一种多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法

摘要

本发明公开了一种多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法，所述方法包括如下步骤：(1)得到惯组诸元信息；(2)对惯组诸元信息的存储格式采用浮点数转换算法转换为能够存储的惯组诸元信息；(3)对历史诸元信息和飞行诸元信息采用查表法进行CRC校验计算得到校验后的惯组诸元信息；(4)将校验后的惯组诸元信息烧写操作到非易失存储区；(5)分别针对惯组诸元信息中诸元有效标志、存储诸元组数和诸元系数进行校验判别。本发明针对诸元信息在存储时进行有效编排，惯组正常工作时对诸元信息提取校验，提高惯组使用诸元信息的有效性，同时针对不同平台诸元系数数据存储格式差异，进行数据高精度转换，实现各平台产品间诸元系数格式的归一化处理。

说明书

技术领域

本发明属于多平台通用的惯组技术领域，尤其涉及一种多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法。

背景技术

以激光陀螺为核心的激光陀螺惯性测量组件是目前最常用的高精度惯性测量仪器。激光惯组精度受到自身各种误差因素的影响,需要定期进行标定，并将标定的零偏、刻度因素、安装误差等诸元信息固化到惯组计算机板中。惯组工作时，从程序或计算机板中的非易失存储区中提取诸元信息用于脉冲补偿、自标定及自瞄准等功能。

由于诸元信息直接影响惯组的运行状态与输出精度，发生异常时惯组将无法正常工作。为保证激光惯组工作的可靠性，在惯组使用前对诸元信息进行固化，惯组正常上电后提取诸元信息进行校验使用，调研的已知方式有以下两种。

方式一：将诸元信息直接写入惯组计算机板应用程序中。该方式有以下缺点：

(1)针对每套产品诸元信息存在差异，导致每套惯组固化的应用软件不同，软件状态难以受控；

(2)由于产品仪表随时间影响系数会发生变化，所以更改诸元信息时需重新固化应用软件，产品软件状态会发生改变，可靠性差；

(3)针对新型的三自惯组诸元信息会在自标定流程时进行更新，该方法难以适用。

方式二：将诸元信息固化在非易失存储区的某一扇区中，惯组工作时提取诸元信息进行校验。该方式有以下缺点：

(1)诸元信息固化于非易失存储区中的单一扇区，针对固化流程或工作流程中可能发生的异常情况，会导致该扇区中诸元信息损坏，诸元信息无法被正常使用；

(2)惯组工作时提取诸元信息进行校验时只采用一个校验和，校验和异常改变时惯组信息将会校验失败，无法被正常使用；

(3)该方法多应用于存储一组诸元信息，针对新型的三自惯组，诸元信息包含多组诸元信息，该方法将飞行诸元和历史诸元存放于同一扇区中存储，可靠性差。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法，针对诸元信息在存储时进行有效编排，惯组正常工作时对诸元信息提取校验，提高惯组使用诸元信息的有效性，同时针对不同平台诸元系数数据存储格式差异，进行数据高精度转换，实现各平台产品间诸元系数格式的归一化处理。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法，所述方法包括如下步骤：(1)得到惯组诸元信息，其中，惯组诸元信息包括诸元有效标志、存储诸元组数、惯组编号、历史诸元信息和飞行诸元信息；(2)对惯组诸元信息的存储格式采用浮点数转换算法转换为能够存储的惯组诸元信息；(3)对能够存储的惯组诸元信息中的历史诸元信息和飞行诸元信息采用查表法进行CRC校验计算得到校验后的惯组诸元信息；(4)将校验后的惯组诸元信息烧写操作到非易失存储区；(5)惯组正常工作时从非易失存储区对应扇区提取诸元信息，分别针对惯组诸元信息中诸元有效标志、存储诸元组数和诸元系数进行校验判别。

上述多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法中，在步骤(1)中，历史诸元信息包括多组历史诸元系数及对应每组历史诸元系数的CRC值；飞行诸元信息包括多组飞行诸元系数及对应每组飞行诸元系数的CRC值。

上述多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法中，在步骤(2)中，浮点数转换算法包括如下步骤：

(21)将被转换的数据按各标准数据类型转换为二进制码；

(22)提取二进制码中的符号位、指数位和小数位；

(23)判断二进制码中的符号位、指数位和小数位是否是同标准数据格式下的数据转换；

(24)如果二进制码中的符号位、指数位和小数位是同标准数据格式下的数据转换，则将符号位、指数位和小数位作对应转换，将指数位中的特殊值进行特殊处理，按照各标准数据类型将处理后的二进制码反算成浮点数；

(25)如果二进制码中的符号位、指数位和小数位不是同标准数据格式下的数据转换，则将符号位、指数位和小数位作对应转换，将指数位中的特殊值进行特殊处理，将符号位、指数位和小数位按照新标准数据格式进行整合得到整合后的二进制，按照各标准数据类型将整合后的二进制码反算成浮点数。

上述多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法中，在步骤(4)中，将历史诸元信息和飞行诸元信息分扇区存储，并分别进行双冗余或三冗余存储，对非易失存储区进行诸元信息烧写操作，对应扇区擦除后，将诸元信息按长度写入扇区，每次操作时完成一个扇区的擦写操作再执行下一个扇区的擦写流程。

上述多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法中，在步骤(5)中，诸元有效标志校验判别包括：将提取到的三个有效标志两两进行比较，若至少有两个有效标志值相同，则将该值作为基准，若该值表示数据有效，则校验通过，进行存储诸元组数校验；若三个有效标志都不相同或三取二值表示无效，则校验不通过，置相应故障码进行故障反馈。

上述多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法中，在步骤(5)中，存储诸元组数校验判别包括：将存储诸元组数与预设值对比，若相等则校验通过，进行诸元系数校验；若不相等则校验不通过，置相应故障码进行故障反馈。

上述多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法中，在步骤(5)中，诸元系数校验判别包括：按诸元系数长度从非易失存储区地址提取一组诸元系数进行CRC计算，得到校验值DATACRC；并按照非易失存储区地址偏移提取该组诸元系数存储的三个CRC值进行三取二比较，若至少有两个CRC值相同，则将该值作为基准与DATACRC进行比较，若二者相同则校验通过，若存储的三个CRC都不相同或三取二值与DATACRC不相同，则校验不通过，对诸元系数校验错误计数值进行累加。

上述多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法中，还包括如下步骤：对存放历史诸元信息的第一个非易失存储扇区按照存储诸元组数依次对每组历史诸元信息进行CRC校验，全部校验完成后，若诸元系数校验错误计数值为0，则认为该扇区诸元信息校验通过，惯组工作时使用该扇区作为有效历史诸元扇区；若诸元系数校验错误计数值不为0，则认为该扇区诸元信息校验不通过，继续对历史诸元信息冗余扇区诸元信息进行校验。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明通过对惯组诸元信息进行存储设计，存储信息量更多，针对各平台诸元信息不同存储格式进行浮点数转换，通用性更强；

(2)本发明在惯组诸元信息存储时采用冗余存储操作，并将飞行诸元信息和历史诸元信息分区存储，提高了诸元信息存储的可靠性；

(3)本发明在惯组诸元信息校验时对有效标志和CRC校验值等关键信息进行三取二操作，针对每一组诸元进行提取校验，全部校验通过才判断诸元信息有效，提高了诸元信息校验的可靠性和准确性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例提供的诸元信息可靠性存储流程图；

图2是本发明实施例提供的诸元信息可靠性校验流程图；

图3是本发明实施例提供的多位浮点数向少位浮点数转换示意图；

图4是本发明实施例提供的少位浮点数向多位浮点数转换示意图；

图5是本发明实施例提供的IEEE754标准向TMS320标准数转换示意图；

图6是本发明实施例提供的多平台高精度浮点数转换方法数据转换流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明实施例提供的诸元信息可靠性存储流程图；图2是本发明实施例提供的诸元信息可靠性校验流程图。如图1和图2所示，该多平台通用的惯组诸元可靠性存储及校验方法包括如下步骤：(1)得到惯组诸元信息，其中，惯组诸元信息包括诸元有效标志、存储诸元组数、惯组编号、历史诸元信息和飞行诸元信息；(2)对惯组诸元信息的存储格式采用浮点数转换算法转换为能够存储的惯组诸元信息；(3)对能够存储的惯组诸元信息中的历史诸元信息和飞行诸元信息采用查表法进行CRC校验计算得到校验后的惯组诸元信息；(4)将校验后的惯组诸元信息烧写操作到非易失存储区；(5)惯组正常工作时从非易失存储区对应扇区提取诸元信息，分别针对惯组诸元信息中诸元有效标志、存储诸元组数和诸元系数进行校验判别。

具体的，(1)根据需求对惯组诸元信息进行存储设计，惯组诸元信息内容包括诸元有效标志、存储诸元组数、惯组编号、历史诸元系数(包括历史诸元系数及对应每组系数的CRC值)和飞行诸元系数(包括飞行诸元系数及对应每组系数的CRC值)，在存储设计时可将诸元有效标志、存储诸元组数、惯组编号与历史诸元系数、飞行诸元系数分扇区存储；

(2)根据各平台诸元信息存储格式不同采用浮点数转换算法转换；

(3)惯组诸元信息存储数据格式转换完成后进行诸元存储操作，对历史诸元系数和飞行诸元系数中每组诸元信息进行CRC计算，每组CRC值存储三份，记为CRC1，CRC2，CRC3，对应存储在每组诸元之后；

(4)将历史诸元信息和飞行诸元信息分扇区存储，并分别进行双冗余或三冗余存储，对非易失存储区进行诸元信息烧写操作，对应扇区擦除后，将诸元信息按长度写入扇区，每次操作时完成一个扇区的擦写操作再执行下一个扇区的擦写流程；

(5)惯组正常工作时从非易失存储区对应扇区提取诸元信息，首先对诸元信息中有效标志和存储诸元组数进行判别，其中对有效标志进行三取二操作，判别通过后，每次按长度提取一组诸元信息进行CRC计算，得到校验值DATACRC；并提取该组系数存储的三个CRC值进行三取二操作，将DATACRC与其进行比较确定校验是否通过；

(6)按照存储诸元组数依次对每组诸元进行CRC校验，若全部通过，则认为该扇区数据有效，可以从该扇区提取诸元信息参与惯组各项功能流程；若存在一组诸元信息校验不通过，则认为该扇区数据异常，继续对其它冗余扇区诸元信息进行校验；

(7)首先对历史诸元冗余存储扇区进行校验，然后对飞行诸元冗余存储扇区进行校验，若校验通过，从有效飞行诸元存储扇区提取诸元信息参与惯组各项功能流程；有效历史诸元扇区作为惯组自标定操作时新产生诸元信息的存放扇区。在正常流程中，有效历史诸元存储扇区中最新一组诸元信息应与有效飞行诸元存储扇区中的诸元信息相同。

(8)若历史诸元冗余存储扇区或飞行诸元冗余存储扇区中诸元信息校验都不通过，则认为存储诸元信息异常，置位相应故障码进行故障反馈。

(1)根据需求对惯组诸元信息进行存储设计，惯组诸元信息包括诸元有效标志、存储诸元组数、惯组编号、历史诸元信息(包括历史诸元系数及对应每组系数的CRC值)和飞行诸元信息(包括飞行诸元系数及对应每组系数的CRC值)；同时对诸元信息在非易失存储区的存放进行编排，将惯组诸元信息与产品应用软件分别存放于不同非易失存储扇区中，基于本方法设计的非易失存储区空间分配表如表1所示：

表1非易失存储区空间分配表

(2)由于各平台惯组诸元信息存储数据格式存在差异，所以在惯组诸元信息存储时需根据各平台诸元信息存储格式不同进行存储数据格式转换，本方法采用一种多平台通用的浮点数转换方法。该方法通过对数据进行分解提取后将数据在要求标准下符号位、指数位和小数位对应转换的数据转换方法。在对浮点数的转换过程中需要将浮点数转换为二进制码，以IEEE754标准为例，转换流程如下：

根据浮点数数值正负，得到符号位数值；

先把浮点数分别把整数部分和小数部分通过除2取余转换成2进制；

将转换成二进制的浮点数，即把小数点移动到整数位只有1，得到指数值，然后进行移码运算，得到阶码，即为指数位数值，将小数点后的数据提取，即为小数位数值；

将符号位、指数位和小数位数组按照数据标准格式整合，得到浮点数对应的二进制码。

数据由二进制码向浮点数转换是浮点数向二进制码转换的逆过程，通过对二进制码中的符号位、指数位和小数位处理计算，得到转换后的浮点数数值，转换过程中要注意对特殊值进行区别处理。

得到转换后的二进制码后，需将不同标准及不同数据要求下数据的符号位、指数位和小数位对应处理。相同标准下不同位数数据转换主要对指数位和小数位进行转换处理。

以IEEE754标准为例，对于小数位，由于不同位数的数据类型小数位占用位数不同，则当多位浮点数格式向少位浮点数转换时，从小数点位高位开始截取少位浮点数小数位位数的数据作为少位浮点数的小数位；而指数位在多位浮点数格式向少位浮点数转换过程中需根据多位浮点数与少位浮点数指数位数的差值进行运算处理，此外还应对指数位全为0和全为1的情况进行特殊处理。多位浮点数向少位浮点数转换示意图如图3所示。

少位浮点数格式向多位浮点数的转换是多位浮点数格式向少位浮点数的逆过程：对于小数位，则将少位浮点数的小数位全部提取赋值到多位浮点数小数位的高位，然后根据高位浮点数小数位的位数对未赋值的小数位低位补0；对于指数位，需在转换过程中根据多位浮点数与少位浮点数指数位数的差值进行运算处理，此外也应对指数位全为0和全为1的情况进行特殊处理。少位浮点数向高位浮点数转换示意图如图4所示。

不同标准下数据二进制码中符号位、指数位和小数位的分布存在区别，在转换过程中需要进行对应处理，处理过程中需注意不同标准数据格式特殊值处理方式不同，得到转换后的符号位、指数位和小数位后，按照需要转换的数据格式进行二进制码组合，得到新标准数据格式下的数据，IEEE754标准向TMS320标准数转换示意图如图5所示。

基于上述描述，本方法采用的多平台高精度浮点数转换方法数据的转换流程如图6所示，因该方法在数据转换时针对浮点数对应的二进制码中的指数位、小数位做相应转换，所以只会因高位浮点数向少位浮点数转换时因指数位、小数位位数减少而不可避免的丢失精度，其它过程中不会损失数据精度。

(3)惯组诸元信息存储数据格式转换完成后进行诸元存储操作，在历史诸元系数和飞行诸元系数存储时对每组诸元系数进行CRC计算，每组CRC值存储三份，第一组历史诸元系数对应第一组历史诸元系数CRC1，第一组历史诸元系数CRC2，第一组历史诸元系数CRC3；第二组历史诸元系数对应第一组历史诸元系数CRC1，第二组历史诸元系数CRC2，第二组历史诸元系数CRC3，依此类推。本发明使用查表法进行CRC校验计算，具体计算步骤为：

1、将需要计算CRC的数据转换为8位无符号数据格式的数组；

2、按照数组中8位无符号数据个数从数组中第一个数据开始，每次取两个8位数据依次迭代进行计算；

3、首先将CRC值右移8位，以8位二进制的形式暂存crc的高8位；然后再将CRC左移8位，相当于CRC的第八位乘以2的8次方；

4、使用CRC高8位和两个数据中第二个8位数据相加后再查表求CRC，再加上以前的CRC，得到当前CRC值；

5、重复步骤3内容，然后使用CRC高8位和两个数据中第一个8位数据相加后再查表求CRC，再加上以前的CRC，得到本次计算的CRC值；

6、从数组中依次再取两个8位数据进行计算，直至数组中数据全部完成计算，得到最终的CRC校验值。

(4)进行非易失存储区的诸元信息烧写操作，首先将全部中断关闭，将对应扇区擦除后，将诸元信息按长度写入扇区，每次操作时完成一个扇区的擦写操作再执行下一个扇区的擦写流程，将历史诸元信息和飞行诸元信息固化完成后再进行诸元有效标志、存储诸元组数、惯组编号的烧写操作；

(5)惯组正常工作时从非易失存储区对应扇区提取诸元信息，分别针对诸元信息中诸元有效标志、存储诸元组数和诸元系数进行校验判别，具体操作如下：

1、诸元有效标志校验：将提取到的三个有效标志两两进行比较，若至少有两个有效标志值相同，则将该值作为基准，若该值表示数据有效，则校验通过，进行存储诸元组数校验。若三个有效标志都不相同或三取二值表示无效，则校验不通过，置相应故障码进行故障反馈；

2、存储诸元组数校验：将存储诸元组数与需求值(总体要求)对比，若相等则校验通过，进行诸元系数校验；若不相等则校验不通过，置相应故障码进行故障反馈；

3、诸元系数校验：按诸元系数长度从非易失存储区地址提取一组诸元系数进行CRC计算，得到校验值DATACRC；并按照非易失存储区地址偏移提取该组系数存储的三个CRC值进行三取二比较，若至少有两个CRC值相同，则将该值作为基准与DATACRC进行比较，若二者相同则校验通过，若存储的三个CRC都不相同或三取二值与DATACRC不相同，则校验不通过，对诸元系数校验错误计数值进行累加；

(6)对存放历史诸元信息的第一个非易失存储扇区(B7)按照存储诸元组数依次对每组诸元进行CRC校验，全部校验完成后，若诸元系数校验错误计数值为0，则认为该扇区诸元信息校验通过，惯组工作时使用该扇区作为有效历史诸元扇区；若诸元系数校验错误计数值不为0，则认为该扇区诸元信息校验不通过，继续对历史诸元信息冗余扇区(B8、B9)诸元信息进行校验。

(7)本发明首先对历史诸元信息存储扇区进行校验，然后对飞行诸元信息存储扇区进行校验，首先对存放飞行诸元信息的第一个非易失存储扇区(B10)进行CRC校验，由于飞行诸元信息每个非易失存储扇区只保存一组飞行诸元系数，若校验通过，则使用该组诸元系数参与惯组各项功能流程；若该扇区诸元信息校验不通过，则继续对飞行诸元信息冗余扇区(B11、B12)诸元信息进行校验(在正常流程中，历史诸元信息存储扇区中第一组诸元系数应与飞行诸元信息存储扇区中的飞行诸元系数相同。在具有自标定功能的惯组在执行自标定功能时计算得到新的有效诸元系数时，将更新为校验通过的历史诸元信息存储扇区中的第一组历史诸元系数和飞行诸元信息存储扇区中的飞行诸元系数)。

(8)若非易失存储区中历史诸元信息存储扇区(B7-B9)或飞行诸元信息存储扇区(B10-B12)中诸元信息校验全部不通过，则认为存储诸元信息异常，置位相应故障码进行故障反馈。

本发明通过对惯组诸元信息进行存储设计，存储信息量更多，针对各平台诸元信息不同存储格式进行浮点数转换，通用性更强；本发明在惯组诸元信息存储时采用冗余存储操作，并将飞行诸元信息和历史诸元信息分区存储，提高了诸元信息存储的可靠性；本发明在惯组诸元信息校验时对有效标志和CRC校验值等关键信息进行三取二操作，针对每一组诸元进行提取校验，全部校验通过才判断诸元信息有效，提高了诸元信息校验的可靠性和准确性。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。