HY-2衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行控制方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

HY-2本文介紹了海洋二號(hào)〔HY-2〕衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行掌握方案設(shè)計(jì)與實(shí)HY-2C/SB/SHY-2務(wù)運(yùn)行打算制定、分布式的運(yùn)行調(diào)度、集中式的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。%DesignschemeandimplementationforHY-2groundsegmentisintroducedinthispaper.Missioncontrolsubsystemisresponsiblefortaskscheduling,andsystemmonitor,isnervecenterofgroundsegment.MixtureofC/SandB/Sarchitectureisusedforoperationalandcontrolsystem(OCS)byitscharacteristic.MissioncontrolsubsystemofHY-2hasthreetypesofschedulingtask:realtimeschedulingtask,fixedtimeschedulingtask,datareprocessingsched-ulingtask.Inordertoreduceschedulingcomplexity,layeredschedulingmodelisusedbecauseofcomplexityofdataprocessingprocedure.Automaticoperationpatternisused,makingplansinadvance,distributedtaskscheduling,centralizedoperationalsystemstatusmonitor.《中國(guó)工程科學(xué)》【年(卷),期】2023(000)006【總頁(yè)數(shù)】8(P13-20)【關(guān)鍵詞】HY-2蘭友國(guó);林明森;謝春華【作者單位】266100;國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心，北京100081100081【正文語(yǔ)種】中文V4HY-2HY-2HY-2驗(yàn)分系統(tǒng)、業(yè)務(wù)應(yīng)用分系統(tǒng)。其中運(yùn)控通信分系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng)組成，業(yè)務(wù)運(yùn)行掌握子系統(tǒng)〔以下簡(jiǎn)稱OCS〕HY-2依據(jù)任務(wù)要求，OCS程、系統(tǒng)設(shè)備及其運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視與治理。OCS擔(dān)負(fù)的主要功能性和非功能性任務(wù)如下。1〕HY-2Tbus接力時(shí)間計(jì)算；其他站點(diǎn)軌道預(yù)報(bào)。2〕衛(wèi)星工作打算制定任務(wù)。模擬顯示衛(wèi)星運(yùn)行軌跡晨昏線、載荷刈幅掩蓋區(qū)、經(jīng)3～7d荷應(yīng)急治理；激光通信設(shè)備開(kāi)關(guān)機(jī)治理。3〕HY-2〔天線資源掌握〕等因素自動(dòng)生成地面站接收打算；依據(jù)衛(wèi)星工作打算、接收打算和運(yùn)行調(diào)度規(guī)章，生成地面應(yīng)用系統(tǒng)多星業(yè)務(wù)運(yùn)行調(diào)度打算；實(shí)現(xiàn)HY-2HY-2功能；業(yè)務(wù)運(yùn)行人工治理功能。4〕數(shù)據(jù)治理和信息分發(fā)任務(wù)。實(shí)現(xiàn)與其他分系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和文件數(shù)據(jù)傳輸；建〔日、周、月、季、年〕自動(dòng)生成業(yè)務(wù)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表并入庫(kù)與打印輸出；向接收、預(yù)處理與通信軟件等分發(fā)軌道根數(shù)報(bào)與時(shí)間表；以Web關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息。5〕系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和報(bào)警任務(wù)。系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)圖形化分層監(jiān)視和報(bào)警；系掩蓋區(qū)，動(dòng)態(tài)模擬演示衛(wèi)星飛行過(guò)程。6〕處理流程和接口仿真任務(wù)。地面站、通信、預(yù)處理、處理、存檔接口功能仿真；遙感數(shù)據(jù)處理流程仿真；聯(lián)調(diào)測(cè)試用例生成。軟件使用要求。作為一個(gè)完整的系統(tǒng)，應(yīng)供給統(tǒng)一的界面設(shè)計(jì)風(fēng)格，供給唯一的系統(tǒng)治理和操作入口。依據(jù)任務(wù)要求和特點(diǎn)，OCSC/S〔Piping&Filter〕[1B/S互獨(dú)立起來(lái)，分別由不同的資源代碼實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用懇求/Client發(fā)送數(shù)據(jù)處理懇求并將返回的數(shù)據(jù)處理結(jié)果按業(yè)務(wù)應(yīng)用懇求的要求發(fā)給Client端。這種框架的好處是：實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)安全的完全自治，各類(lèi)模塊相互獨(dú)立，功能單一，可擴(kuò)展性好，便于系統(tǒng)治理，易于實(shí)現(xiàn)Internet/Intranet應(yīng)用。OCSC/SB/S發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)。C/S方式有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)操作力量、事務(wù)處理力量和豐富客戶端表現(xiàn)力量；B/SB/S數(shù)據(jù)治理中間件。OCS體系構(gòu)造設(shè)計(jì)思路是：首先將OCS從整體上分為兩部分，即客戶軟件和效勞器軟件；效勞器軟件依據(jù)功能的不同劃分為業(yè)務(wù)層效勞器軟件和數(shù)據(jù)層效勞器軟件，效勞器軟件的各部件之間通過(guò)管道/過(guò)濾器方式〔在〕實(shí)時(shí)交換信息；客戶軟件則依據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)源的不同分為實(shí)C/SB/SOCS1。HY-2用系統(tǒng)集中統(tǒng)一的人機(jī)監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)設(shè)備及其運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視與治理。23。作業(yè)調(diào)度流sockft運(yùn)控通信分系統(tǒng)工作流程如下：接收西安衛(wèi)星測(cè)控中心的遙測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)展處理；并上行注入衛(wèi)星；依據(jù)衛(wèi)星工作打算，地面站接收條件約束生成三站接收時(shí)間表；依據(jù)三站接收時(shí)間表生成運(yùn)行調(diào)度打算；依據(jù)運(yùn)行調(diào)度打算和時(shí)間約束條件向分系統(tǒng)發(fā)出調(diào)度指令，并接收各分系統(tǒng)上報(bào)的調(diào)度處理狀態(tài)消息；對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)流程和關(guān)L0每天業(yè)務(wù)運(yùn)行完成后，對(duì)業(yè)務(wù)信息進(jìn)展分析統(tǒng)計(jì)，生成業(yè)務(wù)運(yùn)行日?qǐng)?bào)表；通過(guò)WebOCSOCSOCS/或管理的系統(tǒng)接口包括：OCSGS〔地面接收站〕接口、OCSDPP〔預(yù)處理子系統(tǒng)〕接口、OCSDCS〔通信子系統(tǒng)〕接口、OCSTCS〔測(cè)控子系統(tǒng)〕接口、OCSPODS〔周密定軌分系統(tǒng)〕接口、OCSDPS〔處理分系統(tǒng)〕接口、OCSPADS〔存檔與分發(fā)分系統(tǒng)〕接口、OCSCVS〔定標(biāo)子系統(tǒng)〕接口、OCS人機(jī)交互接口。OCSGS、DPP、DCS、TCS、PODS、DPS、PADS、CVS/子系統(tǒng)之OCS/百兆網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體；OCSTCSOCS進(jìn)展準(zhǔn)時(shí)、高效的集中監(jiān)控和治理。OCS4。1OCSXML〔對(duì)應(yīng)需求說(shuō)明〕、接口設(shè)備特性說(shuō)明〔對(duì)〕和接口數(shù)據(jù)構(gòu)造說(shuō)明〔對(duì)應(yīng)具體設(shè)計(jì)〕幾個(gè)層次，隨著軟件由粗到精有關(guān)的源程序引用。標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)章如下。假設(shè)首字符用大寫(xiě)字母Z，代表軟件公用子程序接口—公用函數(shù)(Publicfunction)。其后各字符〔大小寫(xiě)字母、數(shù)字不限〕用于公用函數(shù)實(shí)例本身的命名。具體命名規(guī)則見(jiàn)接口表填寫(xiě)指南。I，代表軟件設(shè)備/數(shù)據(jù)接口(interface)。其后的兩個(gè)字符也用大寫(xiě)字母代表接口類(lèi)型，并商定如下。CN(CoNstant)：常數(shù)類(lèi)；DB〔database〕：數(shù)據(jù)庫(kù)表類(lèi)；EP〔executeparameter〕：執(zhí)行參數(shù)類(lèi)；FL(FiLe)：文件類(lèi)；JD〔jobdescription〕：應(yīng)用系統(tǒng)作業(yè)描述類(lèi)；MS(MeSsage)：消息類(lèi)；OC(operatorcommand)：操作員接口類(lèi)；PD(processdescription)：進(jìn)程描述類(lèi)；SG(SiGnal)：信號(hào)類(lèi)；SK(SocKet)：SocketSM(sharememorysection)：共享內(nèi)存段類(lèi)；SP(SemPhore)：信號(hào)量類(lèi)；DP(Dis-Play)：屏幕顯示類(lèi)；HD(HDLCHDLC〔大小寫(xiě)字母、數(shù)字不限〕用于各類(lèi)接口實(shí)例本身的命名。99.9%；業(yè)務(wù)99.7100ms；衛(wèi)星位1km；系統(tǒng)在運(yùn)行期間，針對(duì)任何一個(gè)重要操作，都30s24h。因此，無(wú)論是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)還是軟件系統(tǒng)都必需具有較高的牢靠性和故障后快速〔20min〕恢復(fù)的力量。一180min〔從數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行谋P(pán)陣算起〕；3h調(diào)度策略對(duì)一個(gè)運(yùn)行掌握系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要，由于它直接影響業(yè)務(wù)流程安排和故障處理。HY-2地面應(yīng)用系統(tǒng)OCS調(diào)度任務(wù)包括：實(shí)時(shí)調(diào)度任務(wù)、定時(shí)調(diào)度任務(wù)、OCS的層次模型提出分層調(diào)度模型，主調(diào)度負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)大流程進(jìn)展調(diào)度，調(diào)5。1)實(shí)時(shí)調(diào)度任務(wù)。OCS動(dòng)和狀態(tài)消息驅(qū)動(dòng)兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。OCS生成調(diào)度時(shí)間表，調(diào)度時(shí)間表中約束了各類(lèi)產(chǎn)品生成步驟及前后約束關(guān)系。OCS運(yùn)控分系統(tǒng)以實(shí)時(shí)調(diào)度進(jìn)程、實(shí)時(shí)作業(yè)流程跟蹤進(jìn)程和各分系統(tǒng)調(diào)度代理的多級(jí)調(diào)度方式實(shí)現(xiàn)對(duì)地面應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)度。實(shí)時(shí)作業(yè)調(diào)度進(jìn)程以帶參數(shù)的形式啟動(dòng)作業(yè)流程跟蹤進(jìn)程，作業(yè)流程跟蹤以帶參數(shù)的調(diào)度命令方式通知調(diào)度代理或直接以統(tǒng)調(diào)度代理收集各分系統(tǒng)上報(bào)作業(yè)運(yùn)行狀態(tài)消息和產(chǎn)品生成狀態(tài)消息；OCS各分系統(tǒng)上報(bào)狀態(tài)消息做出調(diào)度決策。一級(jí)〔或幾級(jí)〕產(chǎn)品的處理，由人工確定故障對(duì)策。定時(shí)調(diào)度任務(wù)。HY-2定時(shí)調(diào)度器獨(dú)立于實(shí)時(shí)作業(yè)調(diào)度器。3〕超時(shí)策略。當(dāng)某作業(yè)步在其預(yù)定的超時(shí)范圍內(nèi)由于沒(méi)有接到分系統(tǒng)上報(bào)狀態(tài)消生成的產(chǎn)品進(jìn)展存檔。4〕作業(yè)回放策略在實(shí)時(shí)作業(yè)的執(zhí)行過(guò)程中接收、傳輸、預(yù)處理、處理、存檔分系能是接收作業(yè)步。OCSOCS_SOCS_C置分項(xiàng)又可按功能內(nèi)聚的原則被分解為假設(shè)干個(gè)程序級(jí)部件。OCSOCS_SCSC6。OCS：實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)運(yùn)行掌握應(yīng)用軟件。軟件配置項(xiàng)〔CSCI〕。OCS_S：效勞器軟件分布式配置分項(xiàng)。OCS_C：客戶機(jī)軟件分布式配置分項(xiàng)。程序〔CSC〕。OFP：軌道預(yù)報(bào)處理程序；OPS：地面應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行打算、調(diào)度程序；MCS：業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控信息采集和效勞程序；DCS：數(shù)據(jù)通信程序；DMS：數(shù)據(jù)治理程序；RCM：效勞器運(yùn)行配置治理程序；Client：CS程序；Web：WebOCSOCS器端程序部署一對(duì)雙機(jī)熱備的效勞器上，任意一臺(tái)效勞器宕機(jī)，另外一臺(tái)效勞器能7。硬件配置項(xiàng)〔HWCI〕。OCH_S_0A：OCSAOCH_S_0B：OCSBOCH_C_01〔HMTerminal_MsgCtl〕：OCSOCH_C_02〔HMTerminal_MsgMon〕：OCSOCH_C_03〔HMTerminal_FstView〕：OCSOCH_C_04〔HMTerminal_MsgCfg〕：OCS計(jì)算機(jī)軟件配置項(xiàng)〔CSCI〕。OCS_S：OCSOCS_C：OCS程序〔CSC〕。OFP：軌道預(yù)報(bào)處理程序；PMS：業(yè)務(wù)運(yùn)行打算、調(diào)度程序；MCS：業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控信息采集和效勞程序；DCS：數(shù)據(jù)通信程序；DMS：數(shù)據(jù)治理程序；RCM：效勞器運(yùn)行配置治理程序。公用操作包：ZZ：OCS定；分布式的打算運(yùn)行調(diào)度；集中式的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。HY-2OCS/作為執(zhí)行衛(wèi)星跟蹤、數(shù)據(jù)接收/傳輸任務(wù)的依據(jù)；在執(zhí)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收/存貯任務(wù)期OCSOCS；OCS公布自動(dòng)或手動(dòng)的調(diào)度命令，掌握各分系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運(yùn)行。OCS業(yè)務(wù)運(yùn)行人機(jī)交互承受基