作者 薛征 陈杭 蒋晓肖 上海航天操控技能研讨所(上海 201109)
薛征(1984-)，男，硕士，工程师，研讨方向：依据C#的卫星地上测验软件研制与测验;陈杭，男，硕士，工程师，研讨方向：依据C#的卫星地上测验软件研制与测验;蒋晓肖，女，硕士，高级工程师，研讨方向：C#的卫星地上测验软件研制与测验。
摘要：卫星地上测验中，数据剖析与显现体系是与用户交互的仅有界面。为了满意多品种型卫星地上测验中的剖析与显现，本文提出了卫星地上测验通用数据剖析显现体系。该体系可以及时、有用地对一切的卫星姿控体系地上测验数据进行剖析和显现，提高了用户交互性和软件的可扩展性。现在该通用剖析显现体系已运用于十余颗卫星地上测验中，并得到用户的广泛好评。
1 体系功用和首要特点
现在，国防和空间研讨对航天卫星的功用及数量需求不断增加，供给的测验使命也逐步增多，曩昔以类型为主，不同类型、不同测验软件的管理办法已不能满意需求，卫星地上测验软件的通用化已成为亟待解决的课题[1]。
地上测验体系由操控软件、剖析显现软件、数据库软件等部分构成[2]，不同类型新研或实验进程中杂乱度和改变最多的为显现剖析软件。为缩短卫星地上测验研试周期，提出依据C#的卫星地上测验通用数据剖析显现体系，不需求修正源代码前提下，施行于不同卫星类型。一起，运用者经过修正装备文件即可满意一般性需求改变。体系功用和首要特点如下：
(1) 完结数据多种格局存储及快速回放
支撑Access、SQL Server类型数据库存储，数据以16进制源码和有用解析数据两种格局进行存储，存储为SQL Server table和*. dat两种文件办法。体系供给数据回放通道，可按时刻选取特定变量进行显现，回放速率可调理，最高可到达原始传输速率的10倍速。
(2) 快速完结数据的收集、剖析、显现
选用TCP/IP网络异步接纳的办法完结数据收集，确保数据的快速传输及正确性，支撑多种数据源同步传输，并实时解析显现，数据剖析功率高，呼应快，数据显现延时率≤0.5ms。
(3) 支撑多种协议格局、杂乱数据类型
该体系兼容多种协议格局，内部包括协议转化器，可完结协议一致化。现在，在轨和在研多颗卫星的多样化协议均可兼容。支撑多种数据类型的解析，如bit、byte、int、string、char、float、double和1750f[4];内部包括多种函数公式，可完结简略线性、专用类型转化核算，也可完结多项式、查表法等杂乱核算，有用地完结数据转化。
(4) 高效性的界面规划
体系界面规划友爱，人员取得数据简洁、精确，数据显现办法多样，同一数据可选用图画、图形、曲线、数值、容器等多种办法展现。变量界说装备支撑在线修正和线下修正、在线导入两种办法，页面支撑用户自界说，可自在进行页面布局，曲线自界说缩放，并主动保存。软件供给源码接纳检查界面，可实时检查数据接纳状况。
(5) 通用化结构规划，可扩展性强
该体系全体结构规划明晰，选用模块规划办法，对外开放接口。装备灵敏，选用excel、xml、config、ini等格局装备文件[3]，不同项目仅需更改项目相关的变量表，更新数据协议设置，即可完结项目切换，完结不同项目的实时运用，软件通用化强。软件模块自界说深度可扩展，支撑C#、Web Service、Test Stand等接口，可无缝扩展。
(6) 反常处理，供给问题精确定位
软件内部包括反常处理，容错性好，关于常见装备反常及网络通讯规划了界面反应，可以供给出清晰的反常方位和反常类型，便使用户快速精确地定位问题;有专用反常数据反查通道，呈现显现反常时，可快速定位硬件接口数据反常传输方位，加快实验毛病排查作业，提高功率。
2 体系结构
为习惯不同类型和不同阶段测验需求，规划了通用剖析显现体系。本体系选用模块化规划，首要分为五大模块：通用装备模块、数据通讯模块、通用解析模块、实时显现模块和数据存储回放模块;体系全体结构如图1所示。
通用装备模块完结不同类型的兼容性，经过一致的装备规矩及装备接口文件，将不同类型的数据格局及详细波道数据表、函数处理办法等信息分化到xml、ini、excel格局装备文件中，并输出为DataTable表格局。
数据通讯模块完结数据快速接纳，确保高速安稳性。
通用解析模块完结协议转化后数据的通用解析，经过调用通用装备模块内输出的DataTable表，经过模块化函数处理，将16进制数据核算转化为契合用户需求的数值类型。
实时显现模块确保实时性，完结数据的多样化显现，如图形、曲线、数值、容器办法等。
数据存储回放模块完结数据的实时存储以及后期回放，存储为SQL Server table[6]和*. dat两种文件办法，后期回放时，支撑读取SQL Server table中16进制原始数据和dat文件数据，将数据在软件界面内加快回放。
3 体系各模块规划
3.1 通用装备模块
装备模块中首要操作的方针为二进制文件，其后缀指定为.dat，因而，装备模块的输入和输出均为dat二进制文件。卫星地上测验时，数据杂乱、摆放多变，且随同有加密和解密进程。因而，通用显现软件装备模块中的dat二进制文件的格局以表的办法来界说，首要有波道表、类型表、单机表、公式表、字节表、帧表等，每个表都有各自的特点列，各个表之间的联系如图2所示。
3.2 数据通讯模块
通讯模块的首要功用有实时接纳数据库的数据，过后从数据库中提取大批量数据供数据回放。因而，该模块供给两种通讯办法，即经过网络接纳数据即运用TCP、UDP网络协议和经过ADO.NET[7]大批量接纳数据库数据。
剖析显现软件与数据库之间为一对多的联系，当TCP通讯时，选用异步办法，首要考虑以下三种状况：一个数据库软件一起要与多个终端软件进行数据交互;做大型实验时，存在数据量大和频率高的状况;终端软件需求剖析的数据品种比较多，假如选用同步办法，一旦一个终端软件产生反常时，其它终端软件将一起遭到影响。当数据回放时，终端软件与数据库之间选用ADO.NET办法通讯，ADO.NET中最重要的特性是：它们是以断开衔接的办法作业。现在，许多服务构建为衔接一个服务器，检索一些数据，再在客户机上处理这些数据，之后从头衔接服务器，把数据传送回去进行处理，ADO.NET的断开衔接的实质就可以完结这类操作。
3.3 通用解析模块
在通用解析模块中，输入为网络接纳的十六进制字节数组、处理办法、参数、字节类型，输出为经过公式处理的方针数据类型(如int、float、double等)。考虑到后期数据剖析模块的更改或数据剖析办法需求增加的状况，在此模块中选用规划办法——简略工厂办法，运用规划办法使得程序愈加灵敏、简略修正，且易于复用。
通用解析模块选用简略工厂规划办法[8]后的类结构如图3所示。其间，简略工厂类中依据字节标志来决议实例化数据类型的类;实例化类为一个抽象类，其间包括一个虚拟函数Result()，函数实体在详细类中完结;4字节转float类承继实例化类，完结Result()函数的详细行为，将字节数组中其间4个字节转化为浮点型数据输出;同理，4字节转二进制类将字节数据中4个字节转为二进制输出，8字节转double类将字节数组中8个字节转为双精度浮点数输出，8字节转二进制类将字节数组中的8个字节转为二进制数据输出。假如要往数据剖析模块中增加其他数据类型转化办法，只要在底层增加相应的类库，并承继实例化类，一起，在简略工厂规划类中增加字节标志即可。
3.4 实时显现模块
使用面向方针的程序规划[5]概念，将显现模块封装为各个控件容器，其间包括文本控件、曲线控件、外表控件。文本控件以表格办法显现当时时刻的数据状况;曲线控件以曲线办法描绘数据趋势图，含扩大缩小功用;外表控件以更形象化的图形显现各个波道数据，例如表盘、温度计、柱状图、指示灯等。
3.5 数据存储回放模块
数据导出模块的输入为经过数据剖析模块处理完结的数据表，输出为用户所选格局的文件。后期数据处理进程中，不同卫星实验人员选用不同东西，因而，该模块规划导出三种不同格局数据文件，即txt、excel和origin。
4 体系运用
整合上述5个模块，构成通用剖析显现体系，经过读取不同装备文件区别各卫星类型变量。操作首要为翻开主界面、新建子窗体、子窗体中增加各种控件、控件中增加不同变量等，结合模块履行进程如图4所示。
现在，本体系已运用于多个卫星类型中，以某卫星为例，首要依据卫星实验人员供给的变量阐明表装备变量数据类型、排序、公式、参数、解析办法等，装备完结构成一致装备文件;软件读入装备文件;实验人员挑选显现办法如曲线、文本、柱状图等;对应显现办法上挑选需求显现的一个或许多个变量;经过装备文件解析源数据，并将成果数据显现。
5 定论
通用数据剖析显现体系理论上可以支撑绝大部分卫星地上测验剖析显现需求，并支撑多颗卫星一起测验。现在，通用数据剖析显现软件已经在多个卫星类型中实际运用，因其操作简洁、用户界面友爱、运转安稳牢靠而遭到实验人员的广泛好评。不同卫星类型地上测验选用同一显现剖析软件，防止软件规划人员重复开发，节约实验人员了解全新软件时刻，对缩短卫星地上测验研试周期有着重大意义。
参考文献：
[1]张晓清,陈广旭.通用卫星地上测验渠道的规划与完结[J].指挥技能学院学报,2000,11(6):77-81.
[2]庞存辰,程颢,张丹,等.面向GNC分体系地上测验的数据解码软件规划与完结[J].我国制造业信息化,2012,41(11):65-71.
[3]赵琳,翟正军,周健,等.依据装备文件的测验软件结构一体化规划办法[J].测控技能,2011,30(5):94-96.
[4]徐碚,杨学猛.卫星通讯主动监测体系完结技能[J].电信网技能,2003,3(3):25-28.
[5]张保祥,冯玉洁.一种卫星定位组件测验软件的规划与完结[J].现代电子技能,2012,35(4):62-64.
[6]张勇,王堃,王强,王宏安,等.依据实时数据库的卫星测验渠道的规划与完结[J].核算机工程与规划,2009,30(2):335-337.
[7]雷浩然,陈帅.依据MFC的组合导航检测软件快速完结办法[J].核算机运用,2013,33(S1):262-264.
[8]乔凯,沈苏彬.一种网络监测软件的剖析与改善[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2011,31(1):83-89.
本文来源于《电子产品世界》2017年第6期第66页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
