遥感卫星原始数据的分发传输装置及方法

1.本发明涉及数字信息传输技术领域，具体涉及遥感卫星原始数据处理技术领域，尤其涉及一种遥感卫星原始数据的分发传输装置及方法。


背景技术：

2.遥感卫星数据的分发和传输是遥感卫星数据获取与处理过程的重要环节，在现有的遥感卫星基带数据采集与分发系统中，数据采集设备从基带设备中获取到遥感数据后，为保证原始数据落地，通常在保证本地稳定可靠进行数据落盘的前提下，进行数据实时分发；或者在数据接收完毕后，将原始数据推送至共享存储设备后，从数据传输设备发起事后传输。
3.随着遥感卫星数据下传码率的增加和载荷种类的增多，现有的遥感卫星基带数据采集与分发系统在保证原始数据落地的前提下，致力于解决在遥感卫星接收站端进行提高数据实时处理应用的需求和提高卫星数据回传至数据中心的时效性。
4.然而，现有的遥感卫星基带数据采集与分发系统中，仍然有两个问题：一是满足不了多个数据实时处理应用客户端对实时原始数据的需求；二是数据事后传输需要等待从数据采集设备转储到共享存储设备上后才能发起，无法解决数据等待时间较长的问题。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，本发明提供一种遥感卫星原始数据的分发传输装置及方法，用于至少部分解决上述技术问题。
6.基于此，本发明第一方面提供一种遥感卫星原始数据的分发传输装置，包括：数据分发器，用于基于预设的实时传输协议，按照预设的数据实时分发格式接收原始数据，将原始数据转化为分发数据；其中，分发数据包括数据域描述帧头、数据帧描述信息、数据帧和状态信息，数据域描述帧头表征原始数据的大小，数据帧描述信息表征数据帧的长度和状态信息的长度，数据帧包括原始数据的内容，状态信息包括实时校验信息、译码信息以及接收时间戳；数据实时提取传输器，用于利用分发数据中的实时校验信息对分发数据进行有效性校验来确定分发数据的数据帧的完整性，以及在分发数据的数据帧完整的情况下，进行分发数据的实时提取和实时发送。
7.根据本发明的实施例，还包括：数据采集器，用于接收星上的原始数据并实时转发给数据分发器；本地存储设备，用于存储数据采集器接收的原始数据；数据发送设备，用于暂存数据分发器发送的分发数据；数据事后传输器，用于在本地存储设备存储的原始数据与数据发送设备暂存的分发数据一致的情况下，立即发起原始数据的事后传输，以及在本地存储设备存储的原始数据与数据发送设备暂存的分发数据不一致的情况下，将本地存储设备存储的原始数据转储到共享存储设备后，立即发起原始数据的事后传输。
8.根据本发明的实施例，还包括：实时数据校验器，用于在数据实时提取传输器进行分发数据的实时提取和实时发送的过程中，校验分发数据的每一数据帧的完整性，以及将
校验结果存储在分发数据的实时校验信息中。
9.根据本发明的实施例，还包括：事后数据校验器，用于对数据采集器接收的原始数据和数据分发器转化的分发数据进行事后校验，得到原始数据的事后校验信息和分发数据的事后校验信息。
10.根据本发明的实施例，本地存储设备存储的原始数据与数据发送设备暂存的分发数据一致包括：在原始数据的事后校验信息反映的数据校验和与分发数据的事后校验信息反应的数据校验和相等的情况下，确定原始数据与分发数据一致。
11.根据本发明的实施例，数据帧描述信息的大小固定为4个字节，包括两个字段，其中一个字段表征数据帧的长度，另一个字段表征状态信息的长度。
12.根据本发明的实施例，基于预设的实时传输协议按照遥感卫星原始数据记录与交换格式的标准配置。
13.根据本发明的实施例，数据实时提取传输器还用于多路实时分发分发数据。
14.根据本发明的实施例，数据帧为aos帧。
15.本发明第二方面提供一种遥感卫星原始数据的分发传输方法，包括：基于预设的实时传输协议，按照预设的数据实时分发格式接收原始数据，将原始数据转化为分发数据；其中，分发数据包括数据域描述帧头、数据帧描述信息、数据帧和状态信息，数据域描述帧头表征原始数据的大小，数据帧描述信息表征数据帧的长度和状态信息的长度，数据帧包括原始数据的内容，状态信息包括实时校验信息、译码信息以及接收时间戳；利用分发数据中的实时校验信息对分发数据进行有效性校验来确定分发数据的数据帧的完整性；在分发数据的数据帧完整的情况下，进行分发数据的实时提取和实时发送。
16.根据本发明实施例提供的遥感卫星原始数据的实时分发传输装置及方法，至少包括以下有益效果：在数据采集后，利用一个数据分发器，通过统一的数据实时传输协议和原始数据实时分发格式，能够满足多路实时原始数据流的消费需求。原始数据实时分发格式包括从数字解调器获取的遥感卫星原始数据传输帧格式和对应的数据帧长、译码信息以及接收时间戳信息。基于这种实时数据分发方法，遥感卫星接收站端可以在卫星数据下传的同时，可以执行原始数据实时提取传输、原始数据实时质量分析、实时快视处理等多路实时原始数据同时消费的操作。
17.利用数据分发器和数据发送设备，将需要事后传输的原始数据实时暂存在数据发送设备，在数据发送设备完成数据落盘后与数据采集设备原始采集的数据进行比对，能够在数据接收完毕后立即发起传输，保证事后传输的数据一致性，同时在数据采集任务密集时，原始数据事后传输的等待时间短。
附图说明
18.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征图像和优点将更为清楚，在附图中：图1示意性示出了本发明实施例提供的遥感卫星原始数据实时分发传输装置的框图。
19.图2示意性示出了本发明实施例提供的预设的数据实时分发格式的结构图。
20.图3示意性示出了本发明另一实施例提供的遥感卫星原始数据实时分发传输装置的框图。
21.图4示意性示出了本发明实施例提供的数据事后传输器工作流程图。
22.图5示意性示出了本发明实施例提供的遥感卫星原始数据实时分发传输方法的流程图。
具体实施方式
23.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。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征图像、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征图像、步骤、操作或部件。
25.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“长度”、“周向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的子系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。可能导致本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状、尺寸、位置关系不反映真实大小、比例和实际位置关系。另外，在本发明中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对本发明的限制。
28.类似地，为了精简本发明并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本发明示例性实施例的描述中，本发明的各个特征图像有时被一起分到单个实施例、图或者对其描述中。参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征图像、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征图像、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征图像的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征图像可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征图像。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
30.图1示意性示出了本发明实施例提供的遥感卫星原始数据实时分发传输装置的框
图。
31.如图1所示，遥感卫星原始数据实时分发传输装置可以包括数据分发器和数据实时提取传输器。
32.数据分发器，用于基于预设的实时传输协议，按照预设的数据实时分发格式接收原始数据，将原始数据转化为分发数据；其中，分发数据包括数据域描述帧头、数据帧描述信息、数据帧和状态信息，数据域描述帧头表征原始数据的大小，数据帧描述信息表征数据帧的长度和状态信息的长度，数据帧包括原始数据的内容，状态信息包括实时校验信息、译码信息以及接收时间戳。
33.在本发明的实施例中，数据分发器负责完成原始数据的实时分发功能，提供原始数据帧以及对应的数据帧长、译码信息以及接收时间戳信息等。具体描述如下：可以使用tcp/ip协议网络传输，保证数据的完整性和实时性。
34.作为客户端，实时获取卫星原始数据流。
35.作为服务端，监听后端原始数据实时分发请求，可同时支持多路相互独立的卫星原始数据实时分发。
36.预设的数据实时分发格式为“数据帧描述信息 数据帧 状态信息”。
37.图2示意性示出了本发明实施例提供的预设的数据实时分发格式的结构图。
38.如图2所示，数据域描述帧头表征本次数据传输的总大小，数据帧描述信息大小固定为4字节，两个字段，字段的类型可以是uint16_t类型，两个字段分别指明数据帧长度以及状态信息长度。状态信息包括校验信息、译码信息以及接收时间戳等信息，校验信息可以是数据校验和。数据帧可以数据帧为遥感卫星原始数据aos帧。
39.数据实时提取传输器，用于利用分发数据中的实时校验信息对分发数据进行有效性校验来确定分发数据的数据帧的完整性，以及在分发数据的数据帧完整的情况下，进行分发数据的实时提取和实时发送。
40.在本发明的实施例中，数据实时提取传输器作为遥感卫星地面站常用的原始数据实时传输功能，可以使用tcp/ip协议网络传输，遵循本发明定义的数据实时分发协议，从数据分发器实时获取数据码流，并利用分发数据中的校验信息对数据进行有效性校验，保证卫星原始数据帧完整性后，进行分发数据的实时提取以及实时发送。
41.图3示意性示出了本发明另一实施例提供的遥感卫星原始数据实时分发传输装置的框图。
42.如图3所示，遥感卫星原始数据的分发传输装置还可以包括数据采集器、本地存储设备、数据发送设备和数据事后传输器。
43.数据采集器用于接收星上的原始数据并实时转发给数据分发器。
44.在本发明的实施例中，数据采集器基于通用解调器协议，正确完整地接收由解调器发送的星上原始数据。遵循标准《遥感卫星原始数据记录与交换格式》以及地面站支持的其他原始数据格式完成卫星下行原始数据流实时记录，按照实时传输协议，将接收到的卫星原始数据实时转发给数据分发器。
45.本地存储设备用于存储数据采集器接收的原始数据。
46.在本发明的实施例中，数据采集器采集到星上原始数据后，一方面将星上原始数据发送至数据分发器，另一方面将接送的原始数据发送至本地存储设备存储，以便于厚度
数据共享及匹配。
47.数据发送设备用于暂存数据分发器发送的分发数据。
48.针对卫星原始数据在接收完毕后需要立即发起传输的需求，遥感卫星地面站为了保证数据采集设备稳定可靠进行原始数据采集，采用的传统方法是在没有数据采集任务的空隙，将原始数据转储至共享存储，然后再发起事后传输。传统方法在数据采集任务密集时，由于数据采集任务持续进行，原始数据事后传输的等待时间将非常长。因此，可以利用数据分发器和数据发送设备，将需要事后传输的原始数据实时暂存在数据发送设备，在数据发送设备完成数据落盘后与数据采集设备原始采集的数据进行比对，可以在数据接收完毕后立即发起传输，同时保证事后传输的数据一致性。
49.数据事后传输器用于在本地存储设备存储的原始数据与数据发送设备暂存的分发数据一致的情况下，立即发起原始数据的事后传输，以及在本地存储设备存储的原始数据与数据发送设备暂存的分发数据不一致的情况下，将本地存储设备存储的原始数据转储到共享存储设备后，立即发起原始数据的事后传输。
50.图4示意性示出了本发明实施例提供的数据事后传输器工作流程图。
51.如图4所示，在本发明的实施例中，数据事后传输器可以使用tcp/ip协议网络传输，保证数据的完整性和实时性。数据事后传输器作为客户端，从数据分发器获取分发数据，并进行格式化、实时和校验计算处理。
52.在数据接收完成后，如果数据输出设备的原始数据校验和与数据采集设备的原始数据校验和一致，立即发起原始数据事后传输。如果数据输出设备的原始数据校验和与数据采集设备的原始数据校验和不一致，将数据采集设备的原始数据转储到共享存储设备后，发起事后传输。
53.继续参阅图3，遥感卫星原始数据的分发传输装置还可以包括实时数据校验器和事后数据校验器。
54.实时数据校验器提供对卫星原始数据校正能力，用于在数据实时提取传输器进行分发数据的实时提取和实时发送的过程中，校验分发数据的每一数据帧的完整性，将校验结果存储在分发数据的实时校验信息中。
55.事后数据校验器提供对卫星原始数据校正能力，保证原始数据在分发、传输过程中的完整性。在原始数据完成落盘后，事后数据校验器用于对数据采集器接收的原始数据和数据分发器转化的分发数据进行事后校验，得到原始数据的事后校验信息和所述分发数据的事后校验信息，后续数据处理应用模块在使用分发的原始数据时，可以验证与数据采集设备记录的卫星原始数据的一致性。
56.图5示意性示出了本发明实施例提供的遥感卫星原始数据实时分发传输方法的流程图。
57.如图5所示，该方法例如可以包括操作s501~操作s503。
58.在操作s501，基于预设的实时传输协议，按照预设的数据实时分发格式接收原始数据，将原始数据转化为分发数据。
59.在操作s502，利用分发数据中的实时校验信息对分发数据进行有效性校验来确定分发数据的数据帧的完整性。
60.在操作s503，在分发数据的数据帧完整的情况下，进行分发数据的实时提取和实
时发送。
61.需要理解，方法实施例部分的实施细节及带来的技术效果与装置实施例部分的实施细节及带来的技术效果相同或相似，具体不再赘述。
62.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。