一种卫星在轨数据处理方法与流程

1.本发明涉及卫星维护技术领域，具体为一种卫星在轨数据处理方法、电子设备及可读存储介质。


背景技术：

2.随着近年来航天事业的迅速发展壮大，每年发射入轨的卫星数量呈井喷态势，在轨运行的卫星数量越来越多，由于所处轨道、单机配置、任务功能等条件的不同，在轨卫星的运行状态也不尽相同。
3.在目前的卫星在轨维护模式下，卫星的在轨维护工作由卫星设计师负责。具体维护方式为设计师立足于型号特性，根据遥测下行数据完成卫星在轨运行状态分析，根据研制经验完成卫星姿态、轨道、能源、单机寿命等数据修复、绘制图表，得出在轨运行状态结论并编写卫星在轨运行状态报告。在这种在轨维护模式下，在轨维护工作的效率极大依赖于设计师的经验，不便于卫星在轨管理工作的展开。
4.随着在轨卫星数量的逐年增多，在轨维护任务工作量也呈逐年递增趋势，在现有的研制模式下，设计师一方面需要按照研制计划完成紧锣密鼓的研制任务，另一方面需要抽出精力来完成在轨卫星的运行状态分析任务，精力分散对于在轨管理和正常研制都将产生一定影响。
5.人工数据判读方式存在以下四个方面的不足：
6.1.各在轨型号监测数据不尽相同，判断标准不完全一致，不具备客观、准确描述卫星真实运行状态的功能；
7.2.在轨运行报告内容和格式不具有统一性，不便于卫星管理人员直观的了解全部在轨卫星的真实运行状态；
8.3.针对在轨偶发状况，不便于开展历史数据的回溯分析工作，严重时可能影响在轨任务；
9.4.针对渐变性故障，不具备数据预警功能，不能根据在轨状态预防问题发生。
10.因此有必要设计一套卫星在轨数据处理方法，能够高自动化、客观且准确的对卫星当前健康状态进行评价。


技术实现要素：

11.针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种卫星在轨数据处理方法、电子设备及可读存储介质，该数据处理方法根据任务需求和卫星在轨运行特性，能够自动完成在轨卫星数据修复的工作，从而高自动化、客观且准确的对卫星当前健康状态进行评价。
12.为实现上述目的和其他相关目的，本发明提供了一种卫星在轨数据处理方法，包括如下步骤：
13.s1、获取卫星在轨数据；
14.s2、对卫星异常在轨数据进行修复，至少对所述卫星在轨数据进行如下处理：空数
据行删除、时间错误行修复、卫星动作的时间区间内的动作数据提取和异常值剔除；
15.s3、确定修复后的卫星在轨数据中的每一数据的波道号，并对应记录；
16.s4、计算卫星在轨数据的最大时间间隔；
17.s5、基于s2-s4的数据处理结果生成卫星在轨数据报表，并输出。
18.优选地，所述时间错误行修复具体包括：
19.计算相邻两行卫星在轨数据的时间数据的差值，计算方法为后一个时间数据减去前一个时间数据，若差值为负或者大于一设定阀值，则判定该后一个时间数据为错误，反之判定为正确；
20.将该后一个时间数据替换为判定正确的最后一个时间数据。
21.优选地，所述卫星动作的时间区间内的动作数据提取包括找到卫星一动作的起始时间和终止时间，将包括所述起始时间和所述终止时间在内的两者之前时间点所有动作数据提取，并另外记录。
22.优选地，所述卫星动作包括卫星的位保操作。
23.优选地，所述异常值剔除具体包括：对卫星在轨数据中每一种数据均设置值域范围，若卫星在轨数据中一数据超过该数据的值域范围，则认定该数据为异常值，进行剔除，反之不剔除。
24.优选地，若计算得到的卫星在轨数据的最大时间间隔在一个月之内，则输出卫星在轨数据月报表；若计算得到的卫星在轨数据的最大时间间隔大于一个月，并在半年之内，则输出卫星在轨数据半年报表；若计算得到的卫星在轨数据的最大时间间隔大于半年，并在一年之内，则输出卫星在轨数据年报表。
25.优选地，所述步骤s3具体包括：首先运用工具，找出修复后的卫星在轨数据中的每一数据的波道号并进行记录，记录格式包括图片类的记录格式和表格类的记录格式，所述图片类的记录格式内包含曲线绘制的每一数据的对应波道号，所述表格类的记录通过表格记录每一数据的对应波道号。
26.基于同一发明构想，本发明还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述任一项所述的方法。
27.基于同一发明构想，本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任一项所述的方法。
28.综上所述，本发明提供的卫星在轨数据处理方法，是一种卫星异常在轨数据的修复技术，实现卫星在轨数据修复功能，根据任务需求和卫星在轨运行特性，能够自动完成在轨卫星数据修复工作，基于修复的卫星在轨数据高自动化、客观且准确地完成在轨卫星的健康分析、状态预警和超限预报等工作。
附图说明
29.图1为本发明一实施例提供的卫星在轨数据处理方法步骤示意图；
30.图2为本发明一实施例提供的卫星在轨数据处理方法中空数据处理示意图；
31.图3为本发明一实施例提供的卫星在轨数据处理方法中时间错误行修复示意图；
32.图4为本发明一实施例提供的卫星在轨数据处理方法中异常值剔除示意图；
33.图5为本发明一实施例提供的卫星在轨数据处理方法中报表类型选取示意图。
具体实施方式
34.以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的卫星在轨数据处理方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
35.参阅图1，本发明一实施例提供了包括如下步骤：
36.s1、获取卫星在轨数据；
37.s2、对卫星异常在轨数据进行修复，至少对所述卫星在轨数据进行：空数据行删除、时间错误行修复、卫星动作的时间区间的动作数据提取和异常值剔除；
38.s3、确定修复后的卫星在轨数据中的每一数据的波道号，并对应记录；
39.s4、计算卫星在轨数据的最大时间间隔；
40.s5、基于s2-s4的数据处理结果生成卫星在轨数据报表，并输出。
41.在本实施例中，对于步骤s2中的空数据行删除，参阅图2，根据现有卫星的遥测数据下传方案，在轨遥测数据分为多个传输频率下传到地面，地面解析软件根据遥测更新频率的不同，按照约定格式在空白数据区域填充空白区域之前的最后一个有效数据。在进行飞行器常管数据修复时，若导出数据时刻，某一波道数据为空行，数据阈值核对和数据曲线绘制操作将无法进行。由于在轨飞行器遥测数据的特性，需要按时间序列完成全部波道数据对齐操作，在数据处理时，需要将空数据行全部删除。
42.在本实施例中，对于步骤s2中的时间错误行修复，参阅图3，由于传输问题或者卫测中心数据处理问题等原因，导致时间数据列存在误码的可能。在进行数据修复前，需要将时间误码进行修正，修正方法为：计算相邻两行卫星在轨数据的时间数据的差值，计算方法为后一个时间数据减去前一个时间数据，若差值为负或者大于一设定阀值，则判定该后一个时间数据为错误，反之判定为正确。修正方法为将识别出的错误时间码替换成最后一次正确的时间码，避免后续曲线过程汇总出现异常。具体修复效果如图3所示。
43.在本实施例中，参阅图3，根据需求，在完成时间格式处理的过程中，需要进行数据筛选工作来避免同一时间标签对应多个动作数据，此时对于某些动作，需要进行动作数据的提取。以某系列卫星为例，该卫星存在位保操作，且位保操作属于每月一次的重要动作，位保操作的特点为时间短，位保期间的数据必须全部保留，否则很难真实表征位保过程。根据这一需求，需要对位保期间的数据做特殊处理。第一步，需要完成位保期间的时间序列格式识别，如时间精确到分，则检测是否有相同时间行并根据检测结果进行分内排序，将时间序列错开。第二步，根据取出的时间子序列，完成剩余遥测波道的子集选取工作。第三步，根据位保需求，完成波道组合，为后续绘制曲线做准备。
44.在本实施例中，对于步骤s2中的异常值剔除，参阅图4，由于空间环境影响或者传
输过程被干扰等原因，导致各遥测波道数据列存在包含误码的可能。有些值由于传输错误，已经完全超出实际物理量的值域范围。可以对卫星在轨数据中每一种数据均设置值域范围，若卫星在轨数据中一数据超过该数据的值域范围，则认定该数据为异常值，进行剔除，反之不剔除。并且，由于型号配置的差异性和参数使用方法的差异性，每个数据波道实际的处理方法都不一样。基于以上需求，可以设计了一种通过配置文件输入独立波道阈值范围的方法，实现各波道根据阈值范围完成异常值剔除的差异化配置。
45.在本实施例中，参阅图4，对于步骤s3，由于在轨数据修复过程中，波道号数量较大，按照手动来完成波道索引工作非常繁琐，且容易出现问题。基于以上需求，设计了一种通过配置文件来完成波道自动索引的功能，完成在轨数据修复前，首先运用工具，找出具体波道号的所在位置并进行记录，记录格式分为两种，图片类的记录格式内包含图片所需全部曲线的波道位置，表格类的记录格式内包含表格所用单个波道的波导位置。
46.在本实施例中，参阅图5，对于步骤s4，为适应不同的在轨报告需求，系统需自动识别所需报表的类别，若计算得到的卫星在轨数据的最大时间间隔在一个月之内，则输出卫星在轨数据月报表；若计算得到的卫星在轨数据的最大时间间隔大于一个月，并在半年之内，则输出卫星在轨数据半年报表；若计算得到的卫星在轨数据的最大时间间隔大于半年，并在一年之内，则输出卫星在轨数据年报表。
47.基于同一发明构想，本发明还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现所述卫星在轨数据处理方法。
48.所述处理器在一些实施例中可以是中央处理器(central processing unit，cpu)、控制器、微控制器、微处理器(例如gpu(graphics processing unit-图形处理器))、或其他数据处理芯片。该处理器通常用于控制所述电子设备的总体操作。本实施例中，所述处理器用于运行所述存储器中存储的程序代码或者处理数据，例如运行所述卫星在轨数据处理方法的程序代码。
49.所述存储器至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、随机访问存储器(ram)、静态随机访问存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器可以是所述电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器也可以是所述电子设备的外部存储设备，例如该电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。当然，所述存储器还可以既包括所述电子设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器通常用于存储安装于所述电子设备的操作方法和各类应用软件，例如所述卫星在轨数据处理方法的程序代码等。此外，所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
50.基于同一发明构想，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述卫星在轨数据处理方法。
51.本发明的优点在于提供的卫星在轨数据处理方法是一种卫星异常在轨数据的修复技术，实现卫星在轨数据修复功能，根据任务需求和卫星在轨运行特性，能够自动完成在
轨卫星数据修复工作，基于修复的卫星在轨数据高自动化、客观且准确地完成在轨卫星的健康分析、状态预警和超限预报等工作。
52.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。