專利名稱：針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于空間遙感相機的研制領域，涉及一種空間相機的地面檢測設備，特別涉及一種針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置。
背景技術：
空間遙感相機是常見的衛星有效載荷，主要完成航天對地遙感成像、成像數據獲取與實時處理以及圖像數據的傳輸等實質性任務，同時實現與衛星平臺之間的通訊、在軌自檢與星上定標等功能。空間相機是集光、機、電、熱等技術于一體的龐大系統，面對復雜多變的空間環境，必須保證相機在發射后能在規定的服役時間內完成指定的遙感任務。這就迫使研究人員不得不在地面發射前利用地面檢測設備對其進行周密嚴謹的檢測，盡可能模擬空間環境和各種故障模式，期望設計最高可靠度的衛星載荷。地面檢測設備具有很強的專用性，針對不同的空間相機可能需要設計不同的檢測設備。盡管如此，地面檢測設備要完成的最終任務可以說是相同的，即要檢驗空間相機功能的完備性和可靠性。地面檢測設備可以逐個系統、逐個單元、逐個模塊進行檢測試驗，也可以直接針對整個相機載荷進行檢測。近年來很多文獻研究都體現了航天工作者對地面檢測方面的重視，主要圍繞某些載荷系統進行功能性檢測。地面檢測的依據是空間相機的研制任務書和一系列與衛星平臺的接口協議等文件。地面檢測設備的主要功能是模擬衛星數管計算機與空間相機之間的所有數據通訊，包括仿真各種控制指令參數、相機工作參數、相機熱控系統參數等。這項任務由運行在上位機的地面檢測軟件來實現。軟件的首要功能是設置相機的具體工作參數，細致到每一個探測器及其成像通道的參數。軟件必須控制相機按照正確的順序進行上下電操作和攝像操作，否則相機會由于操作順序的顛倒而產生意外的響應甚至因此而損壞，釀成空間相機的研制事故。因此，空間相機的研制過程都難免存在著不確定的加工瑕疵、隨機性故障、潛在功能性隱患以及人為疏失等威脅相機安全的因素，常常令工程研究人員無所適從，焦頭爛額。 而與之伴隨的地面檢測便成了非常重要的檢驗環節，相應的地面檢測設備也就成了空間相機重要的安全保障性裝置。空間相機作為非常重要的衛星載荷，其研制過程的質量控制必須落實到每一個操作人員的每一次操作上。因此，地檢軟件應當可以記錄地檢設備所有的按鍵操作、指令發送和返回參數的事件，使任何操作都備案可查，便于事后分析和解決問題。這樣不僅使研制人員更加謹慎，而且從質量管理的角度來看，符合質量的過程控制規范。由于地面檢測設備直接與空間相機相連，空間相機會對地面檢測設備的每一個操作產生響應，有些操作是事先約定的，有些操作則可能是超出約定。不論什么操作都需要相關的工程研究人員來實施。因此有必要對地面檢測設備的操作權限進行約束，即通過特定的權限核查裝置來限制不懂操作的人員接觸地面檢測設備。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種具有屏蔽異常操作功能的針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置。為了解決上述技術問題，本發明的針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置包括計算機，按鍵采集模塊；所述按鍵采集模塊接收地檢設備的按鍵指令信息并對其進行編碼， 然后將按鍵指令碼通過串口送給計算機；計算機編輯工作指令和參數并對其進行編碼，得到工作指令碼及參數指令碼，然后將工作指令碼、參數指令碼或按鍵采集模塊傳送的按鍵指令碼與預先根據相機正確的操作順序設定的編輯指令碼進行比對；若指令符合相機的正確操作順序，則將該指令發送給相機；若不符合相機的正確操作順序則不發送該指令。本發明將工作指令碼、參數指令碼和按鍵采集模塊傳送的按鍵指令碼與預先根據相機正確的操作順序設定的編輯指令碼進行比對，對操作順序的正確性進行判斷，屏蔽可能的異常誤操作，能夠防范研制人員的人為失誤給相機造成的損害，使所有地面檢測操作處于可控狀態，提高了空間相機操作的安全性。所述的計算機在工作指令、參數指令或按鍵指令不符合相機的正確操作順序時給出指令異常提示信息。本發明的針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置還包括通過USB接口與計算機連接的讀卡器；所述讀卡器讀取持卡人IC卡信息后通過USB接口傳輸線傳送給計算機； 計算機將接收到的IC卡信息與預先存儲的操作員IC卡信息庫進行查找核對；若核對該IC 卡為授權卡，則再將持卡人輸入的密碼與預先存儲的操作員密碼信息進行查找核對，若密碼正確則允許持卡人進入地面檢測設備；若核對該IC卡不具備權限，則限制持卡人進入地面檢測設備。所述的計算機還可以記錄存檔所有進入地面檢測設備的持卡人代碼、工作指令、 參數指令、按鍵指令和相應的指令執行情況。空間相機的研制過程中離不開地面檢測設備的支持，不僅需要地面檢測設備時常對空間相機進行功能和性能檢測，在相機交付使用前還需要利用地面檢測設備對空間相機的工作模式參數進行標定。本發明結合空間相機研制工程實際，對其研制過程中必不可少的地面檢測提出了一種安全保障性裝置，旨在保證空間相機在地面檢測過程中的安全性。 本發明在硬件上采用一種IC讀卡器實現對相關研制人員進行地面檢測操作權限的審核， 之后對通過權限操控相機的人員的所有操作都以文件形式記錄下來，并會對任何操作的正確性進行判斷，屏蔽可能的異常誤操作，有效地保護了空間相機的安全。本發明能夠防范研制人員的人為失誤給相機造成的損害，使所有地面檢測操作處于可控狀態。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。圖1為本發明的針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置結構框圖示意圖。圖2為地面檢測安全保障性裝置工作流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明的針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置包括計算機，按鍵采集模塊，讀卡器；所述讀卡器通過USB接口與計算機連接，地檢設備的按鍵與按鍵采集模塊的I/O 口連接，按鍵采集模塊通過串口與計算機連接。讀卡器讀取持卡人IC卡信息后通過USB接口傳輸線傳送給計算機；計算機將接收到的IC卡信息與預先存儲的操作員IC卡信息庫進行查找核對；若核對該IC卡為授權卡， 則再將持卡人輸入的密碼與預先存儲的操作員密碼信息進行查找核對，若密碼正確則允許持卡人進入地面檢測設備；若核對該IC卡不具備權限，則限制持卡人接觸地面檢測設備。通過卡信息判讀符合權限的檢測人員，可實施針對空間相機的地面檢測操作，這些操作一部分是來自按鍵采集模塊通過計算機串口發送來的指令，另一部分是計算機軟件界面內可編輯的工作指令和參數。按鍵采集模塊接收地面檢測設備的按鍵指令信息并對其進行編碼，得到按鍵指令碼，然后將按鍵指令碼通過串口送給計算機；計算機編輯工作指令和參數并對其進行編碼，得到工作指令碼及參數指令碼。計算機內預先存儲根據相機正確的操作順序設定的編輯指令碼Μ” M2、M3、……、 Mn ；計算機向相機發送的操作指令碼N1、隊、N3、……、NS包括按鍵指令碼、工作指令碼和參數指令碼；計算機首先將操作指令碼N1與編輯指令碼M1進行比對；若比對結果為合法指令， 則計算機將該操作指令發送給相機，然后再將操作指令碼隊與編輯指令碼M2進行比對；若比對結果為非法指令，則計算機屏蔽此操作并給出操作異常提示信息，然后再將操作指令碼N2與編輯指令碼M1進行比對；依此類推。為了在地面檢測設備上實現操作權限的約束審核，結合研制單位人員編制的實際情況，本發明采用了基于USB接口的讀卡裝置對代表研制人員身份的IC卡進行識別審核。如圖2所示，研究人員首先啟動地面檢測設備的計算機，之后打開地面檢測軟件， 這時會彈出一個窗口要求持卡人將身份IC卡放入讀卡器，讀卡器讀取卡的信息后通過USB 接口傳輸線傳送給計算機操作系統。這時地面檢測軟件會及時捕獲計算機系統接收到的卡信息，并與軟件預先存儲的操作員IC卡信息庫進行查找核對。若核對為授權卡，則直接可在窗口輸入人員密碼以防止盜取權限，否則軟件報錯提示該卡不具備權限，從而退出地面檢測軟件。由于地面檢測設備直接與空間相機相連，空間相機會對任何地面檢測設備的操作產生響應，有些操作是事先約定的，有些操作則可能是超出約定。不論什么操作都需要相關的工程研究人員來實施。因此有必要對地面檢測設備的操作權限進行約束，通過特定的權限核查裝置來限制不懂操作的人員接觸地面檢測設備。在持卡人卡權限解禁之前，地面檢測設備軟件的所有操作按鈕都是灰色不可點擊的。地面檢測設備的操控是通過研制人員實施的，常人難免操作失誤，比如在常用的 “加電”、“斷電”等操作按鈕上。另外，衛星注入的操作指令很多是必須按照規定的順序發出，并且是不可逆的。因此有必要在軟件設計中增加“指令互鎖”功能，保證在失當操作時地檢設備能屏蔽誤操作，以保護更加重要的空間相機。對通過權限能夠操作檢測設備的人員進行記錄，其進入地面檢測設備后所實施的任何操作(包括誤操作)都及時記錄，最終輸出記錄文件，由工程研制質量師不定期讀出檢查。通過權限能夠操作檢測設備的人員在實施地面檢測操作時，仍然有可能出現人為疏失，因此有必要設置異常操作的屏蔽與報警功能。
通過卡信息判讀符合權限的檢測人員可實施針對空間相機的地面檢測操作。這些操作一部分是來自按鍵采集模塊通過計算機串口發送來的指令，另一部分是計算機軟件界面內可編輯的工作指令和參數。所有的指令或參數都須經過軟件內部已經設定的操作指令比對，當比對結果為合法指令時，反饋給軟件進而將指令發送給空間相機；反之當比對結果為異常操作時，反饋給軟件不執行操作指令。然而，在此過程中不可避免地會出現人為疏失，因此地面檢測軟件應具有屏蔽異常操作的功能。例如，在相機加電攝像狀態，允許“相機停止攝像”，但不允許“相機CCD下電”，軟件會對后者進行屏蔽，對不符合常規的相機操作不作出響應，同時給出恰當的提醒與警示。例如操作人員編輯相機參數1，計算機將該參數編碼為操作指令碼N1 ；計算機將操作指令碼N1與編輯指令碼M1進行比對，比對結果為合法指令，向相機發送該參數1 ；操作人員編輯相機參數2，計算機將該參數編碼為操作指令碼N2 ；計算機將操作指令碼N2與編輯指令碼M2進行比對，比對結果為合法指令，向相機發送該參數2 ；操作人員按“相機加電1 ”，按鍵采集模塊將該按鍵指令編碼為操作指令碼N3,并將其通過串口傳送到計算機；計算機將操作指令碼N3與編輯指令碼M3進行比對，比對結果為合法指令，向相機發送該按鍵指令；操作人員編輯工作指令“相機開始攝像”，計算機將該指令編碼為操作指令碼N4 ；計算機將操作指令碼N4與編輯指令碼M4進行比對，比對結果為合法指令，則向相機發送該工作指令；操作人員按“相機斷電1”，按鍵采集模塊將該按鍵指令編碼為操作指令碼N5,并將其通過串口傳送到計算機；計算機將操作指令碼N5與編輯指令碼M5進行比對，比對結果為非法指令，屏蔽該按鍵指令并給出異常提示信息；操作人員編輯工作指令“相機停止攝像”，計算機將該指令編碼為操作指令碼N6;計算機將操作指令碼N6與編輯指令碼M5進行比對，比對結果為合法指令，則向相機發送該工作指令。地面檢測軟件對所有的操作檢查后，開始執行正確的操作，而屏蔽不執行錯誤的操作。與此同時，軟件能對所有的操作(包括誤操作)和相應的執行情況，還有屏蔽的報錯提示消息都進行記錄存檔，最終輸出記錄文件，我們定義該記錄文件為*. eor文件，在地面檢測軟件生成后不能修改和刪除。這樣，從質量管理的角度來講，可以實現對空間相機操作的可靠性過程控制，在一定程度上保證了相機在地面檢測過程中的安全性。
權利要求
1.一種針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置，其特征在于包括計算機，按鍵采集模塊；所述按鍵采集模塊接收地檢設備的按鍵指令信息并對其進行編碼，然后將按鍵指令碼通過串口送給計算機；計算機編輯工作指令和參數并對其進行編碼，得到工作指令碼及參數指令碼，然后將工作指令碼、參數指令碼或按鍵采集模塊傳送的按鍵指令碼與預先根據相機正確的操作順序設定的編輯指令碼進行比對；若指令符合相機的正確操作順序，則將該指令發送給相機；若不符合相機的正確操作順序則不發送該指令。
2.根據權利要求1所述的針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置，其特征在于所述的計算機在工作指令、參數指令或按鍵指令不符合相機的正確操作順序時給出指令異常提 /J^fn 息。
3.根據權利要求1所述的針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置，其特征在于還包括通過USB接口與計算機連接的讀卡器；所述讀卡器讀取持卡人IC卡信息后通過USB接口傳輸線傳送給計算機；計算機將接收到的IC卡信息與預先存儲的操作員IC卡信息庫進行查找核對；若核對該IC卡為授權卡，則再將持卡人輸入的密碼與預先存儲的操作員密碼信息進行查找核對，若密碼正確則允許持卡人進入地面檢測設備；若核對該IC卡不具備權限，則限制持卡人進入地面檢測設備。
4.根據權利要求3所述的針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置，其特征在于所述的計算機還可以記錄存檔所有進入地面檢測設備的持卡人代碼、工作指令、參數指令、按鍵指令和相應的指令執行情況。
全文摘要
本發明涉及一種針對空間相機的地面檢測安全保障性裝置，該裝置的按鍵采集模塊接收地檢設備的按鍵指令信息并對其進行編碼，然后將按鍵指令碼通過串口送給計算機；計算機編輯工作指令和參數并對其進行編碼，得到工作指令碼及參數指令碼，然后將工作指令碼、參數指令碼或按鍵采集模塊傳送的按鍵指令碼與預先根據相機正確的操作順序設定的編輯指令碼進行比對；若指令符合相機的正確操作順序，則將該指令發送給相機；若不符合相機的正確操作順序則不執行該指令。本發明能夠對相機操作順序的正確性進行判斷，屏蔽可能的異常誤操作，能夠防范研制人員的人為失誤給相機造成的損害，使所有地面檢測操作處于可控狀態，提高了空間相機操作的安全性。
文檔編號G01C25/00GK102353386SQ201110157970
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者任建岳, 王文華 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所