群包含多个节点，所述节点通过TCP网络连接并监听所述配置中心集群；变更所述配置中心集群存储的所述配置文件，使所述配置中心集群将更新后的配置文件下发给正在监听的多个节点；基于更新后的配置文件中飞行阶段的名称，所述节点查询所述挑选配置内容。

根据本公开的实施例，所述变更所述配置中心集群存储的所述配置文件，使所述配置中心集群将更新后的配置文件下发给正在监听的多个节点，基于更新后的配置文件中飞行阶段的名称，所述节点查询所述挑选配置内容包括：判断所述配置中心集群存储的配置文件中当前飞行阶段的名称是否等于预设遥测参数的标准值，所述遥测参数为一个属性集合，所述标准值为属性集合中的一个属性值；当当前飞行阶段的名称不等于所述预设遥测参数的标准值时，修改所述配置文件中当前飞行阶段的名称为所述预设遥测参数的标准值；基于更新后的飞行阶段的名称，所述节点查询所述挑选配置内容。

根据本公开的实施例，还包括：创建哈希表，所述挑选配置内容存储于所述哈希表中；其中，所述哈希表中的键对应预设包标识，所述哈希表中的键值对应预设编码的集合。

本公开的第二方面提供了一种遥测数据的处理装置，包括：接收模块，用于接收飞行器在当前飞行阶段的不同时间点下传的遥测包，所述遥测包包含多个遥测参数；挑选模块，用于基于当前飞行阶段的挑选配置内容，从所述不同时间点下传的遥测包中挑选遥测包，并在挑选出的遥测包中筛选目标遥测参数，基于所述目标遥测参数形成目标遥测包；合并模块，用于获取当前飞行阶段的包组，将当前飞行阶段获取的全部所述目标遥测包存入所述包组进行传输。

本公开的第三方面提供了一种电子设备，包括：存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现所述的遥测数据的处理方法中的各个步骤。

本公开的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的遥测数据的处理方法中的各个步骤。

(三)有益效果

本公开提供的遥测数据的处理方法、装置、设备及介质，基于飞行阶段变更挑选配置内容，动态挑选遥测包和遥测参数，满足了实时性要求，同时聚焦监视重点，避免引起歧义，具有实时和自适应特性；而将目标遥测包放入包组，作为一个整体传输给后续处理步骤，提高了传输效率。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：

图1示意性示出了根据本公开实施例提供的遥测数据的处理方法的流程图；

图2示意性示出了本公开实施例提供的一个遥测包的JSON表示示意图；

图3示意性示出了本公开实施例提供的一个挑选配置内容的JSON表示示意图；

图4示意性示出了本公开实施例提供的存储所有阶段挑选配置内容的关系型数据库表的结构示意图；

图5示意性示出了本公开实施例提供的对配置文件进行中心化组织的组织方式示意图；

图6示意性示出了本公开实施例提供的基于挑选配置内容挑选遥测参数的流程示意图；

图7示意性示出了本公开实施例提供的挑选配置内容随飞行阶段实时变更的过程示意图；

图8示意性示出了本公开实施例提供的将目标遥测包放入队列的过程的示意图；

图9示意性示出了本公开实施例提供的从队列中取出包组的过程的示意图；

图10示意性示出了本公开实施例提供的遥测数据的处理装置的结构框图；

图11示意性示出了一种电子设备的硬件结构图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解，方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。

如图1所示，遥测数据的处理方法的流程图包括S1～S3。

S1，接收飞行器在当前飞行阶段的不同时间点下传的遥测包，所述遥测包包含多个遥测参数。

S2，基于当前飞行阶段的挑选配置内容，从所述不同时间点下传的遥测包中挑选遥测包，并在挑选出的遥测包中筛选目标遥测参数，基于所述目标遥测参数形成目标遥测包。

S3，获取当前飞行阶段的包组，将当前飞行阶段获取的全部所述目标遥测包存入所述包组进行传输。

在实际任务过程中，飞行阶段会因为任务规划、太空环境变化等因素不断变动，在不同的飞行阶段，不同时间点会下发遥测包，下发的遥测包接收后，会根据不同的飞行阶段对遥测包进行挑选，在挑选出的遥测包中筛选遥测参数。通过这种动态更换挑选配置内容的方式，能够获取所需要的遥测参数，提高数据传输和处理效率，释放一定的数据存储空间，降低处理成本，满足实时性要求，聚焦监视重点。在传输同等数据量的前提下，将最终形成的目标遥测包组合成包组传输给后续处理步骤，其中，每个飞行阶段并非只有一个包组，且在获取包组之前，若不存在包组，首先会创建一个包组，这样不仅能减少网络传输次数，提高传输效率，同时便于后续监视客户端对遥测数据的批量解析和显示。

具体地，S2包括S21～S24。

S21，给所述遥测包分配包标识，给所述遥测参数分配编码，使所述挑选配置内容包括多个预设包标识和多个预设编码构成的集合。

S22，筛选包标识与所述挑选配置内容中包括的预设包标识匹配的所述遥测包。

S23，在匹配得到的遥测包中筛选编码与所述挑选配置内容中包括的预设编码匹配的遥测参数。

S24，基于所述包标识和匹配的遥测参数生成目标遥测包。

在本公开实施例中，通过给遥测包和遥测参数定义相关特征，包括但不限于包标识和编码，其中定义的过程由星方完成，根据挑选配置内容预先存储的预设包标识和预设编码进行相应的匹配，就能过滤掉不需要的遥测包和遥测包内不需要的遥测参数。这种结构化表示的方法易于人编写和阅读，也易于机器生成和解析，处理起来也更加高效。

具体地，原始的遥测帧字节流会被上游解析为遥测参数(记为p，简称参数)，在实时传输的数据流中，遥测参数p是被按其所属的遥测包(记为P，简称包)划分开，逐包到达的。可将飞行任务T(记为T，简称任务)定义为由有限个不同的飞行阶段S(记为S，简称阶段)组成的一个集合，T＝{S

图2示意性示出了本公开实施例提供的一个遥测包的JSON表示示意图。

如图2所示，遥测包P具有包标识、接收时间及包含的遥测参数p三个属性，分别记为P.id、P.rec和P.pms，不同遥测包P之间包标识不同，即有when i≠j，P

在本公开实施例中，对执行挑选过程所依赖的挑选配置内容(记为C)本身进行标准化表示，挑选配置内容是一个两层嵌套结构：例如{1：[a，b，c]；2：[d，e，f]；3：[g，h，i]；…}。由于实时监视岗所关注的目标数据集往往只是飞行阶段S所下传的包集的一个真子集，这里用S

图3示意性示出了本公开实施例提供的一个挑选配置内容的JSON表示示意图。

如图3所示，将参数集P

从上述表示中可以看出，C

在常用的结构化表示中，JSON比XML小且快，不仅易于人编写和阅读，也易于机器生成和解析，所以本公开实施例中基于JSON格式进行结构化表示，层次分明，结构清晰，具有一定的通用性，可为其他遥测数据处理方法中遥测参数的表示提供参考。

在表示出单个阶段的挑选配置内容的基础上，对任务T内的所有阶段，可以组织出一个两列多行的表格，其中的每一行对应T内的一个阶段S

图4示意性示出了本公开实施例提供的存储所有阶段挑选配置内容的关系型数据库表的结构示意图。

如图4所示，展示了存储Pick

在本公开实施例中，部署配置中心集群，所述配置中心集群存储配置文件，所述配置文件包括给当前飞行阶段分配的名称；部署业务集群，所述业务集群包含多个节点，所述节点通过TCP网络连接并监听所述配置中心集群；变更所述配置中心集群存储的所述配置文件，使所述配置中心集群将更新后的配置文件下发给正在监听的多个节点；基于更新后的配置文件中飞行阶段的名称，所述节点查询所述挑选配置内容。

图5示意性示出了本公开实施例提供的对配置文件进行中心化组织的组织方式示意图。

如图5所示，其中配置中心集群(简称配置中心)存储业务配置的内容，即配置文件，业务集群中可以有任意数量的服务器节点，图中以3个节点为例，业务集群中的每个节点都通过TCP网络连接监听配置中心中的配置文件，当配置中心内的配置文件发生改变时，配置中心会将新的配置文件通过TCP连接下发给所有监听它的节点。

在实际的遥测数据处理落地建设中，为了保障处理服务的高可用性，处理服务器都采用集群方式部署，在这种场景下要实现配置文件的实时动态响应，将配置文件分散存储在集群中每台节点的本地难以保证节点之间数据的一致性和数据变化的同步性，配置的中心化组织即是将配置文件整合到专有配置中心集群进行管理，同时让业务集群中的所有节点都监听配置中心集群，当配置中心集群内的配置文件发生变更时，会将变更同时下发给所有正在监听的节点。采用集群化的部署方式，仅依赖少量配置，对飞行阶段的变更具有实时和自适应特性，其中配置的中心化组织的思想也可以为其他遥测数据处理方法提供借鉴。

在本公开实施例中，将当前到达的遥测包与当前所使用的挑选配置内容进行对比，过滤掉不需要的遥测包和包内不需要的参数集，保留目标遥测包。通过采用一种动态的，配置化的方式进行操作，从而更加具有通用性和灵活性。

在实时数据流下传的过程中，记当前飞行阶段为S

图6示意性示出了本公开实施例提供的基于挑选配置内容挑选遥测参数的流程示意图。

如图6所示，具体如下：

a.对于当前下传的包P

b.若P

在本公开实施例中，所述变更所述配置中心集群存储的所述配置文件，使所述配置中心集群将更新后的配置文件下发给正在监听的多个节点，基于更新后的配置文件中飞行阶段的名称，所述节点查询所述挑选配置内容包括：判断所述配置中心集群存储的配置文件中当前飞行阶段的名称是否等于预设遥测参数的标准值，所述遥测参数为一个属性集合，所述标准值为属性集合中的一个属性值；当当前飞行阶段的名称不等于所述预设遥测参数的标准值时，修改所述配置文件中当前飞行阶段的名称为所述预设遥测参数的标准值；基于更新后的飞行阶段的名称，所述节点查询所述挑选配置内容。

在实际的任务过程中，由于有诸多因素会导致飞行阶段变更，因此阶段的变化难以做到提前预测，但可以通过预设遥测参数的标准值来进行判断，该预设遥测参数记为p

图7示意性示出了本公开实施例提供的挑选配置内容随飞行阶段实时变更的过程示意图。

如图7所示，具体如下：

a.若当前下传包P

b.若配置中心中存储的阶段名称name

c.配置中心将新的阶段名称new name

d.每个节点再根据下发下来的新的阶段名称name

在本公开实施例中，所述包组存储于队列中，所述获取当前飞行阶段的包组，将当前飞行阶段获取的全部所述目标遥测包存入所述包组进行传输包括：从所述队列中获取队尾的包组，判断位于所述队尾的包组中目标遥测包的包标识构成的集合是否等于所述预设包标识构成的集合；当所述队尾的包组中目标遥测包的包标识构成的集合等于所述预设包标识构成的集合时，将队尾的所述包组放入所述队列，并创建新的包组，将所述目标遥测包放入新的包组后，存入所述队列；当所述队尾的包组中目标遥测包的包标识构成的集合不等于所述预设包标识构成的集合时，将所述目标遥测包放入位于队尾的包组中，并将队尾的所述包组放入所述队列。

进一步地，还包括：从所述队列中获取队头的包组，判断位于所述队头的包组包含的目标遥测包的包标识是否等于所述预设包标识；当所述队头的包组中目标遥测包的包标识构成的集合等于所述预设包标识构成的集合时，取出所述队头的包组并进行传输；当所述队头的包组中目标遥测包的包标识构成的集合不等于所述预设包标识构成的集合时，判断所述队头的包组中是否有目标遥测包的存放时间超过第一预设时限；当所述队头的包组中有目标遥测包的存放时间超过第一预设时限时，取出所述队头的包组并进行传输；当所述队头的包组在队列中等待的时间未超过第一预设时限时，结束流程。

对经过挑选过程保留下来的仍是分散开的各个目标遥测包执行合并算法。将目标遥测包进行合并的本质，是在保障不影响监视的实时性效果的前提下，将分开到达的目标遥测包，根据当前的挑选配置内容组合成包组，并将包组作为往后传递的基本单位。在传输同等数据量的前提下，将包合并为包组后进行传输，不仅能减少网络传输次数，提高传输效率，同时便于后续监视客户端对遥测数据的批量解析和显示。

合并算法基于“生产者-消费者”模型的思想，利用一个包组队列作为缓冲区进行操作，异步地执行。其中，生产过程指生产者会将上述被保留的数据以包为单位持续不断地从队尾放入队列，消费过程指消费者会从队头逐个取出合并好的包组并传递给后续的处理步骤。特别的，在生产过程中执行合并操作，同时为平衡包组内数据的完整性和数据传递的实时性，为消费者从队列中取出包组设置了取出条件。

具体地，令G代表一个包组，它的本质是一个包集，有G＝{P

图8示意性示出了本公开实施例提供的将目标遥测包放入队列的过程的示意图。

如图8所示，生产过程可表述为：对于要进入队列Q的当前包P

a.判断Q是否为空，若为空，执行G＝group(P

b.若Q不为空，获取G

c.若步骤b中两个集合不等，代表G

图9示意性示出了本公开实施例提供的从队列中取出包组的过程的示意图。

如图9所示，将数据的处理时延限制记为第一预设时限time

a.判断Q是否为空，若为空，结束过程，否则获取G

b.判断集合ids(G

c.若步骤b中两个集合不等，判断G

d.若步骤b中两个集合不等，同时G

进一步地，还包括创建哈希表，挑选配置内容存储于哈希表中，以哈希表的格式来进行表示；其中，哈希表中的键对应预设包标识，哈希表中的键值对应预设编码的集合。这种组织方式在缩减配置量的同时保证了配置内容的可读性和易用性。

本公开通过采用一种动态且配置化的方式对遥测参数进行挑选，即基于飞行阶段变更挑选配置内容，不仅灵活性更强，而且满足了实时性要求。同时，基于JSON格式进行结构化表示，层次分明，结构清晰，具有一定的通用性，可为其他遥测数据处理方法中遥测参数的表示提供参考。最后，根据不同飞行阶段的挑选配置内容，将分散的目标遥测包合并为包组，作为一个整体传输给后续处理步骤，提高了传输效率。

如图10所示，该实施例的遥测数据的处理装置包括接收模块1001、挑选模块1002及合并模块1003。

接收模块1001用于接收飞行器在当前飞行阶段的不同时间点下传的遥测包，所述遥测包包含多个遥测参数。

挑选模块1002用于基于当前飞行阶段的挑选配置内容，从所述不同时间点下传的遥测包中挑选遥测包，并在挑选出的遥测包中筛选目标遥测参数，基于所述目标遥测参数形成目标遥测包。

合并模块1003用于获取当前飞行阶段的包组，将当前飞行阶段获取的全部所述目标遥测包存入所述包组进行传输。

根据本公开的实施例，接收模块1001、挑选模块1002及合并模块1003中的任意多个模块可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本公开的实施例，接收模块1001、挑选模块1002及合并模块1003中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，接收模块1001、挑选模块1002及合并模块1003中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

请参见图11，图11示出了一种电子设备的硬件结构图。

本实施例中所描述的电子设备，包括：

存储器111、处理器112及存储在存储器111上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行该程序时实现前述图1所示实施例中描述的遥测数据的处理方法。

进一步地，该电子设备还包括：

至少一个输入设备113；至少一个输出设备114。

上述存储器111、处理器112输入设备113和输出设备114通过总线115连接。

其中，输入设备113具体可为摄像头、触控面板、物理按键或者鼠标等等。输出设备114具体可为显示屏。

存储器111可以是高速随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)存储器，也可为非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器111用于存储一组可执行程序代码，处理器112与存储器111耦合。

进一步地，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是设置于上述各实施例中的终端中。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述图1所示实施例中描述的遥测数据的处理方法。进一步地，该计算机可存储介质还可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本申请所提供的多个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信链接可以是通过一些接口，模块的间接耦合或通信链接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的用户心理模型的构建方法、装置、电子设备及存储介质的描述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。