Разработка программного обеспечения для первичной

УДК 521(06) Астрофизика и космофизика
А.А. ДЬЯЧКОВ, А.С. БУСЛОВ, М.В. БЕССОНОВ,
П.А. КАЛМЫКОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ДЛЯ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
ЭКСПЕРИМЕНТА «КОРОНАС-ФОТОН»
В рамках спутникового эксперимента "КОРОНАС-ФОТОН" планируется осуществлять сбор информации с КА ежесуточно в объеме 1 ГБ.
Накопление информации от приборов будет осуществлять Система Сбора
и Регистрации Научной Информации (ССРНИ) в виде кадров размером по
128 Б. Передача на приемную станцию информации ССРНИ, упакованной
в транспортные пакеты БИС-КФ, будет осуществляться по радиолинии на
частоте 8,2 ГГц (по двум радиоканалам одновременно).
Космический аппарат имеет одноосную ориентацию на Солнце, что не
позволяет осуществлять передачу научной информации на приемный
комплекс по узконаправленному радиоканалу (из-за вращения аппарата).
Вследствие этого при приеме на наземном приемном комплексе постоянно изменяется уровень сигнала с каждой передающей антенны. Для
уменьшения потерь целевой информации, прием будет осуществляться
одновременно по двум радиоканалам приемного комплекса ПК-7, с двух
передающих антенн космического аппарата, расположенных с обеих сторон аппарата. Информация в виде двух файлов первичных данных размещается на FTP-сервере НЦ ОМЗ в течение часа после сеанса связи.
Аппаратно-программными средствами ЦЭОНХД ИАФ МИФИ будет
производиться прием первичных данных с FTP-сервера НЦ ОМЗ. Далее,
при помощи программного обеспечения, будет происходить их объединение («сшивка») в один файл.
Первичная обработка данных производится в 3 этапа:
1. Снятие транспортных пакетов БИС-КФ.
2. Выделение кадров ССРНИ с верной контрольной суммой.
3. «Сшивка» – обнаружение недостающих кадров ССРНИ в первом
файле данных и поиск их во втором.
Процедура «Снятие транспортных пакетов» осуществляет чтение данных блоками по 1024 Б (т.е. по 1-му транспортному пакету) и производит
сверку первых 4-х байт с заголовком транспортного пакета. Если заголовок совпадает, то транспортный кадр записывается во временный файл;
если заголовок не совпадает то процедура возвращается на 1024 Б назад в
128
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 9
УДК 521(06) Астрофизика и космофизика
первичном и во временном файлах и начинает производить побайтное
чтение данных в первичном и запись их во временный файл до следующего заголовка транспортного кадра.
Результат процедуры «Снятие транспортных пакетов» (временный
файл) передается в процедуру «Выделение кадров ССРНИ», которая осуществляет чтение данных в файле блоками по 128 Б (т.е. по 1-му кадру
ССРНИ), определяет контрольную сумму первых 127 Б по алгоритму «исключающее или» и сверяет со значением 128 Б. Если контрольная сумма
верна, то данные записываются в файл кадров ССРНИ. Если контрольная
сумма не верна, то в исходном файле производится поиск следующего
заголовка кадра ССРНИ.
После завершения работы процедура передает сформированный файл,
содержащий исключительно кадры ССРНИ с верной контрольной суммой, в процедуру «Сшивка». Кроме того, на выходе процедуры выделения
кадров ССРНИ будет файл содержащий нецелые кадры.
В процедуре «Сшивка» в первую очередь определяется ведущий и ведомый файлы: файл с большим размером – ведущий. Далее процедура
производит чтение по 1-му кадру ССРНИ из ведущего временного файла,
сформированного процедурой выделения кадров ССРНИ, определяет
цифровой источник этого кадра и номер. Если номер текущего на единицу
больше кадра данного цифрового источника, то кадр записывается в итоговый файл, индексируется его номер и номер последнего блока кадров
собственной информации ССРНИ и производится чтение следующего
кадра. Если номер текущего кадра отличается больше чем на единицу от
номера предыдущего кадра данного цифрового источника, то производится поиск и запись необходимых кадров во 2-м файле. Поиск происходит
по следующей схеме: сначала указатель во втором файле перемещается на
место последнего блока собственных данных ССРНИ, из которого был
записан последний кадр данного источника. Затем начинается последовательный перебор и запись необходимых кадров до тех пор пока не встретится кадр данного источника с номером большим чем необходим или
пока не встретится блок собственных данных ССРНИ с номером большим, чем последний прочитанный в первичном файле.
Результатом обработки является файл с целостными кадрами научных
данных, собранными по двум радиоканалам. После формирования этого
файла, данные распаковываются по приборам (цифровым источникам) и
размещаются на FTP-сервере ЦЭОНХД для доступа участников эксперимента.
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 9
129