本申請(qǐng)屬于天文衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、為了捕捉宇宙中隨機(jī)發(fā)生的伽馬暴、引力波等天文現(xiàn)象，及時(shí)開展多信使，多波段的后隨觀測(cè)和聯(lián)合觀測(cè)，需要及時(shí)獲取爆發(fā)事件的關(guān)鍵信息，并向全世界進(jìn)行發(fā)布。空間天文衛(wèi)星需要實(shí)時(shí)將其中包含這些爆發(fā)關(guān)鍵信息的天文警報(bào)數(shù)據(jù)傳輸至地面，并引導(dǎo)地面觀測(cè)站進(jìn)行后隨觀測(cè)。

2、但是星地?cái)?shù)據(jù)傳輸通常是在衛(wèi)星飛過(guò)地面接收站時(shí)才能進(jìn)行，具有較長(zhǎng)的時(shí)間延遲(可達(dá)數(shù)小時(shí)，甚至超過(guò)10小時(shí))，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)天文事件警報(bào)快速下行。隨著空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，更多星地實(shí)時(shí)通信方式應(yīng)用于空間科學(xué)衛(wèi)星，目前我國(guó)空間天文衛(wèi)星已經(jīng)實(shí)現(xiàn)通過(guò)北斗短報(bào)文，甚高頻雷達(dá)的方式，實(shí)現(xiàn)快速科學(xué)數(shù)據(jù)下行，星地傳輸時(shí)間可以降到分鐘級(jí)別，采用星地實(shí)時(shí)通信對(duì)天文警報(bào)信息進(jìn)行下行，能夠極大地提升空間天文衛(wèi)星的科學(xué)發(fā)現(xiàn)效率。

3、天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度多為不定長(zhǎng)，而星地實(shí)時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度一般為定長(zhǎng)，而且經(jīng)過(guò)星間鏈路的傳輸，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)到達(dá)順序與數(shù)據(jù)產(chǎn)生的先后時(shí)序不一致的情況，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸具有有限的序列數(shù)，達(dá)到上限后則進(jìn)行循環(huán)?；谏鲜銮闆r，在處理基于星地實(shí)時(shí)通信傳輸?shù)奶煳男l(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)，如何對(duì)不同短報(bào)文進(jìn)行順序判讀、同一天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)去重和拼接，對(duì)數(shù)據(jù)正確性進(jìn)行校驗(yàn)，是保證天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)可用的基礎(chǔ)，目前尚無(wú)針對(duì)性的解決方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)在處理基于星地實(shí)時(shí)通信傳輸?shù)奶煳男l(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)，無(wú)法對(duì)不同短報(bào)文進(jìn)行順序判讀、對(duì)同一天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)去重和拼接的缺陷。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理方法，包括：

3、步驟s1：對(duì)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，按照索引進(jìn)行排序；

4、步驟s2：從已排序的數(shù)據(jù)中找到與新獲取的數(shù)據(jù)相鄰的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接；

5、步驟s3：對(duì)拼接完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。

6、作為上述方法的一種改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)包括北斗短報(bào)文和vhf數(shù)據(jù)；

7、所述北斗短報(bào)文的索引為批次號(hào)和包序號(hào)；

8、所述vhf數(shù)據(jù)的索引為包計(jì)數(shù)。

9、作為上述方法的一種改進(jìn)，所述步驟s2包括：

10、從已排序的數(shù)據(jù)中向前查找是否存在相鄰數(shù)據(jù)序列的實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，如果存在則將上一個(gè)數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行合并；

11、從已排序的數(shù)據(jù)中向后查找是否存在相鄰數(shù)據(jù)序列的實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，如果存在則將當(dāng)前數(shù)據(jù)與后一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。

12、作為上述方法的一種改進(jìn)，所述步驟s2還包括：

13、當(dāng)查找相鄰數(shù)據(jù)序列時(shí)，如果出現(xiàn)多個(gè)相同索引的數(shù)據(jù)，則對(duì)數(shù)據(jù)的時(shí)間進(jìn)行判斷，如果時(shí)間間隔超過(guò)預(yù)設(shè)的傳輸間隔，則判斷為循環(huán)批次，不進(jìn)行拼接。

14、作為上述方法的一種改進(jìn)，所述步驟s3包括：

15、根據(jù)數(shù)據(jù)的格式規(guī)則，對(duì)拼接完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)域拼接，從數(shù)據(jù)域中獲取同步碼信息、應(yīng)用過(guò)程標(biāo)識(shí)符和包長(zhǎng)信息；

16、從同步碼或者應(yīng)用過(guò)程標(biāo)識(shí)符開始，按照包長(zhǎng)提取天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)包，同時(shí)判斷相鄰的字節(jié)是否為同步碼或者應(yīng)用標(biāo)識(shí)符，如果是，則進(jìn)行數(shù)據(jù)包格式校驗(yàn)；如果不是，則從同步碼或者應(yīng)用標(biāo)識(shí)符開始逐字節(jié)定位，直到獲取到下一個(gè)同步碼或者應(yīng)用標(biāo)識(shí)符，并將兩個(gè)同步碼或者應(yīng)用標(biāo)識(shí)符之間的數(shù)據(jù)域標(biāo)識(shí)為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；

17、獲取到數(shù)據(jù)包之后，依據(jù)數(shù)據(jù)包格式校驗(yàn)信息和校驗(yàn)公式，對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗(yàn)，如果未通過(guò)校驗(yàn)，則將數(shù)據(jù)包標(biāo)識(shí)為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。

18、作為上述方法的一種改進(jìn)，所述方法還包括：

19、步驟s4：將校驗(yàn)通過(guò)的數(shù)據(jù)包，依據(jù)天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)的格式定義進(jìn)行解析，通過(guò)參數(shù)解析算法，將天文衛(wèi)星警報(bào)處理為物理量，并根據(jù)數(shù)據(jù)時(shí)間匹配對(duì)應(yīng)的觀測(cè)序號(hào)，依據(jù)天文衛(wèi)星警報(bào)格式要求，將相關(guān)警報(bào)信息按照觀測(cè)序號(hào)組織為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

20、本申請(qǐng)還提供一種基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，基于上述方法實(shí)現(xiàn)，所述系統(tǒng)包括：

21、解析和排序模塊，用于對(duì)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，按照索引進(jìn)行排序；

22、數(shù)據(jù)拼接模塊，用于從已排序的數(shù)據(jù)中找到與新獲取的數(shù)據(jù)相鄰的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接；

23、數(shù)據(jù)校驗(yàn)?zāi)K，對(duì)拼接完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。

24、作為上述系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述系統(tǒng)還包括：

25、組織數(shù)據(jù)模塊，用于將校驗(yàn)通過(guò)的數(shù)據(jù)包，依據(jù)天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)的格式定義進(jìn)行解析，通過(guò)參數(shù)解析算法，將天文衛(wèi)星警報(bào)處理為物理量，并根據(jù)數(shù)據(jù)時(shí)間匹配對(duì)應(yīng)的觀測(cè)序號(hào)，依據(jù)天文衛(wèi)星警報(bào)格式要求，將相關(guān)警報(bào)信息按照觀測(cè)序號(hào)組織為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的優(yōu)勢(shì)在于：

27、1、天文警報(bào)數(shù)據(jù)是空間天文衛(wèi)星的關(guān)鍵數(shù)據(jù)之一，對(duì)其的正確處理是空間天文衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理亟待解決的技術(shù)難題。本方法提供了一種基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理方法，其中通過(guò)傳輸序列號(hào)實(shí)現(xiàn)了對(duì)天文警報(bào)數(shù)據(jù)的排序、排重、拼接等高效處理，支持基于實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)中的校驗(yàn)信息，對(duì)拼接正確性進(jìn)行檢查，確保了天文數(shù)據(jù)的正確性。

28、2、本方法在處理算法的高效性、正確性以及易移植性方面具有顯著創(chuàng)新，通過(guò)結(jié)合不同星地實(shí)時(shí)通信的傳輸特性、天文警報(bào)數(shù)據(jù)信息，有效地提升了空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)應(yīng)用便捷度，支持空間天文衛(wèi)星星地聯(lián)合觀測(cè)的快速實(shí)施，促進(jìn)科學(xué)成果的產(chǎn)出。

29、3、本方法已經(jīng)在愛因斯坦探針衛(wèi)星(ep)、中法天基多波段空間變?cè)幢O(jiān)視器衛(wèi)星(svom)的數(shù)據(jù)處理中得到了應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括北斗短報(bào)文和vhf數(shù)據(jù)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述步驟s2包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述步驟s2還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述步驟s3包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述方法還包括：

7.一種基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，基于權(quán)利要求1-6任一所述方法實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于星地實(shí)時(shí)通信的空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)，該方法包括：對(duì)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，按照索引進(jìn)行排序；從已排序的數(shù)據(jù)中找到與新獲取的數(shù)據(jù)相鄰的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接；對(duì)拼接完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。本申請(qǐng)的優(yōu)勢(shì)在于：其中通過(guò)傳輸序列號(hào)實(shí)現(xiàn)了對(duì)天文警報(bào)數(shù)據(jù)的排序、排重、拼接等高效處理，支持基于實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)中的校驗(yàn)信息，對(duì)拼接正確性進(jìn)行檢查，確保了天文數(shù)據(jù)的正確性；通過(guò)結(jié)合不同星地實(shí)時(shí)通信的傳輸特性、天文警報(bào)數(shù)據(jù)信息，有效地提升了空間天文衛(wèi)星警報(bào)數(shù)據(jù)應(yīng)用便捷度，支持空間天文衛(wèi)星星地聯(lián)合觀測(cè)的快速實(shí)施，促進(jìn)科學(xué)成果的產(chǎn)出。

技術(shù)研發(fā)人員：紀(jì)珍,馬福利,于勤思,佟繼周,魏明月,鄒自明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26