本發(fā)明涉及一種動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的地面測(cè)控系統(tǒng)，可應(yīng)用于地面測(cè)控系統(tǒng)，屬于自動(dòng)化測(cè)試領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

地面測(cè)控系統(tǒng)是航天測(cè)控系統(tǒng)的重要組成部分，其和船載/艦載/彈載設(shè)備一起，完成對(duì)航天器的跟蹤測(cè)軌、遙測(cè)、遙控、天地通信、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。

隨著我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展,日益增多的航天發(fā)射任務(wù)和大量在軌運(yùn)行衛(wèi)星，對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)的多任務(wù)支持能力提出了越來(lái)越高的要求。現(xiàn)有地面測(cè)控系統(tǒng)架構(gòu)已逐漸不能滿足這些需求?，F(xiàn)有地面測(cè)控系統(tǒng)架構(gòu)及其對(duì)多任務(wù)需求的解決途徑主要有以下幾種：

(1)型號(hào)訂制，按套擴(kuò)展

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的地面測(cè)控系統(tǒng)是根據(jù)型號(hào)任務(wù)進(jìn)行研制，這種“型號(hào)訂制”的研制方式，導(dǎo)致地面測(cè)控系統(tǒng)在架構(gòu)上比較固定，在功能上比較單一，無(wú)法靈活支持多任務(wù)。因此，當(dāng)新的型號(hào)任務(wù)出現(xiàn)時(shí)，需要“按套擴(kuò)展”，增加新的地面測(cè)控設(shè)備，各套地面測(cè)控設(shè)備之間相互獨(dú)立。這種“型號(hào)訂制，按套擴(kuò)展”的方法具有配套設(shè)備多、研制成本高、資源利用率低、改造升級(jí)工作量大等突出缺點(diǎn)。

(2)射頻切換

這種方法是同時(shí)建設(shè)多套天饋設(shè)備、信道設(shè)備及后端基帶設(shè)備，在天饋設(shè)備和信道設(shè)備之間安裝射頻開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)射頻開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)切換天饋設(shè)備、信道設(shè)備及后端基帶設(shè)備的連接關(guān)系，每一種連接關(guān)系可以看做一套完整的地面測(cè)控系統(tǒng)。這樣，通過(guò)連接關(guān)系的切換，可以得到多套功能和指標(biāo)各不相同的測(cè)控系統(tǒng)，從而支持多種任務(wù)需求。

由于高頻信號(hào)處理技術(shù)和設(shè)備制造工藝的不成熟，該方法存在以下缺點(diǎn)：①工作頻段的提高及射頻開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模增大引入的射頻插入損耗會(huì)大大增加，使射頻開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)不可能做得太大，限制了地面測(cè)控系統(tǒng)規(guī)模；②射頻交換開(kāi)關(guān)、放大器隨溫度變化會(huì)引入相位和群時(shí)延的不穩(wěn)定性，無(wú)法滿足高精度測(cè)軌需求；③隨著交換規(guī)模的增大，高頻段多路交換設(shè)備內(nèi)的同頻隔離與干擾問(wèn)題會(huì)越來(lái)越突出，導(dǎo)致系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)一步惡化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有地面測(cè)控系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)多任務(wù)支持能力的不足，提出一種動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的地面測(cè)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)在集中監(jiān)控平臺(tái)控制虛擬矩陣來(lái)改變資源池內(nèi)設(shè)備的連接關(guān)系，每種連接關(guān)系對(duì)應(yīng)一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，具備執(zhí)行一類任務(wù)的能力，從而實(shí)現(xiàn)地面測(cè)試系統(tǒng)的快速重構(gòu)，解決多任務(wù)支持能力差、配套設(shè)備多、研制成本高、資源利用率低、地面測(cè)控站改造升級(jí)工作量大等問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的地面測(cè)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括資源池、連接矩陣和集中監(jiān)控平臺(tái)，其中：

資源池，包括地面測(cè)控系統(tǒng)內(nèi)所有前端子系統(tǒng)、終端設(shè)備和公共設(shè)備，所有設(shè)備根據(jù)其功能的不同與連接矩陣的輸入接口或者輸出接口相連；

連接矩陣，由兩列中頻開(kāi)關(guān)矩陣組成，第一列開(kāi)關(guān)矩陣的輸出端與第二列開(kāi)關(guān)矩陣的輸入相連，按照使每個(gè)第一列的開(kāi)關(guān)矩陣到達(dá)盡量多的第二列開(kāi)關(guān)矩陣的原則均勻布線，根據(jù)集中監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送的開(kāi)關(guān)指令建立各開(kāi)關(guān)矩陣的輸入/輸出連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)地面測(cè)試系統(tǒng)的快速重構(gòu)；

集中監(jiān)控平臺(tái)，根據(jù)前端子系統(tǒng)、終端設(shè)備、公共設(shè)備和開(kāi)關(guān)矩陣的實(shí)際連接關(guān)系，建立虛擬矩陣和有向圖，采用數(shù)組元素對(duì)有向圖的節(jié)點(diǎn)、邊和方向進(jìn)行描述，節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)設(shè)備的輸入輸出端口，邊對(duì)應(yīng)設(shè)備端口間信號(hào)連接，邊的方向表示信號(hào)流向，根據(jù)地面測(cè)試任務(wù)的需要在有向圖上選擇起點(diǎn)和終點(diǎn)，計(jì)算起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的路徑，根據(jù)路徑計(jì)算結(jié)果向連接矩陣發(fā)送開(kāi)關(guān)指令。

所述有向圖分為三類：前端子圖、終端子圖、切換子圖，前端子圖對(duì)應(yīng)前端子系統(tǒng)和接入連接矩陣輸入端口的公共設(shè)備及其連接關(guān)系；終端子圖對(duì)應(yīng)終端設(shè)備和接入連接矩陣輸出端口的公共設(shè)備及其連接關(guān)系；切換子圖對(duì)應(yīng)連接矩陣中各開(kāi)關(guān)矩陣及其連接關(guān)系。

前端子圖和終端子圖分別用前端子圖二維數(shù)組和終端子圖二維數(shù)組表示，二維數(shù)組中每一行數(shù)組元素對(duì)應(yīng)子圖中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，該狀態(tài)信息包括該節(jié)點(diǎn)編號(hào)、相鄰節(jié)點(diǎn)編號(hào)、該節(jié)點(diǎn)和相鄰節(jié)點(diǎn)之間的邊的方向，所述節(jié)點(diǎn)編號(hào)包括設(shè)備類別、設(shè)備類型和設(shè)備編號(hào)；

切換子圖采用多個(gè)切換子圖二維數(shù)組表示，每個(gè)二維數(shù)組對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)矩陣，二維數(shù)組中每一行數(shù)組元素對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)矩陣中1個(gè)輸入接口和1個(gè)輸出接口的狀態(tài)信息，該狀態(tài)信息包括輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、輸出接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、與輸入接口相連的前端子系統(tǒng)/其他矩陣接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、與輸出接口相連的本矩陣輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、與輸出接口相連的終端設(shè)備/其它矩陣接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)。

所述集中監(jiān)控平臺(tái)計(jì)算起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的路徑的具體方法為：

(1)、讀取起點(diǎn)S對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)S1和終點(diǎn)E對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)E1；

(2)、查詢前端子圖二維數(shù)組和終端子圖二維數(shù)組，獲得節(jié)點(diǎn)編號(hào)S1對(duì)應(yīng)的相鄰節(jié)點(diǎn)編號(hào)S2和節(jié)點(diǎn)編號(hào)E1對(duì)應(yīng)的相鄰節(jié)點(diǎn)編號(hào)E2；

(3)、解析節(jié)點(diǎn)編號(hào)S2獲得該節(jié)點(diǎn)的設(shè)備編號(hào)，確定節(jié)點(diǎn)S2所在的開(kāi)關(guān)矩陣的編號(hào)M1；解析節(jié)點(diǎn)編號(hào)E2獲得該節(jié)點(diǎn)的設(shè)備編號(hào)，確定節(jié)點(diǎn)E2所在的開(kāi)關(guān)矩陣的編號(hào)M2；

(4)、判斷開(kāi)關(guān)矩陣M1和開(kāi)關(guān)矩陣M2是否可達(dá)，如果可達(dá)，則進(jìn)入步驟(5)，否則，認(rèn)為起點(diǎn)S和終點(diǎn)E設(shè)備物理上無(wú)法連接，退出計(jì)算過(guò)程；

(5)、找出所有M1到M2的可達(dá)路徑，依次判斷每一條可達(dá)路徑的可用性，直到找到一條可用路徑：從節(jié)點(diǎn)P到節(jié)點(diǎn)K，轉(zhuǎn)入步驟(6)，如果所有路徑均不可用，退出計(jì)算過(guò)程；

(6)、將開(kāi)關(guān)矩陣M1對(duì)應(yīng)的切換子圖二維數(shù)組中節(jié)點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的“與輸出接口相連的本矩陣輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)”更改為S2的節(jié)點(diǎn)編號(hào)；將開(kāi)關(guān)矩陣M2切換子圖二維數(shù)組中節(jié)點(diǎn)E2對(duì)應(yīng)的“與輸出接口相連的本矩陣輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)”更改為K的節(jié)點(diǎn)編號(hào)；

(7)、根據(jù)步驟(6)所得的開(kāi)關(guān)矩陣M1和M2切換子圖二維數(shù)組中“與輸出接口相連的本矩陣輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)”值，發(fā)送開(kāi)關(guān)指令給開(kāi)關(guān)矩陣M1和M2，開(kāi)關(guān)矩陣M1收到指令之后將輸入S2和輸出P連接起來(lái)，開(kāi)關(guān)矩陣M2收到指令之后將節(jié)點(diǎn)K和輸出E2連接起來(lái)，最終將設(shè)備接入系統(tǒng)中。

所述的開(kāi)關(guān)矩陣M1和開(kāi)關(guān)矩陣M2之間是否可達(dá)的具體判斷方法為：

解析開(kāi)關(guān)矩陣M1對(duì)應(yīng)的切換子圖二維數(shù)組中“與輸出接口相連的終端設(shè)備/矩陣接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)”，判斷是否存在開(kāi)關(guān)矩陣M2所對(duì)應(yīng)的設(shè)備編號(hào)，存在，則認(rèn)為開(kāi)關(guān)矩陣M1和開(kāi)關(guān)矩陣M2之間可達(dá)，否則，認(rèn)為開(kāi)關(guān)矩陣M1和開(kāi)關(guān)矩陣M2之間不可達(dá)。

所述判斷從矩陣M1中節(jié)點(diǎn)P到矩陣M2中節(jié)點(diǎn)K的路徑是否可用的方法為：根據(jù)矩陣的一個(gè)輸出接口不能同時(shí)與多個(gè)輸入接口相連的原則，查詢矩陣M1對(duì)應(yīng)的切換子圖二維數(shù)組中節(jié)點(diǎn)P所對(duì)應(yīng)的“與輸出接口相連的本矩陣輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)”是否已經(jīng)存在有效的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，如果存在有效的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，則認(rèn)為該路徑不可用，否則，認(rèn)為該路徑可用。

所述設(shè)備屬性包括設(shè)備類別、設(shè)備類型、設(shè)備編號(hào)、工作頻段、工作模式、在用狀態(tài)。

所述集中監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)地面測(cè)試任務(wù)的需要確定有向圖上選擇起點(diǎn)和終點(diǎn)的方法包括自動(dòng)方法和手動(dòng)方法兩種。

所述自動(dòng)方法為：

(1)、獲取外部輸入的任務(wù)指令，所述任務(wù)指令包括衛(wèi)星軌道根數(shù)、任務(wù)起止時(shí)間、工作頻段、工作模式；

(2)、根據(jù)衛(wèi)星軌道根數(shù)計(jì)算衛(wèi)星軌道，根據(jù)任務(wù)起止時(shí)間計(jì)算任務(wù)時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星軌道弧段相對(duì)于本站站址的角度變化范圍和變化速率，根據(jù)工作角度變化范圍和角度變化速率、工作頻段選擇與其功能相匹配的前端子系統(tǒng)，根據(jù)工作模式，選擇匹配的終端設(shè)備；

(3)、判斷所選擇的設(shè)備是否可用，若前端子系統(tǒng)的設(shè)備屬性中的“在用狀態(tài)”為“可用”或“在用但可調(diào)用”，則此前端子系統(tǒng)可用于執(zhí)行任務(wù)，否則，重復(fù)執(zhí)行步驟(2)～步驟(3)，直到找到滿足該地面測(cè)試任務(wù)需求的前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備作為有向圖的起點(diǎn)和終點(diǎn)，如果遍歷完資源池中所有的設(shè)備均不能滿足任務(wù)需求，則認(rèn)為無(wú)可用設(shè)備，結(jié)束。

所述前端子系統(tǒng)用于接收信號(hào)，包括天伺饋設(shè)備和變頻組合，變頻組合把天伺饋設(shè)備輸出的信號(hào)變頻至中頻后接入連接矩陣的輸入接口。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明打破了傳統(tǒng)的地面測(cè)控系統(tǒng)分為天伺饋分系統(tǒng)、信道分系統(tǒng)、基帶分系統(tǒng)、時(shí)頻分系統(tǒng)等的分配方式，對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行重新組合，將地面測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)的所有設(shè)備歸于資源池，采用資源池便于對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，采用設(shè)備屬性對(duì)設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行完備的描述，便于對(duì)設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一控制。

(2)本發(fā)明提出一種動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的地面測(cè)試系統(tǒng)，集中監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)控制虛擬矩陣來(lái)改變資源池內(nèi)設(shè)備的連接關(guān)系，每種連接關(guān)系對(duì)應(yīng)一個(gè)系統(tǒng)，具備執(zhí)行一類任務(wù)的能力，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可重構(gòu)、可支持多任務(wù)需求，提高了資源利用率，降低了每套系統(tǒng)的研制成本，使用此系統(tǒng)的地面測(cè)控系統(tǒng)規(guī)模越大，資源利用率越高，每套系統(tǒng)的研制成本降低越明顯。

(3)本發(fā)明將地面測(cè)試系統(tǒng)虛擬為一個(gè)有向圖，有向圖的節(jié)點(diǎn)、邊、方向等有向圖元素及其狀態(tài)，均以數(shù)組的形式進(jìn)行存放，進(jìn)行虛擬矩陣輸入/輸出關(guān)系的切換，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算，即可快速完成虛擬矩陣的切換，完成系統(tǒng)重組，在系統(tǒng)需要升級(jí)或添加設(shè)備時(shí)，只需要對(duì)有向圖的數(shù)組做相應(yīng)的修改即可，便于升級(jí)維護(hù)。

(4)本發(fā)明將天伺饋設(shè)備和變頻組合進(jìn)行綁定，組成前端子系統(tǒng)，變頻組合把天伺饋設(shè)備輸出的信號(hào)變頻至中頻后，在虛擬矩陣完成連接關(guān)系的切換。這種中頻切換方式技術(shù)成熟，不會(huì)引起信號(hào)質(zhì)量惡化，同時(shí)將前端子系統(tǒng)的信號(hào)輸出接口進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。

(5)本發(fā)明集中監(jiān)控平臺(tái)，把多個(gè)相連的矩陣虛擬為一個(gè)矩陣，把虛擬矩陣內(nèi)部復(fù)雜的連接關(guān)系對(duì)操作手屏蔽起來(lái)，讓操作手可以直觀地從虛擬矩陣的輸入/輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系上看到前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備的連接關(guān)系，以便操作手通過(guò)人工方式調(diào)整前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備的連接關(guān)系。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的地面測(cè)控系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例前端子系統(tǒng)、連接矩陣、終端設(shè)備連接關(guān)系示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備連接關(guān)系在有向圖中的表示；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例路徑建立流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1為一種動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的地面測(cè)控系統(tǒng)示意圖。傳統(tǒng)的地面測(cè)控系統(tǒng)分為天伺饋分系統(tǒng)、信道分系統(tǒng)、基帶分系統(tǒng)、時(shí)頻分系統(tǒng)等，每個(gè)分系統(tǒng)與實(shí)際設(shè)備一一對(duì)應(yīng)，設(shè)備之間的連接關(guān)系也是固定的，這樣的系統(tǒng)架構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、可重構(gòu)。

本發(fā)明對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，打破傳統(tǒng)地面測(cè)控系統(tǒng)中分系統(tǒng)的劃分方式，對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行重新組合，把系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備分為資源池、連接矩陣、集中監(jiān)控平臺(tái)3個(gè)部分。

(1)資源池

資源池是系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的集合，其中的設(shè)備包括前端子系統(tǒng)、終端設(shè)備、公共設(shè)備等3類，每一類包含多個(gè)不同屬性的設(shè)備。采用資源池便于對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。

前端子系統(tǒng)用于接收信號(hào)，包括傳統(tǒng)地面測(cè)控系統(tǒng)中的天伺饋分系統(tǒng)以及變頻組合。天伺饋分系統(tǒng)包括天線、饋源、天控器、驅(qū)動(dòng)器等設(shè)備，驅(qū)動(dòng)器在天控器的控制下驅(qū)動(dòng)天線跟蹤目標(biāo)，天線接收目標(biāo)發(fā)射的信號(hào)，饋源將信號(hào)放大后送往變頻組合，變頻組合將信號(hào)變頻至中頻后與連接矩陣的輸入接口相連。

系統(tǒng)重組的本質(zhì)是前端設(shè)備和終端設(shè)備之間的連接關(guān)系的切換，傳統(tǒng)的切換方式是射頻切換，即切換天伺饋設(shè)備和變頻組合之間的連接關(guān)系，這種切換方式受限于技術(shù)成熟度，存在系統(tǒng)規(guī)模受限、信號(hào)質(zhì)量惡化等問(wèn)題。本發(fā)明將天伺饋設(shè)備和變頻組合進(jìn)行綁定，組成前端子系統(tǒng)，變頻組合把天伺饋設(shè)備輸出的信號(hào)變頻至中頻后，在虛擬矩陣完成連接關(guān)系的切換。這種中頻切換方式技術(shù)成熟，不會(huì)引起信號(hào)質(zhì)量惡化，同時(shí)將前端子系統(tǒng)的信號(hào)輸出接口進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。

終端設(shè)備為基帶設(shè)備，接收中頻信號(hào)并進(jìn)行基帶處理，與連接矩陣的輸出接口連接。

公共設(shè)備包括頻譜儀、模擬源、時(shí)頻設(shè)備等。不論前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備如何組合，組合后的系統(tǒng)都需要使用頻譜儀、模擬源、時(shí)頻設(shè)備，因此，將這些設(shè)備獨(dú)立出來(lái)，作為公共設(shè)備，供系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備共用。公共設(shè)備用于產(chǎn)生信號(hào)源或者對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)其功能的不同與連接矩陣的輸入接口或者輸出接口相連。

(2)連接矩陣

矩陣是信道分系統(tǒng)中的常用設(shè)備，其輸入/輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系可以靈活切換，因此，本發(fā)明使用矩陣作為實(shí)現(xiàn)前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備之間動(dòng)態(tài)連接的手段。受限于硬件水平和制造工藝，單個(gè)矩陣的規(guī)模(輸入/輸出端口的數(shù)目)無(wú)法做到很大，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模地面測(cè)控系統(tǒng)的支持及通用性，本發(fā)明由兩列中頻開(kāi)關(guān)矩陣組成，第一列開(kāi)關(guān)矩陣的輸出端與第二列開(kāi)關(guān)矩陣的輸入相連接，按照使每個(gè)第一列的開(kāi)關(guān)矩陣到達(dá)盡量多的第二列開(kāi)關(guān)矩陣的原則均勻布線，將若干個(gè)物理上相互獨(dú)立、規(guī)模較小的矩陣進(jìn)行組合，可得到一個(gè)大規(guī)模虛擬矩陣，來(lái)連接前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備。每個(gè)小的開(kāi)關(guān)矩陣的內(nèi)部的輸入/輸出關(guān)系可根據(jù)集中監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送的開(kāi)關(guān)指令切換；

(3)集中監(jiān)控平臺(tái)

集中監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)控制虛擬矩陣來(lái)改變資源池內(nèi)前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備的連接關(guān)系，每種連接關(guān)系對(duì)應(yīng)一個(gè)系統(tǒng)，具備執(zhí)行一類任務(wù)的能力，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可重構(gòu)、可支持多任務(wù)。

前端子系統(tǒng)連接在虛擬矩陣的輸入端，終端設(shè)備連接在虛擬矩陣的輸出端，因此，系統(tǒng)的重組就是虛擬矩陣的輸入/輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系的切換。虛擬矩陣是多個(gè)物理上相互獨(dú)立的矩陣的組合，其輸入/輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系的切換也是多個(gè)矩陣的輸入/輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系的組合。因此，系統(tǒng)的重組在本質(zhì)上是多個(gè)矩陣的輸入/輸出關(guān)系的切換。按照傳統(tǒng)的方式，操作手需要同時(shí)切換多個(gè)矩陣的輸入/輸出關(guān)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)重組，這樣不僅操作繁瑣，而且容易出錯(cuò)。本發(fā)明采用虛擬化技術(shù)，極大地簡(jiǎn)化了操作手的操作，降低了錯(cuò)誤發(fā)生的概率。

虛擬化包括兩個(gè)方面：

第一，把整個(gè)地面測(cè)試系統(tǒng)虛擬為一個(gè)有向圖，進(jìn)行虛擬矩陣輸入/輸出關(guān)系的切換。

矩陣是地面測(cè)控系統(tǒng)的常用設(shè)備，在傳統(tǒng)的地面測(cè)控系統(tǒng)中，矩陣輸入/輸出關(guān)系的切換是通過(guò)查表法完成的：若某個(gè)系統(tǒng)中采用了矩陣，那么，把該系統(tǒng)在幾類典型工作狀態(tài)下矩陣的輸入/輸出關(guān)系以表格的形式進(jìn)行存放，當(dāng)需要切換設(shè)備連接關(guān)系時(shí)，只需要讀取表格中相應(yīng)的矩陣輸入/輸出關(guān)系即可。對(duì)于本發(fā)明中的動(dòng)態(tài)、可重構(gòu)的系統(tǒng)架構(gòu)，查表法是不可行的，這是因?yàn)?，該系統(tǒng)中前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備數(shù)量眾多，而且虛擬矩陣內(nèi)部包含多個(gè)矩陣，矩陣的輸入/輸出關(guān)系多達(dá)千種，若采用查表法，這些輸入/輸出關(guān)系的錄入將耗費(fèi)很大人力，而且一旦系統(tǒng)連接關(guān)系發(fā)生改變，這些輸入/輸出關(guān)系的維護(hù)將會(huì)非常困難。

本發(fā)明根據(jù)前端子系統(tǒng)、終端設(shè)備、虛擬矩陣的實(shí)際連接關(guān)系，得到一個(gè)有向圖。有向圖包括三個(gè)要素：節(jié)點(diǎn)，邊，方向，采用數(shù)組對(duì)有向圖的節(jié)點(diǎn)、邊和方向進(jìn)行描述。有向圖中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)每個(gè)設(shè)備的輸入輸出端口，包括前端子系統(tǒng)(的信號(hào)輸出端口)、終端設(shè)備(的信號(hào)輸入端口)、虛擬矩陣內(nèi)部各矩陣的輸入端口和輸出端口；有向圖的邊對(duì)應(yīng)設(shè)備端口間信號(hào)連接，包括兩類：一類是設(shè)備之間的電纜，如前端子系統(tǒng)與某個(gè)矩陣輸入口之間的電纜，其連接關(guān)系是固定的，一類是矩陣的輸入/輸出關(guān)系，這是可切換的；有向圖中邊的方向?yàn)樾盘?hào)流向，即從前端子系統(tǒng)，經(jīng)由虛擬矩陣，到終端設(shè)備。節(jié)點(diǎn)、邊、方向等有向圖元素及其狀態(tài)，均以數(shù)組的形式進(jìn)行存放，方便軟件訪問(wèn)和修改。

將系統(tǒng)虛擬為一個(gè)有向圖之后，系統(tǒng)的重組就是根據(jù)地面測(cè)試任務(wù)的需要確定有向圖上選擇起點(diǎn)和終點(diǎn)，選擇起點(diǎn)和終點(diǎn)，即選擇前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備，這部分工作由集中監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)任務(wù)需求和資源池中的設(shè)備屬性來(lái)完成；起點(diǎn)和終點(diǎn)確定以后，集中監(jiān)控平臺(tái)訪問(wèn)有向圖的數(shù)組，計(jì)算找到起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的路徑，根據(jù)計(jì)算結(jié)果向相關(guān)的開(kāi)關(guān)矩陣發(fā)送開(kāi)關(guān)指令，開(kāi)關(guān)矩陣根據(jù)集中監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送的開(kāi)關(guān)指令建立輸入/輸出連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)地面測(cè)試系統(tǒng)的快速重構(gòu)。

第二，在軟件界面上，把多個(gè)相連的矩陣虛擬為一個(gè)矩陣，把虛擬矩陣內(nèi)部多個(gè)矩陣之間復(fù)雜的連接關(guān)系對(duì)操作手屏蔽起來(lái)，讓操作手可以直觀地從虛擬矩陣的輸入/輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系上看到前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備的連接關(guān)系，以便操作手通過(guò)人工方式調(diào)整前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備的連接關(guān)系。

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)集中監(jiān)控平臺(tái)的具體實(shí)現(xiàn)作詳細(xì)介紹。

(1)資源池及設(shè)備屬性管理

集中監(jiān)控平臺(tái)定義了資源池中所有設(shè)備的設(shè)備屬性，設(shè)備的屬性是其參數(shù)和狀態(tài)的集合，是對(duì)設(shè)備的完備描述，決定了其執(zhí)行任務(wù)的能力。設(shè)備屬性包含決定設(shè)備執(zhí)行任務(wù)能力的所有參數(shù)和狀態(tài)。比如，若前端子系統(tǒng)內(nèi)的天線為限動(dòng)式天線，則此前端子系統(tǒng)只能用于執(zhí)行地球同步軌道衛(wèi)星定軌后的跟蹤任務(wù)；若前端子系統(tǒng)內(nèi)的天線為全動(dòng)式天線，則該前端子系統(tǒng)可以執(zhí)行各種軌道的衛(wèi)星跟蹤任務(wù)。再比如，基帶設(shè)備工作于標(biāo)準(zhǔn)TT&C模式，則基帶只能接收和處理衛(wèi)星發(fā)射的標(biāo)準(zhǔn)TT&C信號(hào)；基帶設(shè)備工作于擴(kuò)頻TT&C模式，則基帶只能接收和處理衛(wèi)星發(fā)射的擴(kuò)頻TT&C信號(hào)。采用設(shè)備屬性對(duì)設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行完備的描述，便于對(duì)設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一控制。

在系統(tǒng)重組時(shí)，集中監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)訪問(wèn)資源池中設(shè)備的屬性，選擇進(jìn)行重組的設(shè)備。資源池中的所有設(shè)備及其屬性以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式在計(jì)算機(jī)中保存，各類設(shè)備屬性所包含的元素及其示例如表1所示。

表1設(shè)備屬性所包含的元素及其示例

(2)設(shè)備連接關(guān)系的有向圖描述

把設(shè)備連接關(guān)系抽象為有向圖，并以數(shù)組的形式把有向圖的狀態(tài)保存下來(lái)。

考慮圖所示設(shè)備連接關(guān)系，其中：

①虛擬矩陣由4個(gè)8×8的中頻開(kāi)關(guān)矩陣組成，分別命名為矩陣1、矩陣2、矩陣3、矩陣4，4個(gè)矩陣的相對(duì)位置關(guān)系，如圖所示；

②系統(tǒng)包含16個(gè)前端子系統(tǒng)，分別連接到矩陣1的輸入1～輸入8、矩陣2的輸入1～輸入8；

③系統(tǒng)包含16個(gè)終端設(shè)備(基帶)，分別連接到矩陣3的輸出1～輸出8、矩陣4的輸出1～輸出8；

④矩陣1的輸出1～輸出4分別連接至矩陣3的輸入1～輸入4；矩陣1的輸出5～輸出8分別連接至矩陣4的輸入1～輸入4；矩陣2的輸出1～輸出4分別連接至矩陣3的輸出5～輸出8,；矩陣2的輸出5～輸出8分別連接至矩陣4的出入5～輸入8。這樣，矩陣1和矩陣2都可能到達(dá)矩陣3和矩陣4。

一般情況下，按照使每個(gè)第一列的開(kāi)關(guān)矩陣到達(dá)盡量多的第二列開(kāi)關(guān)矩陣的原則，將第一列中每一個(gè)開(kāi)關(guān)矩陣的輸出端均勻分配給第二列各開(kāi)關(guān)矩陣的輸入端。若某些前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備相互配合使用的情況比較頻繁，則可以適當(dāng)增加與其對(duì)應(yīng)的第一列開(kāi)關(guān)矩陣和第二列開(kāi)關(guān)矩陣之間的連接；

⑤矩陣的切換規(guī)則為：矩陣的一個(gè)輸入可以同時(shí)連接到多個(gè)輸出；矩陣的一個(gè)輸出不可同時(shí)連接多個(gè)輸入。

根據(jù)設(shè)備連接關(guān)系，把系統(tǒng)虛擬為一個(gè)有向圖，如圖3所示。

通過(guò)數(shù)組的方式對(duì)有向圖進(jìn)行描述。有向圖的描述要滿足2個(gè)原則：①完整性：有向圖的描述須涵蓋有向圖的所有節(jié)點(diǎn)、有向圖的所有邊、所有邊的方向；②方便性：采用數(shù)組對(duì)有向圖進(jìn)行描述，數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)和系統(tǒng)架構(gòu)具有一致性，以便于路徑尋找的軟件實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)的升級(jí)擴(kuò)充。

根據(jù)以上原則，把系統(tǒng)連接關(guān)系對(duì)應(yīng)的有向圖分解為3個(gè)子圖：前端子圖對(duì)應(yīng)前端子系統(tǒng)或者連接輸入端口的公共設(shè)備及其連接關(guān)系；終端子圖對(duì)應(yīng)終端設(shè)備或者連接輸出端口的公共設(shè)備及其連接關(guān)系；切換子圖對(duì)應(yīng)實(shí)際的開(kāi)關(guān)矩陣及其連接關(guān)系。

下面分別用數(shù)組的形式來(lái)描述3個(gè)子圖的狀態(tài)。

①前端子圖

使用數(shù)組Frt_Grph來(lái)表示前端子圖的狀態(tài)。數(shù)組Frt_Grph數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表2所示。

表2數(shù)組Frt_Grph數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)組共16行，分別對(duì)應(yīng)16個(gè)前端子系統(tǒng)；數(shù)組第一列為各前端子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，用該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的設(shè)備屬性中的元素設(shè)備類別、設(shè)備類型、設(shè)備編號(hào)拼接而成；數(shù)組第二列為與前端子系統(tǒng)相連的節(jié)點(diǎn)編號(hào)；數(shù)組第三列為前兩列所述節(jié)點(diǎn)之間的邊的方向，1表示方向?yàn)榍岸说浇K端，0表示方向?yàn)榻K端到前端。

②終端子圖

使用數(shù)組Tmnl_Grph來(lái)表示前端子圖的狀態(tài)。數(shù)組Tmnl_Grph數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表3所示。

表3數(shù)組Tmnl_Grph數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)組共16行，分別對(duì)應(yīng)16個(gè)終端設(shè)備；數(shù)組第一列為各終端設(shè)備的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，用該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的設(shè)備屬性中的元素設(shè)備類別、設(shè)備類型、設(shè)備編號(hào)拼接而成；數(shù)組第二列為與終端設(shè)備相連的節(jié)點(diǎn)編號(hào)；數(shù)組第三列為前兩列所述節(jié)點(diǎn)之間的邊的方向，1表示方向?yàn)榍岸说浇K端，0表示方向?yàn)榻K端到前端。

③切換子圖

切換子圖采用多個(gè)切換子圖二維數(shù)組表示，每個(gè)二維數(shù)組對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)矩陣，二維數(shù)組每一行對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)矩陣中1個(gè)輸入接口和輸出接口的狀態(tài)信息，所述狀態(tài)信息包括輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、輸出接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、與輸入接口相連的前端子系統(tǒng)/矩陣接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、與輸出接口相連的本矩陣輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、與輸出接口相連的終端設(shè)備/矩陣接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)。

本實(shí)施例中，切換子圖用4個(gè)數(shù)組Swch_1_Grph、Swch_2_Grph、Swch_3_Grph、Swch_4_Grph來(lái)描述，分別對(duì)應(yīng)虛擬矩陣內(nèi)部的4個(gè)中頻開(kāi)關(guān)矩陣。

Swch_1_Grph的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表4所示。

表4 Swch_1_Grph的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)組共8行，分別對(duì)應(yīng)矩陣1的8個(gè)輸入接口和輸出接口；第一列為輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，包括8位16進(jìn)制數(shù)，其中前6由設(shè)備屬性中的元素設(shè)備類別、設(shè)備類型、設(shè)備編號(hào)拼接而成，第7位和第8位表示該接口的接口編號(hào)，最后兩位用01表示該接口為輸入口，用02表示該接口為輸出口；第二列為與矩陣1的輸入接口相連的前端子圖中的節(jié)點(diǎn)編號(hào)或其他矩陣的節(jié)點(diǎn)編號(hào)；第三列為與矩陣1的輸出接口相連的輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，即矩陣內(nèi)部的輸入/輸出關(guān)系。在初次使用時(shí)，由于矩陣內(nèi)部的輸入/輸出關(guān)系可切換，此列初始值為0x1111111111，表示該輸出接口可以跟所有輸入接口連接；第四列為矩陣1的輸出接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，其數(shù)據(jù)格式同輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)；第五列為與矩陣1的輸出接口相連的終端設(shè)備或其他矩陣的節(jié)點(diǎn)編號(hào)。由于矩陣的輸入輸出方向是固定的，其信號(hào)流向也是固定的，因此，在切換子圖對(duì)應(yīng)數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中不用定義邊的方向。

Swch_2_Grph的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表5所示，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義同Swch_1_Grph。

表5 Swch_2_Grph的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Swch_3_Grph的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表6所示，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義同Swch_1_Grph。

表6 Swch_3_Grph的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Swch_4_Grph的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表7所示，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義同Swch_1_Grph。

表7 Swch_4_Grph的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(3)系統(tǒng)重組

系統(tǒng)重組過(guò)程包括兩步：選擇設(shè)備，建立連接。對(duì)于有向圖，這兩部分分別可以表述為選擇起點(diǎn)和終點(diǎn)、路徑尋找。

①選擇起點(diǎn)和終點(diǎn)

系統(tǒng)重組方式包括自動(dòng)重組和人工重組兩種方式，在這兩種方式下，起點(diǎn)和終點(diǎn)的選擇方式不相同。

對(duì)于自動(dòng)重組，集中監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)待執(zhí)行的任務(wù)需求，訪問(wèn)資源池中設(shè)備屬性，選擇具有執(zhí)行任務(wù)能力且狀態(tài)為“空閑”或“在用但可調(diào)用”的前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備。選擇設(shè)備后，就在系統(tǒng)有向圖中選擇了起點(diǎn)和終點(diǎn)；

對(duì)于人工重組，操作者指定前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備，就在系統(tǒng)有向圖中選擇了起點(diǎn)和終點(diǎn)。

對(duì)于自動(dòng)重組，設(shè)備的選擇步驟如下(即，集中監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)任務(wù)需求，選擇前端設(shè)備和終端設(shè)備)：

(1)集中監(jiān)控平臺(tái)收到任務(wù)需求，對(duì)任務(wù)需求進(jìn)行分析。任務(wù)需求包含以下內(nèi)容：衛(wèi)星軌道根數(shù)、任務(wù)起止時(shí)間、工作頻段、工作模式。

(2)集中監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)衛(wèi)星軌道根數(shù)計(jì)算衛(wèi)星軌道，根據(jù)任務(wù)起止時(shí)間計(jì)算任務(wù)時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星軌道弧段相對(duì)于本站站址的角度變化范圍和變化速率，這是集中監(jiān)控平臺(tái)選擇前端子系統(tǒng)的一個(gè)依據(jù)。如果角度變化范圍較小且角度變化速率較小，則選擇前端子系統(tǒng)的設(shè)備屬性中的設(shè)備類型為限動(dòng)站；反之，則選擇前端子系統(tǒng)的設(shè)備屬性中的設(shè)備類型為全動(dòng)站；

工作頻段是集中監(jiān)控平臺(tái)選擇前端子系統(tǒng)的另一個(gè)依據(jù)。集中監(jiān)控平臺(tái)在選擇前端子系統(tǒng)時(shí)，其設(shè)備屬性中的“工作頻段”應(yīng)與任務(wù)需求中的工作頻段匹配。

集中監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)任務(wù)需求中的工作模式選擇終端設(shè)備，依據(jù)是，終端設(shè)備的設(shè)備屬性中的“工作模式”應(yīng)與任務(wù)需求中的工作模式匹配。

(3)判斷所選擇的設(shè)備是否可用，若前端子系統(tǒng)的設(shè)備屬性中的“在用狀態(tài)”為“可用”或“在用但可調(diào)用”，則此前端子系統(tǒng)可用于執(zhí)行任務(wù)，否則，重復(fù)執(zhí)行步驟(2)～步驟(3)，直到找到滿足該地面測(cè)試任務(wù)需求的前端子系統(tǒng)和終端設(shè)備作為有向圖的起點(diǎn)和終點(diǎn)，如果遍歷完資源池中所有的設(shè)備均不能滿足任務(wù)需求，則發(fā)出“無(wú)可用設(shè)備”的提示。

②路徑尋找

路徑尋找包括3部分：可達(dá)性判斷，可用性判斷，路徑建立。

可達(dá)性判斷指的是，選定起點(diǎn)和終點(diǎn)后，集中監(jiān)控平臺(tái)計(jì)算是否存在起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑；若存在這樣一條路徑，則對(duì)該路徑進(jìn)行可用性判斷。

可用性判斷流程指的是，集中監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)矩陣的切換規(guī)則，判斷在可達(dá)性判斷中尋找到的路徑是否可用。矩陣的切換規(guī)則為：一個(gè)輸入可以同時(shí)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)輸出，但一個(gè)輸出不能同時(shí)對(duì)應(yīng)多個(gè)輸入。

路徑建立指的是，集中監(jiān)控平臺(tái)將可達(dá)并可用的路徑轉(zhuǎn)換為虛擬矩陣中各個(gè)矩陣的輸入/輸出關(guān)系，對(duì)矩陣的輸入/輸出關(guān)系進(jìn)行設(shè)置。

如圖4所示，路徑尋找的流程如下：

(1)、讀取起點(diǎn)S對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)S1和終點(diǎn)E對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)E1；

比如，操作手選擇前端子系統(tǒng)1和基帶15分別為起點(diǎn)和終點(diǎn)；

軟件讀取這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，分別為：0x010101、0x020207；

(2)、在虛擬矩陣中，尋找直接與起點(diǎn)和終點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)：查詢前端子圖二維數(shù)組和終端子圖二維數(shù)組，獲得節(jié)點(diǎn)編號(hào)S1對(duì)應(yīng)的相鄰節(jié)點(diǎn)編號(hào)S2和節(jié)點(diǎn)編號(hào)E1對(duì)應(yīng)的相鄰節(jié)點(diǎn)編號(hào)E2；

本實(shí)施例中，軟件查詢Frt_Grph數(shù)組，得到與起點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)編號(hào)S2，為0x0401010101，軟件查詢Tmnl_Grph，得到與終點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)編號(hào)E2，為0x0401040702，。

(3)、解析節(jié)點(diǎn)編號(hào)S2獲得該節(jié)點(diǎn)的設(shè)備編號(hào)，確定節(jié)點(diǎn)S2所在的開(kāi)關(guān)矩陣的編號(hào)M1；

本實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)S2(0x0401010101)是矩陣1的一個(gè)輸入端口該節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)編號(hào)還存在于數(shù)組Swch_1_Grph的第一列；節(jié)點(diǎn)E2(0x0401010101)是矩陣4的一個(gè)輸出端口，該節(jié)點(diǎn)編號(hào)還存在于數(shù)組Swch_4_Grph的第四列。

(4)判斷矩陣1和矩陣4是否可達(dá)，如果可達(dá)，則進(jìn)入步驟(5)，否則，認(rèn)為起點(diǎn)S和終點(diǎn)E設(shè)備物理上無(wú)法連接，給出“不可達(dá)”提示信息，退出計(jì)算過(guò)程；

由于矩陣1靠近信號(hào)上游，矩陣4靠近信號(hào)下游，因此，判斷矩陣1和矩陣4是否可達(dá)，就是判斷矩陣1的輸出端口和矩陣4的輸入端口是否可達(dá)。查詢矩陣1對(duì)應(yīng)的數(shù)組Swch_1_Grp的第五列的最后4行的元素為矩陣4的輸入端口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，因此，矩陣1和矩陣可達(dá)，且存在4條路徑，分別為：節(jié)點(diǎn)0x0401010502→節(jié)點(diǎn)0x0401040101、節(jié)點(diǎn)0x0401010602→節(jié)點(diǎn)0x0401040201、節(jié)點(diǎn)0x0401010702→節(jié)點(diǎn)0x0401040301、節(jié)點(diǎn)0x0401010802→節(jié)點(diǎn)0x0401040401。

(5)找出所有M1到M2的路徑，依次判斷每一條路徑的可用性，直到找到一條可用路徑：從節(jié)點(diǎn)P到節(jié)點(diǎn)K，轉(zhuǎn)入步驟(6)，如果所有路徑均不可用，則給出“不可用”提示信息，退出計(jì)算過(guò)程；

本實(shí)施例中，針對(duì)第一條路徑，節(jié)點(diǎn)0x0401010502→節(jié)點(diǎn)0x0401040101，由于節(jié)點(diǎn)0x0401010502是矩陣1的輸出端口，因此對(duì)該節(jié)點(diǎn)做可用性判斷。查詢數(shù)組Swch_1_Grph，可知節(jié)點(diǎn)0x0401010502與節(jié)點(diǎn)0x0401010501相連，根據(jù)矩陣的切換規(guī)則，矩陣的一個(gè)輸出接口不能同時(shí)跟多個(gè)輸入接口相連，因此0x0401010502已經(jīng)被占用，節(jié)點(diǎn)0x0401010502→節(jié)點(diǎn)0x0401040101的路徑不可用。

針對(duì)第二條路徑，節(jié)點(diǎn)0x0401010602→節(jié)點(diǎn)0x0401040201，做可用性判斷。由于節(jié)點(diǎn)0x0401010602是矩陣1的輸出端口，因此對(duì)該節(jié)點(diǎn)做可用性判斷。查詢數(shù)組Swch_1_Grph，節(jié)點(diǎn)0x0401010602可以跟任意輸入接口相連，該節(jié)點(diǎn)可用。據(jù)此，選擇節(jié)點(diǎn)0x0401010602→節(jié)點(diǎn)0x0401040201作為矩陣1到矩陣4的路徑。所以本實(shí)施例中的節(jié)點(diǎn)P的編號(hào)為0x0401010602，節(jié)點(diǎn)K的編號(hào)為0x0401040201。

(6)將開(kāi)關(guān)矩陣M1對(duì)應(yīng)的切換子圖二維數(shù)組中節(jié)點(diǎn)P對(duì)應(yīng)的“與輸出接口相連的本矩陣輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)”更改為節(jié)點(diǎn)編號(hào)S2；將開(kāi)關(guān)矩陣M2子圖中節(jié)點(diǎn)E2對(duì)應(yīng)的“與輸出接口相連的本矩陣輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)”更改為節(jié)點(diǎn)編號(hào)K；

本實(shí)施例中，將Swch_1_Grph中節(jié)點(diǎn)P(0x0401010602)對(duì)應(yīng)的第二行更改為：節(jié)點(diǎn)S2(0x0401010101)；將Swch_4_Grph中節(jié)點(diǎn)E2(0x0401010101)對(duì)應(yīng)的第二行更改為：節(jié)點(diǎn)K(0x0401040201)。

(7)、根據(jù)步驟(6)所得的開(kāi)關(guān)矩陣切換子圖二維數(shù)組中“與輸出接口相連的本矩陣輸入接口的節(jié)點(diǎn)編號(hào)”值，發(fā)送開(kāi)關(guān)指令給開(kāi)關(guān)矩陣，開(kāi)關(guān)矩陣1收到指令之后將輸入S2和輸出P連接起來(lái)，開(kāi)關(guān)矩陣4收到指令之后將節(jié)點(diǎn)K和輸出E2連接起來(lái)，最終將設(shè)備接入系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)試。

起點(diǎn)到終點(diǎn)的完整路徑為：節(jié)點(diǎn)0x010101→節(jié)點(diǎn)0x0401010101→節(jié)點(diǎn)0x0401010602→節(jié)點(diǎn)0x0401040201→節(jié)點(diǎn)0x0401040702→節(jié)點(diǎn)0x020207。其中節(jié)點(diǎn)0x010101→節(jié)點(diǎn)0x0401010101、節(jié)點(diǎn)0x0401010602→節(jié)點(diǎn)0x0401040201、節(jié)點(diǎn)0x0401040702→節(jié)點(diǎn)0x020207等3個(gè)環(huán)節(jié)為電纜連接、始終存在的路徑；節(jié)點(diǎn)0x0401010101→節(jié)點(diǎn)0x0401010602、節(jié)點(diǎn)0x0401040201→節(jié)點(diǎn)0x0401040702等2個(gè)環(huán)節(jié)分別為矩陣1和矩陣4中的輸入/輸出關(guān)系，集中監(jiān)控平臺(tái)控制這兩個(gè)矩陣完成切換，即可建立完整的路徑。

每執(zhí)行一次任務(wù)時(shí)，集中監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)控制虛擬矩陣來(lái)改變資源池內(nèi)設(shè)備的連接關(guān)系，任務(wù)執(zhí)行完之后，集中監(jiān)控平臺(tái)將釋放所有的資源，將數(shù)組中的內(nèi)容恢復(fù)成初始值，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可重構(gòu)、可支持多任務(wù)需求，提高了資源利用率，降低了每套系統(tǒng)的研制成本，使用此系統(tǒng)的地面測(cè)控系統(tǒng)規(guī)模越大，資源利用率越高，每套系統(tǒng)的研制成本降低越明顯。

本發(fā)明將地面測(cè)試系統(tǒng)虛擬為一個(gè)有向圖，有向圖的節(jié)點(diǎn)、邊、方向等有向圖元素及其狀態(tài)，均以數(shù)組的形式進(jìn)行存放，進(jìn)行虛擬矩陣輸入/輸出關(guān)系的切換，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算，即可快速完成虛擬矩陣的切換，完成系統(tǒng)重組，在系統(tǒng)需要升級(jí)或添加設(shè)備時(shí)，只需要對(duì)有向圖的數(shù)組做相應(yīng)的修改即可，便于升級(jí)維護(hù)。

本發(fā)明突破了軟硬件標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)化、信道接口標(biāo)準(zhǔn)化和虛擬化、動(dòng)態(tài)自動(dòng)化運(yùn)行和多任務(wù)切換等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。