专利名称：月球激光高度计实时监视数据的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种数据处理方法，尤其是一种对月球激光高度计数据进行处理的方法。
背景技术：
数据的监视显示是有效载荷运行管理的主要内容之一，其目的是处理有效载荷下行数据源包，解算科学数据与工程数据，校正数据，消除科学数据和工程数据中存在的各种偏差，利用软件对科学数据和工程数据数值进行监视。月球卫星有效载荷激光高度计数据监视，需要解译数据源包，处理得到仪器工作状态参数、仪器的遥测参数数据以及距离探测数据，利用监视软件平台实现对激光高度计 的运行状态监视。激光高度计(LAM)监视数据处理的核心是测距数据和工程数据的处理，它们是由原始数据经过帧同步、解扰、RS译码、数据组帧、信道处理、载荷分包、解包、物理量转化后得到的，并结合数据源信息在监视界面中进行显示。但是，现有技术中尚没有满足上述要求的针对月球激光高度计实时数据的处理、显示和监视的技术，导致不能够精确反映卫星及其载荷的各个组成部件的工作状态、运行状况以及对月球表层的数据探测情况。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种月球激光高度计数据的处理方法，主要是处理有效载荷下行数据源包，解算科学数据与工程参数，校正数据，消除探测数据和工程数据中存在的各种偏差，利用软件对探测数值和工程参数数值进行监视。为达到上述目的，本发明提出了一种对月球激光高度计实时监视数据进行处理的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤1，地面站接收卫星下传的原始位流数据；步骤2，对接收的原始位流数据进行成帧数据处理，得到多个成帧数据，所述成帧数据处理包括帧同步、去扰、RS译码和数据组�。徊街�3，按照所述成帧数据中携带的虚拟信道标识，提取成帧数据中特定虚拟信道的数据，取出其中的有效数据字节形成虚拟信道数据；步骤4，根据事先约定的有效载荷应用标识符将月球激光高度计的数据从虚拟信道数据中提取出来组成二进制格式的数据源包文件，并在每个源包文件的最后添加一字节的数据质量信息形成源包数据；步骤5，对步骤4得到的源包数据进行解包处理，得到多个激光高度计数据块；步骤6，将所述数据块中的科学数据转换为距离数据，形成科学数据文件，对数据块中的工程数据进行物理量转换，形成工程数据文件；步骤7，对步骤6中经过物理量转换后得到的科学数据和工程数据进行监视显示。
通过上述步骤，本发明可以实现月球激光高度计数据的实时处理，在处理过程中完成对数据的校正，消除数据中存在的各种偏差，最终将接收的卫星原始位流数据解算为科学数据与工程数据。处理后的科学数据和工程数据，可以通过监视软件平台进行实时显示。地面工作人员可以在卫星数据接收的过程中，实时监视与检验激光高度计的工作状态和探测数据质量。如果卫星状态或者探测数据出现异常，地面人员可以及时对异常情况进行处理，保证探测器科学探测工作的正常进行。本发明有助于实现月球激光高度计的在轨运行控制，确保探测器工作正常，获取正确、有效的科学探测数据。同时，本发明基于月球卫星在轨运行的特点，建立了一种实时数据的处理方法，为月球卫星或者其他深空探测卫星的激光高度计数据的实时处理提供支持。
图I是本发明月球激光高度计实时监视数据处理方法的流程图； 图2是根据本发明的客户端监视显示界面。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。如图I所示，本发明提供了一种对月球激光高度计实时监视数据进行处理的方法，该方法包括以下步骤步骤1，地面站接收卫星下传的原始位流数据；步骤2，对接收的原始位流数据进行成帧数据处理，得到多个成帧数据，具体如下步骤2. 1，帧同步按比特位(bit)查找原始位流数据中的帧同步头“1ACFFC1D”，从帧同步头开始截取512个字节形成多个原始数据�。徊街�2. 2，去扰用508字节的扰码与原始数据帧中帧同步头以后的508字节一一进行“异或”操作，以对原始数据帧进行去扰；步骤2. 3，RS译码用去扰后的原始数据帧(512个字节)中的最后64字节的RS码对原始数据帧进行RS译码，并记录RS译码后的数据，同时生成两字节的数据质量信息(第一个字节代表错bit数，第二个字节代表纠错率)；步骤2. 4，数据组帧将经过RS译码后的数据帧(512字节)与所述两字节的数据质量信息组成大小为514字节的成帧数据。步骤3，分路解帧按照成帧数据中携带的虚拟信道标识，提取成帧数据中特定虚拟信道的数据，取出其中的有效数据字节形成虚拟信道数据，具体如下根据成帧数据结构中的虚拟信道信息，确定成帧数据中包含的虚拟信道，所述虚拟信道是地面与卫星约定的一种数据传输模式，不同的数据内容在不同的虚拟信道中进行传输，比如，本发明中设定虚拟信道Al用于传输延时的载荷源包数据，虚拟信道C用于传输实时的载荷源包数据(Al和C是事先约定的虚拟信道标识)，对于Al虚拟信道，将接收到的成帧数据中除去帧同步头、虚拟信道标识(10字节)和RS码后的436个有效数据字节取出，形成Al虚拟信道数据，并同时形成虚拟信道数据成帧数据统计信息，所述统计信息包括虚拟信道数据中成帧数据的个数，以及成帧数据流中不连续数据帧信息(比如不连续数据帧的个数和帧序号)等信息。步骤4，分载荷源包根据事先约定的有效载荷应用标识符将月球激光高度计的数据从虚拟信道数据中提取出来组成二进制格式的数据源包文件，并在每个源包文件的最后添加一字节的数据质量信息形成源包数据，具体如下激光高度计的数据包含在Al虚拟信道中，根据有效载荷应用标识符对分路解帧后的虚拟信道数据进行分解和提�。鲇行г睾捎τ帽晔斗糜诒昝魇莸脑睾衫丛矗幢昝鞲檬菔抢醋杂诩す飧叨燃疲故瞧渌睾�。将从Al虚拟信道提取出的激光高度计数据组成二进制格式的数据源包文件，并在每个源包文件的最后添加一字节的数据质量信息(即源包文件中数据RS译码时的错bit数)，形成源包数据。源包数据的格式如下表I激光高度计源包数据格式说明
权利要求
1.一种对月球激光高度计实时监视数据进行处理的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 步骤1，地面站接收卫星下传的原始位流数据； 步骤2，对接收的原始位流数据进行成帧数据处理，得到多个成帧数据，所述成帧数据处理包括帧同步、去扰、RS译码和数据组�。� 步骤3，按照所述成帧数据中携带的虚拟信道标识，提取成帧数据中特定虚拟信道的数据，取出其中的有效数据字节形成虚拟信道数据； 步骤4，根据事先约定的有效载荷应用标识符将月球激光高度计的数据从虚拟信道数据中提取出来组成二进制格式的数据源包文件，并在每个源包文件的最后添加一字节的数据质量信息形成源包数据； 步骤5，对步骤4得到的源包数据进行解包处理，得到多个激光高度计数据块； 步骤6，将所述数据块中的科学数据转换为距离数据，形成科学数据文件，对数据块中的工程数据进行物理量转换，形成工程数据文件； 步骤7，对步骤6中经过物理量转换后得到的科学数据和工程数据进行监视显示。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括以下步骤 步骤2. 1，帧同步按比特位查找所述原始位流数据中的帧同步头,从帧同步头开始截取512个字节形成多个原始数据�。� 步骤2. 2，去扰用508字节的扰码与所述原始数据帧中帧同步头以后的508个字节一一进行异或操作，以对所述原始数据帧进行去扰； 步骤2. 3，RS译码用去扰后的原始数据帧中的最后64字节的RS码对原始数据帧进行RS译码，并记录RS译码后的数据，同时生成两字节的数据质量信息； 步骤2. 4，数据组帧将经过RS译码后的数据帧与所述两字节的数据质量信息组成大小为514字节的成帧数据。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的有效数据字节为成帧数据中除去帧同步头、虚拟信道标识和RS码后的数据。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括形成成帧数据统计信息的步骤，所述统计信息包括原始位流数据中成帧数据的个数，以及成帧数据流中不连续数据帧信息。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤4中的所述数据质量信息为源包文件中数据RS译码时的错比特数。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述源包数据依次包括2字节的同步码、2字节的标识、2字节的包序列控制码、2字节的包长度标识、496字节的激光高度计数据域以及2字节的质量状态码；其中，496字节的激光高度计数据域进一步包括10个48字节的LAM数据块和16个字节的随机无效数据。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，若所述地面站的数量为两个或多个，为了提高数据的处理质量，所述步骤5中在对源包数据进行解包之前进一步包括对两个或多个地面站的源包数据进行优化处理的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述优化处理为在两个或多个包序列控制码相同的源包数据中，选择数据质量最好的一个进行后续处理。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述解包处理进一步为在源包数据中，从头依次提取48个字节得到多个数据块。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤6中，卫星下传的激光高度计的科学数据的格式为8421的BCD编码，其中第一个字节的单位为万米，第二个字节的单位为百米，第三个字节的单位为米，以此将所述科学数据转换为距离数据。
11.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤6中，对数据块中的工程数据进行物理量转换包括以下转换方式中的其中一种十进制转换、+5V电压转换、UTC时间转换、BCD码转换。
12.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤7中，以列表的形式监视显示所述工程数据，采用列表显示或曲线显示的形式监视显示所述科学数据。
全文摘要
本发明公开了一种对月球激光高度计实时监视数据进行处理的方法，该方法包括以下步骤对地面站接收的原始位流数据进行成帧处理，并提取出激光高度计数据源包；对源包数据进行解包处理；对数据块中的科学数据和工程数据分别进行物理量转换并进行监视显示。本发明有助于实现月球激光高度计的在轨运行控制，确保探测器工作正常，获取正确、有效的科学探测数据，并为月球卫星或者其他深空探测卫星的激光高度计数据的实时处理提供支持。
文档编号G01C5/00GK102706322SQ201210133108
公开日2012年10月3日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者付强, 任鑫, 刘建军, 朱海华, 李春来, 温卫斌, 王芳, 舒嵘, 边伟 申请人:中国科学院国家天文台
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