基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法及系统.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310290274.8(22)申请日 2023.03.23(71)申请人 航天行云科技有限公司地址 430400 湖北省武汉市新洲区双柳街学林路特1号(72)发明人 皮本杰毛方云秦绪榜黄晓东曹旭郭安然成阿茹(74)专利代理机构 北京众达德权知识产权代理有限公司 11570专利代理师 刘杰(51)Int.Cl.H04L 69/18(2022.01)H04B 7/185(2006.01)(54)发明名称基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法及系统(57)摘要本申请提供了基于可配置协议解析器的卫星。

2、数据处理方法及系统,针对卫星多类型载荷通过不同卫星地面站不同通道下传接收的卫星数据,配置了一个适用性较强的业务数据处理与解析方案,从而有助于为卫星地面系统提供高效、稳定、精确的数据支持。权利要求书2页 说明书12页 附图4页CN 116506526 A2023.07.28CN 116506526 A1.一种基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法,其特征在于,所述方法包括:卫星地面站接收卫星下传的卫星数据,透传给卫星数据处理系统;所述卫星数据处理系统根据预先配置的可配置协议解析器,对所述卫星数据执行卫星数据解析处理,得到解析数据,其中,所述可配置协议解析器包括地面段协议解析器和空间段协议解析器,。

3、所述地面段协议解析器适配多种地面站多通道数据源协议类型,用于配置地面段应用层协议识别卫星数据来源和属性,所述空间段协议解析器适配多种卫星通遥载荷数据的网络协议类型和链路协议类型,用于配置遥感数传协议、通信馈电协议、数据交换协议和隧道协议解析业务数据;所述卫星数据处理系统根据业务数据来源的地面站通道、业务数据类型和数据协议层次自动调用对所述解析数据执行对应的地面段和空间段数据处理协议,以在数据应用之前进行包括所述业务数据类型适配的数据存储的数据处理。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述卫星数据处理系统根据预先配置的可配置协议解析器,对所述卫星数据执行卫星数据解析处理,得到解析数据之前,。

4、所述方法还包括:所述卫星数据处理系统对所述卫星数据执行多层协议的CRC校验;若通过校验,则所述卫星数据处理系统触发执行所述卫星数据解析处理。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述卫星数据处理系统包括多个所述数据处理节点,所述卫星数据处理系统根据预先配置的可配置协议解析器,对所述卫星数据执行卫星数据解析处理,得到解析数据,包括:所述卫星数据处理系统通过多个所述数据处理节点获取配置完成的地面段和空间段多个数据解析协议;所述卫星数据处理系统将所述卫星数据分发至所述目标数据处理节点,使得所述目标数据处理节点根据预先配置的所述可配置协议解析器协议配置,对所述卫星数据执行所述对应类型的数据解析。

5、处理,得到所述解析数据。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,每个所述数据处理节点采用双节点热备,由主节点优先执行所述卫星数据解析处理,当主节点挂起时由备节点执行所述卫星数据解析处理,以确保所述卫星数据解析处理不中断。5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述卫星数据的分发处理交由所述卫星数据处理系统的业务数据处理模块提供的任务调度服务来执行,所述业务数据处理模块采用双节点热备,由主节点优先执行所述任务调度服务,当主节点挂起时由备节点执行所述任务调度服务,以确保所述任务调度服务不中断。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述卫星数据处理系统根据业务数据来源的地面站通道、业务数据类。

6、型和数据协议层次自动调用对所述解析数据执行对应的地面段和空间段数据处理协议,包括:所述卫星数据处理系统根据所述解析数据对应数据交换报头中的交换ID和处理ID,识别得到所述卫星数据的业务类型;所述卫星数据处理系统将所述解析数据分发至业务类型对应的数据处理模块进行所述卫星数据应用处理。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述可配置协议解析器还包括优先级配置权利要求书1/2 页2CN 116506526 A2协议解析器,用于解析所述卫星数据的数据分发阶段对应的优先级,所述卫星数据处理系统根据业务数据来源的地面站通道、业务数据类型和数据协议层次自动调用对所述解析数据执行对应的地面段和空间段数据处。

7、理协议,包括:所述卫星数据处理系统根据所述卫星数据的优先级,确定所述解析数据的处理方式和处理顺序;所述卫星数据处理系统根据所述处理方式和所述处理顺序,对所述解析数据执行对应的所述卫星数据应用处理。8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述可配置协议解析器采用多线程池模式进行并行处理。9.一种卫星数据处理系统,其特征在于,所述卫星数据处理系统用于执行如权利要求1至8任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有多条指令,所述指令适于处理器进行加载,以执行权利要求1至8任一项所述的方法。权利要求书2/2 页3CN 116506526 A3基于可配置协议。

8、解析器的卫星数据处理方法及系统技术领域0001本申请涉及卫星数据领域,具体涉及基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法及系统。背景技术0002卫星数据的地面处理,是卫星系统的地面运行管理还有应用系统的核心组成部分,也是卫星数据是否能有效发挥应用价值的重要决定因素。随着航天技术的快速发展,在轨卫星类型和数量越来越多,单颗卫星往往同时兼具通信、遥感多种载荷,对卫星地面数据处理中心处理系统的通用性、智能化要求越来越高。同时,随着技术的发展,卫星数据下行的带宽和速率也在不断提升,地面系统数据接收呈现高速、海量、异构的特征,对于卫星数据处理的可靠性要求也越来越高。0003在该情况下,实际应用中对卫星地面数。

9、据处理中心卫星数据处理系统处理各类不同卫星数据,单颗卫星不同载荷数据的挑战较大,同时随着用户卫星数据服务的要求越来越高,卫星数据的处理质量和处理效率也成为卫星地面数据处理中心数据处理系统的重要考虑因素。因此通遥一体卫星数据处理方法和系统是卫星地面系统研制和运行研究的重要方向。0004而在现有的相关技术的研究过程中,发明人发现,现有的卫星数据处理方案,存在一颗卫星对应一个地面处理系统,定制化程度较高的问题,造成卫星地面数据处理系统相互孤立、分散。同时,现有的卫星数据处理方案,往往针对单一卫星单类载荷数据处理,而对多类型载荷数据一体化快速处理的适配性不佳,系统研发成本高。这些因素,不利于在有限的卫。

10、星资源寿命情况下最大限度发挥卫星应用价值,不利于实现不同类型卫星数据的融合处理与应用,造成用户体验不好、卫星数据应用出现瓶颈的情况。发明内容0005本申请提供了基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法及系统,针对卫星多类型载荷通过不同卫星地面站不同通道下传接收的卫星数据,配置了一个适用性较强的业务数据处理与解析方案,从而有助于为卫星地面系统提供高效、稳定、精确的数据支持。0006第一方面,本申请提供了一种基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法,方法包括:0007卫星地面站接收卫星下传的卫星数据,透传给卫星数据处理系统;0008卫星数据处理系统根据预先配置的可配置协议解析器,对卫星数据执行卫星数据。

11、解析处理,得到解析数据,其中,可配置协议解析器包括地面段协议解析器和空间段协议解析器,地面段协议解析器适配多种地面站多通道数据源协议类型,用于配置地面段应用层协议识别卫星数据来源和属性,空间段协议解析器适配多种卫星通遥载荷数据的网络协议类型和链路协议类型,用于配置遥感数传协议、通信馈电协议、数据交换协议和隧道协议解析业务数据;说明书1/12 页4CN 116506526 A40009卫星数据处理系统根据业务数据来源的地面站通道、业务数据类型和数据协议层次自动调用对解析数据执行对应的地面段和空间段数据处理协议,以在数据应用之前进行包括业务数据类型适配的数据存储的数据处理。0010结合本申请第一方。

12、面,在本申请第一方面第一种可能的实现方式中,卫星数据处理系统根据预先配置的可配置协议解析器,对卫星数据执行卫星数据解析处理,得到解析数据之前,方法还包括:0011卫星数据处理系统对卫星数据执行多层协议的CRC校验;0012若通过校验,则卫星数据处理系统触发执行卫星数据解析处理。0013结合本申请第一方面或者第一方面第一种可能的实现方式,在本申请第一方面第二种可能的实现方式中,卫星数据处理系统包括多个数据处理节点,卫星数据处理系统根据预先配置的可配置协议解析器,对卫星数据执行卫星数据解析处理,得到解析数据,包括:0014卫星数据处理系统通过多个数据处理节点获取配置完成的地面段和空间段多个数据解析。

13、协议;0015卫星数据处理系统将卫星数据分发至目标数据处理节点,使得目标数据处理节点根据预先配置的可配置协议解析器协议配置,对卫星数据执行对应类型的数据解析处理,得到解析数据。0016结合本申请第一方面第二种可能的实现方式,在本申请第一方面第三种可能的实现方式中,每个数据处理节点采用双节点热备,由主节点优先执行卫星数据解析处理,当主节点挂起时由备节点执行卫星数据解析处理,以确保卫星数据解析处理不中断。0017结合本申请第一方面第二种可能的实现方式,在本申请第四方面第三种可能的实现方式中,卫星数据的分发处理交由卫星数据处理系统的业务数据处理模块提供的任务调度服务来执行,业务数据处理模块采用双节点。

14、热备,由主节点优先执行任务调度服务,当主节点挂起时由备节点执行任务调度服务,以确保任务调度服务不中断。0018结合本申请第一方面,在本申请第一方面第五种可能的实现方式中,卫星数据处理系统对解析数据执行对应的卫星数据应用处理,包括:0019卫星数据处理系统根据解析数据对应数据交换报头中的交换ID和处理ID,识别得到卫星数据的业务类型;0020卫星数据处理系统将解析数据分发至业务类型对应的数据处理模块进行卫星数据应用处理。0021结合本申请第一方面,在本申请第一方面第六种可能的实现方式中,可配置协议解析器还包括优先级配置协议解析器,用于解析卫星数据的数据分发阶段对应的优先级,卫星数据处理系统根据业。

15、务数据来源的地面站通道、业务数据类型和数据协议层次自动调用对解析数据执行对应的地面段和空间段数据处理协议,包括:0022卫星数据处理系统根据卫星数据的优先级,确定解析数据的处理方式和处理顺序;0023卫星数据处理系统根据处理方式和处理顺序,对解析数据执行对应的卫星数据应用处理。0024结合本申请第一方面,在本申请第一方面第七种可能的实现方式中,可配置协议说明书2/12 页5CN 116506526 A5解析器采用多线程池模式进行并行处理。0025第二方面,本申请提供了一种卫星数据处理系统,卫星数据处理系统和方法用于执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。0026第三。

16、方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有多条指令,指令适于处理器进行加载,以执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。0027从以上内容可得出,本申请具有以下的有益效果:0028针对于卫星数据处理系统对于卫星数据的解析处理,本申请为其预先配置了可配置协议解析器,其具有可配置性,可以配置多种协议来兼容各种解析需求,如可配置协议解析器包括地面段协议解析器和空间段协议解析器,地面段协议解析器适配多种地面站数据源协议类型,用于配置地面段应用层协议识别数据来源和类型,空间段协议解析器适配多种卫星载荷数据的路由协议类型和链路协议类型,用于配置遥感数传协议。

17、、通信馈电协议、数据交换协议和隧道协议解析载荷业务数据,从而,当不同卫星地面站不同通道接收到卫星下传的任意卫星数据后,可以根据该可配置协议解析器,利用一套系统对当前卫星数据执行多层次卫星数据快速、实时、可靠解析处理,得到解析数据,具有高度的适用性,后续则可以对该解析数据执行在数据应用之前进行包括业务数据类型适配的数据存储的数据处理,在该处理方案下,可以有助于为卫星地面系统提供高效、稳定、精确的数据支持。附图说明0029为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出。

18、创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。0030图1为本申请基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法的一种流程示意图;0031图2为本申请解析卫星数据的一种工作流程图;0032图3为本申请卫星数据处理系统的一种结构示意图;0033图4为本申请计算机程序的一种运行示意图。具体实施方式0034下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。0035本申请的说明书和权利要求书及上述附。

19、图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或说明书3/12 页6CN 116506526 A6模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号,并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行。

20、方法流程中的步骤,已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序,只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。0036本申请中所出现的模块的划分,是一种逻辑上的划分,实际应用中实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中,或一些特征可以忽略,或不执行,另外,所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式,本申请中均不作限定。并且,作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离,可以是也可以不是物理模块,或者可以分布到多个电路模块中,可以根据实际的需要选择其中的部分或全。

21、部模块来实现本申请方案的目的。0037在介绍本申请提供的基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法之前,首先介绍本申请所涉及的背景内容。0038在现有技术中,由于随着航天技术的不断发展,卫星数据背后存在含有不同类型载荷的卫星、地面站不同通道数据来源、载荷数据能力等,且海量的卫星数据也带来高性能并行处理的巨大压力。0039因此,本申请提供了基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法以及计算机可读存储介质,其可应用于卫星数据处理系统,针对卫星多类型载荷通过不同卫星地面站不同通道下传接收的卫星数据,配置了一个适用性较强的业务数据处理与解析方案,从而有助于为卫星地面系统提供高效、稳定、精确的数据支持。0040。

22、下面,开始介绍本申请提供的基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法。0041首先,参阅图1,图1示出了本申请基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法的一种流程示意图,本申请提供的基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法,具体可包括如下步骤S101至步骤S103:0042步骤S101,卫星地面站接收卫星下传的卫星数据,透传给卫星数据处理系统;0043可以理解,卫星地面站是用来与在轨卫星进行通信的设备站点,通过其接受卫星下传的卫星数据并透明传输至卫星数据处理中心,卫星数据处理中心的卫星数据处理系统根据协议配置解析器对数据进行解析处理,如此地面的相关系统,如地面运行管理系统、应用系统,既可以基于解析后的卫。

23、星数据展开具体的数据应用,从而,卫星数据处理系统在地面系统中的一线,通用、高效、自动、实时、可靠地处理卫星业务数据,是具有其重要意义的。0044对于不同卫星地面站不同业务通道接收的不同类型卫星业务数据,其具体数据传输方式还有具体数据内容,显然是随实际情况而调整的,本申请主要目标是改善后续的解析环节,因此,任意数据传输方式还有任意数据内容的卫星数据都可以涉及,无需对其进行具体的限定。0045作为一个实例,卫星数据处理系统可以通过业务数据接收模块来完成最开始的数据接入处理,其可以根据地面站与地面数据处理中心之间网络链路上的业务数据流量,自动接收卫星业务数据。接收数据后,自动标记数据来源,同时启动地。

24、面系统原始数据记录工作,采用边记录边转发的方式,并将数据传输至卫星数据处理系统中其他的处理模块来执行后续的卫星数据的处理工作。0046又作为一个实例,本申请所涉及的卫星数据,具体可以为通遥一体卫星数据,即涉说明书4/12 页7CN 116506526 A7及通信、遥感应用的卫星业务数据,如此本申请可以针对兼具通信、遥感多种载荷的卫星所下传的卫星数据,展开高性能并行处理效果的卫星数据处理工作。0047步骤S102,卫星数据处理系统根据预先配置的可配置协议解析器,对卫星数据执行卫星数据解析处理,得到解析数据,其中,可配置协议解析器包括地面段协议解析器和空间段协议解析器,地面段协议解析器适配多种地面。

25、站多通道数据源协议类型,用于配置地面段应用层协议识别卫星数据来源和属性,空间段协议解析器适配多种卫星通遥载荷数据的网络协议类型和链路协议类型,用于配置遥感数传协议、通信馈电协议、数据交换协议和隧道协议解析业务数据;0048可以看出,现有技术中卫星数据解析方案依赖于特定系统环境,例如某一卫星数据解析方案X只能对来自某一类卫星的特定设备Y产生的卫星数据进行有效解析,本申请则是专门在卫星数据处理系统内配置了一个兼容各类卫星数据的可配置协议解析器,其具有可配置性,可以由人工或者机器根据需求配置多种协议来兼容各种解析需求,如可配置协议解析器包括地面段协议解析器和空间段协议解析器,地面段协议解析器适配多种。

26、地面站数据源协议类型,用于配置解析地面段应用层协议识别数据来源和类型,空间段协议解析器适配多种卫星载荷数据的路由协议类型和链路协议类型,用于配置遥感数传协议、通信馈电协议、数据交换协议和隧道协议解析不同载荷不同业务数据。0049其中,对于解析过程中针对的多种具体协议,应当理解的是,可以解析的每一种协议并不是就一个协议,对于每一种协议,在实际应用中是以可以解析其至少一个协议的形式配置的,如此达到高度适用性的兼容效果。0050如此,在本申请所提供的可配置协议卫星数据解析器,通过其内部包含的不同解析器还有解析器上不同协议的解析功能的设置,对于同一时间内获取到的卫星数据,可以实现高效化且精确的集中化处。

27、理,满足高性能并行处理需求。0051具体的,对于上述不同解析器及其配置的不同协议的解析功能,具体可以通过下面的实例内容进行理解。00521)地面段协议解析器配置0053卫星数据落地后,通过地面站透明转发后的封装协议配置,由于地面站数据采用地面网络传输,主要配置自行定义的应用层协议规则,包含地面站数据来源(信源)代号、中心服务器接收源(信宿)、卫星数据代号(任务类型)、接收通道代号(消息类型)、数据长度、数据内容和差错检验控制等字段,传输层和网络层一般配置选择采用TCP/IP或UDP/IP协议类型。0054对应的地面段应用层协议解析功能:0055在应用层协议中定义了数据下传通道的数据类型(一般卫。

28、星通信和遥感数据下传通道不同),当从地面站的消息队列中接收到数据后,首先解析数据的地面段应用层解析头来识别地面站标识,并将解析得到的通道数据转发给对应的空间段协议解析器处理。00562)空间段协议解析器配置0057剥离了地面段协议后,进入空间段卫星协议的解析配置,主要包括链路层和网络层自下而上协议层的配置,物理层的协议解析一般由数据处理系统根据通道协议完成,链路层协议主要配置载荷数据ID、载荷数据帧长度、帧数量和数据内容等字段,网络层主要配置具体的载荷业务数据类型(区分消息类型,如信令数据和业务数据)、数据路由类型(对应说明书5/12 页8CN 116506526 A8何种处理机制)、数据长度。

29、和数据内容等字段。0058对应的遥感数传协议解析功能:0059解析遥感数传通道传输的数据内容,获取航天器标识、传送帧计数、传送位流数据页地址和传送位流数据区,调用数据交换协议解析器处理。0060对应的通信馈电协议解析功能:0061解析通信馈电通道传输的数据内容,获取航天器标识、传送帧计数、传送位流数据页地址和传送位流数据区,调用数据交换协议解析器处理;0062对应的数据交换协议解析功能:0063完成通道协议解析后获得数据交换报文,解析数据交换协议,获取交换ID、处理ID,识别数据的业务类型,并调用隧道协议解析器处理;0064对应的隧道协议解析功能:0065解析数据交换报文后获取数据内容,解析隧。

30、道协议,获取隧道头的源端地址、目的地址等信息,并调用数据分发模块进行后续的数据应用处理(此处数据的分发为一种示例性的数据应用处理方式)。0066对于此处的处理流程,还可以参考图2示出的本申请解析卫星数据的一种工作流程图来进行理解,其中,卫星数据最后的解析结果,涉及到了不同载荷的数据类型,由此可以涉及到具体遥感载荷、具体通信载荷等载荷的归类处理,如此方便以具体的载荷对象展开对应的数据应用处理。0067步骤S103,卫星数据处理系统根据业务数据来源的地面站通道、业务数据类型和数据协议层次自动调用对解析数据执行对应的地面段和空间段数据处理协议,以在数据应用之前进行包括业务数据类型适配的数据存储的数据。

31、处理。0068可以理解,此处所称的卫星数据处理系统根据业务数据来源的地面站通道、业务数据类型和数据协议层次自动调用对解析数据执行对应的地面段和空间段数据处理协议,尚处于卫星数据进入应用阶段之前的数据处理阶段,步骤S102对应的是数据解析方面,此处步骤S103则是涉及到继续调用协议来进行适配的数据存储等数据处理,从而完成卫星数据在投向后续的具体数据应用之前的数据准备工作。0069而在卫星数据应用处理中,既可以涉及卫星数据处理系统本申请对此时的卫星数据执行对应的卫星数据应用处理,也可以涉及卫星数据处理系统将此时的卫星数据发送至外部的相关设备来促使其执行对应的卫星数据应用处理。0070显然,此处的具。

32、体数据应用方式,是随实际情况进行灵活配置的,因此本申请对其并不做具体限定。0071从图1所示实施例可看出,针对于卫星数据处理系统对于卫星数据的解析处理,本申请为其预先配置了可配置协议解析器,其具有可配置性,可以配置多种协议来兼容各种解析需求,如可配置协议解析器包括地面段协议解析器和空间段协议解析器,地面段协议解析器适配多种地面站数据源协议类型,用于配置地面段应用层协议识别数据来源和类型,空间段协议解析器适配多种卫星载荷数据的路由协议类型和链路协议类型,用于配置遥感数传协议、通信馈电协议、数据交换协议和隧道协议解析载荷业务数据,从而,当不同卫星地面站不同通道接收到卫星下传的任意卫星数据后,可以根。

33、据该可配置协议解析器,利用一套系统对当前卫星数据执行多层次卫星数据快速、实时、可靠解析处理,得到解析数说明书6/12 页9CN 116506526 A9据,具有高度的适用性,后续则可以对该解析数据执行在数据应用之前进行包括业务数据类型适配的数据存储的数据处理,在该处理方案下,可以有助于为卫星地面系统提供高效、稳定、精确的数据支持。0072更通俗来讲,在本申请所涉及的基于可配置协议解析器的卫星数据处理系统,其可配置协议解析器,采用协议集中配置的方式,兼容多种卫星地面段、空间段协议,实际应用中,在适配多种卫星地面数据处理流程时,不用再进行系统定制化的程序开发改进,可直接适用不同的系统,从而实现一套。

34、数据处理方案即可适配多种地面站数据源、多种卫星载荷协议功能。0073此外,上述内容还贯穿了卫星整个地面数据处理和业务分发的全流程,对流程中的各层数据的并行处理和差错控制流程做了针对性的处理,并行处理调度和差错控制方法还可随协议以人工交互的方式进行维护,从而更具可高效、高兼容性的处理效果。0074进一步的,在更细节方面,本申请也有着相关优化设计。0075例如,作为一种具体的实现方式,步骤S102卫星数据处理系统对根据预先配置的可配置协议解析器,对卫星数据执行卫星数据解析处理,得到解析数据之前,本申请方法还可以包括:0076卫星数据处理系统对卫星数据执行多层协议的CRC校验;0077若通过校验,则。

35、卫星数据处理系统触发执行卫星数据解析处理。0078其中,CRC,即Cyclic Redundancy Check,循环冗余校核。0079可以理解,未通过CRC校验的卫星数据,为异常数据,既可能是在数据源处就已经存在了异常,也可能是在数据传输过程中出现了异常,如此,当未通过CRC校验或者说CRC校验错误时,可以进行报错,或者将对应卫星数据存储至异常数据库,供异常分析使用。0080而对于通过CRC校验的卫星数据,则可以正常展开后续的卫星数据解析处理。0081如此,通过CRC校验,来保障执行后续卫星数据解析处理的有效性。0082其中应当注意的是,对应于协议解析,此处的CRC校验可以涉及到不同层的协议。

36、的CRC校验(因此可以记为多层协议的CRC校验或者多层CRC校验),由此进一步保障了各层协议数据的有效性,进而可以进一步保障后续卫星数据解析处理的有效性。0083此外,对于卫星数据处理系统本身的数据处理,本申请也可以引入多节点的并行处理模式,如此每个处理节点可以执行相互独立的卫星数据解析处理,或者相互独立地执行卫星数据解析处理。0084对应的,作为又一种具体的实现方式,步骤S102卫星数据处理系统包括多个业务数据处理节点,地面数据处理系统根据预先配置的可配置协议解析器,对卫星数据执行卫星数据解析处理,得到解析数据的过程中,具体可以包括以下内容:0085卫星数据处理系统通过多个数据处理节点获取配。

37、置完成的地面段和空间段多个数据解析协议;0086卫星数据处理系统将卫星数据分发至目标数据处理节点,使得目标数据处理节点根据预先配置的可配置协议解析器协议配置,对卫星数据执行对应类型的数据解析处理,得到解析数据。0087可以理解,此处涉及到负责当前卫星数据的卫星数据解析处理的目标数据处理节点的挑选、确定处理。在具体应用中,可以通过列队排序的方式来安排目标数据处理节点,说明书7/12 页10CN 116506526 A10或者也可以通过随机挑选的方式来安排目标数据处理节点,或者也可以通过是否足够可用空闲资源的方式来安排目标数据处理节点,或者也可以通过节点其他方面是否适配当前卫星数据的适配性来安排目。

38、标数据处理节点。0088具体适配性的配置策略,可以随实际情况、实际需求进行调整,本申请并不做具体限定,可以确定出当前可以正常完成当前卫星数据的卫星数据解析处理的目标数据处理节点即可。0089对于卫星数据处理系统,在此处实施例中,通过其内部的多数据处理节点模式,可以进一步帮助卫星数据处理系统更好地完成对于不同卫星载荷业务数据的高性能并行处理,从而对于多个卫星形成的卫星星座数据来源,可以形成一个庞大且高效的卫星地面数据处理系统。0090此外,作为又一种具体的实现方式,对于卫星数据处理系统中的每个数据处理节点,具体还可以采用双节点热备,即,由一个主节点和一个备节点来构成一个数据处理节点,在该双节点热。

39、备设置下,由主节点优先执行卫星数据解析处理,当主节点挂起时由备节点执行卫星数据解析处理,以确保卫星数据解析处理不中断,从而具有较高的实时性和可靠性,有利于提高系统的工作稳定性。0091此外,作为又一种具体的实现方式,在卫星数据处理系统中,对于不同卫星数据处理节点之间所涉及的卫星数据的分发处理,具体还可以交由卫星数据处理系统的数据处理模块提供的任务调度服务来执行,具体来说,就是由专门的数据处理模块来辅助控制各卫星数据处理节点的工作。0092作为一个实例,数据处理模块具备同时处理多路地面站数据的调度功能,同时收到多路数据时,可以启动多个数据处理节点,并对地面站数据处理节点进行标记,自动记录各个数据。

40、节点的运行日志,包括数据来源的地面站信息、通道信息和转发的数据处理节点信息。0093与此同时,与前面数据处理节点的设置类似的,对于该数据处理模块,也可以采用双节点热备,由主节点优先执行任务调度服务,当主节点挂起时由备节点执行任务调度服务,以确保任务调度服务不中断,从而具有较高的可靠性,也是有利于提高系统的工作稳定性。0094为方便理解,还可以参考图3示出的本申请卫星数据处理系统的一种结构示意图来理解,在图3中,其将多个的卫星数据处理系统分发对应卫星数据进行了抽象画的图示处理,可以看到,中间的数据处理模块通过keep alived服务来实现双节点热备,类似的,下面的数据处理节点也通过keep a。

41、lived服务来实现双节点热备。0095此外,应当理解的是,本申请在多个的数据处理节点之间,还可以共享数据处理模块和数据处理节点的资源,形成更为高效的并行处理系统架构,因此也可以用一种卫星数据处理系统来形容该系统架构,而不是传统单个的卫星数据处理节点的工作模式/架构模式。0096进一步的,除了卫星数据处理系统的结构设置,本申请对于卫星数据解析处理还有后续的数据分发处理,在实际应用中的计算机程序运行方面也有着更为具体的说明,具体如下内容:00971)加载协议配置服务程序说明书8/12 页11CN 116506526 A110098项目启动时,加载协议路径目录下所有的配置文件,采用反射技术,根据配。

42、置文件的名称,生成对应的类对象,然后通过反序列化方式,得到对应的类对象对应的实例对象,即该配置文件表示的协议头配置信息的封装对象,并且以文件名为关键字,协议头配置信息封装对象为键值对的值,缓存所有的协议配置信息,方便相关解析器的后续调用。00992)协议解析器解析各程序运行流程01002.1地面段应用层协议解析程序运行:0101从卫星数据处理系统的地面站数据来源消息队列获取下行待解析的原始数据,放入应用层的阻塞队列中,当队列中数据达到一定数量后,调用应用层解析器,应用层解析器将原始数据封装成一个可执行任务放入线程池,线程池将自动完成应用协议的解析任务。解析器将从协议配置服务中获取应用层协议头配。

43、置信息的封装对象,根据此对象得到每个协议字段的字段值,从而获取解析完协议后的信息封装对象,并将封装对象放入馈电层的阻塞队列中。01022.2空间段馈电协议解析器程序运行:0103馈电解析器从馈电层的阻塞队列中拉取数据,并封装成一个可执行任务放入线程池,线程池将自动完成馈电协议的解析任务。馈电解析器将从协议配置缓存服务中获取馈电协议头配置信息的封装对象,根据此对象,获取解析完馈电协议后的信息封装对象,并将封装对象放入隧道层的阻塞队列中。01042.3空间段数据交换协议和隧道协议解析器程序运行:0105数据交换协议、隧道协议解析器从隧道层的阻塞队列中拉取数据,然后进行数据排序后,将数据封装成一个可。

44、执行任务,线程池将自动完成数据交换协议和隧道协议的解析任务。数据交换协议和隧道协议解析器将从协议配置缓存服务中获取数据交换协议和隧道协议头配置信息的封装对象,根据此对象,获取解析完数据交换协议、隧道协议后的信息封装对象。01063)解析后的数据分发程序运行流程01073.1载荷业务原始数据分发对象封装程序运行:0108根据解析数据交换协议和隧道协议后的信息封装对象,得到处理ID和交换ID,使用策略模式,得到该原始数据对应的分发解析器,通信业务数据从协议配置服务中获取通信数据分发协议头配置信息的封装对象,遥感业务数据从协议配置服务中获取遥感数据分发协议头配置信息的封装对象。01093.2载荷业务。

45、原始数据分发对象分发执行程序运行:0110根据解析完通信、遥感业务数据协议后的信息封装对象,从分发协议解析器中读取地面段数据分发信息,获取分发信宿、IP地址、回执信息。0111具体的,还可以结合图4示出的本申请计算机程序的一种运行示意图进行理解。0112从此处也可以更为清晰地看出,本申请所涉及的数据处理(程序处理流程)采用了面向对象的微服务架构设计,考虑了基于MPI的程序并行处理流程,具有较高的可扩展性和可靠性。0113其中,MPI,即Message Passing Interface,消息传递接口。0114在上面内容(包括图4所示内容)的基础上,又可以得到以下几种具体的实现方式:0115在又。

46、一种具体的实现方式中,步骤S103卫星数据处理系统根据业务数据来源的地说明书9/12 页12CN 116506526 A12面站通道、业务数据类型和数据协议层次自动调用对解析数据执行对应的地面段和空间段数据处理协议的过程中,具体可以包括:0116卫星数据处理系统根据解析数据对应数据交换报头中的交换ID和处理ID,识别得到卫星数据的业务类型;0117卫星数据处理系统将解析数据分发至业务类型对应的数据处理模块进行卫星数据应用处理。0118可以理解,在前面已经提及了,卫星数据最后的解析结果,可以涉及到不同载荷的数据类型,如此可以涉及到具体遥感载荷、具体通信载荷等载荷的归类处理,方便以具体的载荷对象展。

47、开对应的数据应用处理。0119此时,可以具体根据数据交换报头中的交换ID和处理ID来识别得到卫星数据的业务类型(一种数据类型),进而可以展开对应的卫星数据应用处理,由此为不同类型的卫星数据应用处理提供了一个具体的落地配套方案。0120其中,该数据处理模块既可以是卫星数据处理系统中的模块,也可以是卫星数据处理系统外部的模块,是可以随实际需求来进行适配性调整的。0121在又一种具体的实现方式中,可配置协议解析器还包括优先级配置协议解析器,用于解析卫星数据的数据分发阶段对应的优先级,对应的,卫星数据处理系统根据业务数据来源的地面站通道、业务数据类型和数据协议层次自动调用对解析数据执行对应的地面段和空。

48、间段数据处理协议,包括:0122卫星数据处理系统根据卫星数据的优先级,确定解析数据的处理方式和处理顺序;0123卫星数据处理系统根据处理方式和处理顺序,对解析数据执行对应的卫星数据应用处理。0124通过该处理优先级的设置的卫星数据分层处理,兼容适配按照用户数据优先级确定卫星数据处理方式和处理顺序,可以支持人工按需扩展和更改的方式,实现根据用户数据处理优先级需求,实现卫星数据地面归一化后的按需分层处理。0125在又一种具体的实现方式中,可配置协议解析器采用多线程池模式进行并行处理,应当理解,该设置还可以涉及到各协议解析层相互独立的多线程池模式,从而对于每层的协议解析,可以获得更高效的并行处理效果。

49、。0126以上是本申请提供的基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法的介绍,为便于更好的实施本申请提供的基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法,本申请还从硬件结构角度提供了一种卫星数据处理系统,该卫星数据处理系统配置有实现上面基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法的相关应用服务还有相关的平台硬件结构设计。0127简要来说,本申请所提供的卫星数据处理系统,用来执行以下处理内容:0128卫星地面站接收卫星下传的卫星数据,透传给卫星数据处理系统;0129卫星数据处理系统根据预先配置的可配置协议解析器,对卫星数据执行卫星数据解析处理,得到解析数据,其中,可配置协议解析器包括地面段协议解析器和空间段协议解。

50、析器,地面段协议解析器适配多种地面站多通道数据源协议类型,用于配置地面段应用层协议识别卫星数据来源和属性,空间段协议解析器适配多种卫星通遥载荷数据的网络协议类型和链路协议类型,用于配置遥感数传协议、通信馈电协议、数据交换协议和隧道协议解说明书10/12 页13CN 116506526 A13析业务数据;0130卫星数据处理系统根据业务数据来源的地面站通道、业务数据类型和数据协议层次自动调用对解析数据执行对应的地面段和空间段数据处理协议,以在数据应用之前进行包括业务数据类型适配的数据存储的数据处理。0131作为一种示例性的实现方式,卫星数据处理系统根据预先配置的可配置协议解析器,对卫星数据执行卫。

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内容关键字: 基于 配置 协议 解析 卫星 数据处理 方法 系统
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本文标题:基于可配置协议解析器的卫星数据处理方法及系统.pdf
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