CCSDS建议在深空通信导航中的应用研究

结合深空通信导航技术的发展趋势,通过分析CCSDS(空间数据系统咨询委员会)的研究领域、应用CCS-DS建议的空间任务,梳理出与深空通信导航相关的CCSDS建议。详细论述了深空任务中射频与调制、带宽频率调制、再生伪码测距以及相对差分单向测距等技术体制的CCSDS建议内容。并重点分析了CCSDS建议对我国深空测控网建设的影响,提出了我国深空测控设备符合CCSDS标准的技术要求。     

编者的话

<正>在成功举办"CCSDS建议在我国领域的研究与应用"首届专题研讨会的基础上,为更深入地开展CCSDS建议在我国航天领域的应用研究,中国宇航学会飞行器测控专业委员会于2012年7月6日在北京召开了"CCSDS建议在我国航天领域的研究与应用"第二届专题研讨会。本届研讨会以"走向深空"为主题,着重就CCSDS建议在深空任务中的应用     

CCSDS建议在深空探测中的应用

对目前已经比较成熟应用在国际深空任务中的各类CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议进行了梳理,分析了CCSDS工作组及兴趣组中正在讨论的与深空任务有关、值得关注的技术发展动向。从深空地面支持设施和任务2个层面分析了CCSDS建议在我国的应用情况,建议进一步提高在我国相关任务中应用CCSDS建议的程度,对交互支持管理业务、CFDP(CCSDS文件传输协议)、GMSK+PN(高斯最小频移键控+伪码)调制、DTN(容延迟网络)等技术开展研究与应用。     

SLE服务在测控设备中的应用研究

针对CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议的SLE(空间链路扩展)服务并不完全适应现有测控设备运行管理体系和数据交互体系的问题,在介绍SLE服务体系和我国航天测控设备运行管理体系的基础上,对测控设备接口关系、SLE业务对现有测控设备的要求以及SLE服务在测控通信领域的发展等方面进行了重点研究,提出了应用SLE服务的测控设备接口方案和相关设备设计要求,并建议逐步在深空站等具备条件的地面站配置和使用自主开发的SLE服务。     

深空测控网信息接口设计及嫦娥三号任务验证

为了对“嫦娥三号”任务以及后续月球与深空探测任务提供测控支持,我国在喀什和佳木斯分别新建了35m和66 m深空测控站,并组成了深空测控网.考虑到新建深空测控网既需要与我国现行航天测控网进行信息交互,又可以为国际上其他国家和组织的月球和深空探测器提供支持,在信息接口设计时充分参考了CCSDS（Consultative Committee for Space Data System,空间数据系统咨询委员会）、ECSS （European Cooperation for Space Standardization,欧洲空间标准化组织）等国际标准.重点介绍了中国深空测控网的信息接口设计,具体接口包括深空测控设备与深空任务中心间接口、深空运行管理中心相关接口以及干涉测量系统相关接口.该接口设计在“嫦娥三号”任务中得到了充分的验证,各类信息传输正确、及时、有效,为任务过程中的决策提供了支持.     

编者的话

随着我国航天事业的快速发展,特别是载人航天和深空探测的大力推进,国际间合作与交互支持的需求更加强烈,对CCSDS建议研究与应用的需求也更加迫切。中国宇航学会飞行器测控专业委员会作为我国测控领域覆盖面最广、最具影响力的学术交流平台,为     

一种CCSDS深空标准的LDPC码高效实现

针对CCSDS(空间数据系统咨询委员会)深空通信标准LDPC(低密度奇偶校验码),为减少定点量化后的译码性能损失,提出了一种改进的译码修正算法。通过分析矩阵结构特点,并引入交错译码结构以及流水结构,设计了一种适合该标准深空通信LDPC码编译码器的高效实现结构。使用此结构,在Xilinx公司的XC5VSX95T芯片上实现了CCSDS深空通信标准的(8 192,4 096)LDPC码,在40次迭代情况下可以达到47m的吞吐率。实践表明:该设计可以灵活地移植应用于其他码率的CCSDS深空通信标准LDPC编译码器设计。     

ARA LDPC码在深空测控通信系统中的应用

介绍了CCSDS推荐的应用于深空通信的低密度校验(LDPC)码,根据码字的原型图对这类累积重复累积(ARA)码的特性进行了讨论。ARA码不仅具有良好的性能,同时其编码复杂度低,译码器具备有效的并行实现结构,此外码字具有很好的系列性。结合我国"嫦娥一号"卫星测控通信系统的设计讨论了LDPC码的应用问题,采用LDPC码能够获得更大的编码增益,在我国深空测控通信系统中具有广阔的应用前景。     

CCSDS在我国航天领域的应用展望

CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议有利于增强测控系统互联互通互支持能力,满足未来航天任务对空间信息高速传输及灵活高效信息调度机制的要求,应当作为我国构建天地一体化信息网络的首选标准。提出了加强顶层设计、循序渐进地推进CCSDS建议在我国实现工程化应用的总体思路,并提出在应用过程中应当注重创新任务操作模式、关注信息安全、深化关键技术研究与验证。     

“CCSDS建议在我国航天领域的研究与应用”专题研讨会征文通知

中国宇航学会飞行器测控专业委员会拟于2011年9月在北京召开＂CCSDS建议在我国航天领域的研究与应用＂专题研讨会。本次研讨会的目的在于：探讨CCSDS建议的发展现状,分析解读关键技术及热点问题,交流研究成果,深入研究和探讨应用CCSDS建议将对我国航天任务产生的影响,     

CCSDS空间数据系统安全体系结构研究

为了解国外航天测控领域信息安全发展状态,借鉴CCSDS(空间数据系统咨询委员会)信息安全工作组成果,在介绍CCSDS空间数据系统安全体系结构的发展背景和基本概念的基础上,对空间数据系统安全体系结构进行深入的分析,总结了CCSDS信息安全体系结构在系统简洁可用、注重天地一体化和多视图设计等方面的特点,指出了该系统在安全技术不全面、安全管理体系不完善和地面系统安全体系缺失等方面的设计不足,并结合我国航天任务信息系统安全体系的建设现状,提出了合理的建议和建设构想。     

CCSDS建议在我国航天领域的研究与应用第三届专题研讨会征文通知

2011年及2012年,由北京跟踪与通信技术研究所主办,中国宇航学会飞行器测控专业委员会在北京连续组织了"CCSDS建议在我国航天领域的研究与应用"第一、二届专题研讨会,每届均有来自国内20余家单位的100多位代表积极参与。该研讨会的成功举办,促进了我国航天器研制方、航天任务用户和空间操作部门在CCSDS领域的沟通与交流,促进了新理念、新思想的孕育,为我国航天事业的发展提供了强有力的智力支持。为在国内建立起长效的CCSDS建议研究和应用交流机制,进一步分享成果,促进合作,推动CCSDS建议在我国航天领域的应用,中国空间科学学会空间探测专业委员会联合中国宇航学会飞行器测控专业委员     

我国航天测控通信系统配置CCSDS SLE业务方案设计

介绍了CCSDS SL正业务的具体内容,提出了在我国航天测控系统中采用CCSDS标准的SLE传输协议实现国际联网的设想,并给出了前向遥控SLE业务的配置方案。     

CCSDS空间数据系统标准的应用及效益

CCSDS关于遥测、遥控的建议正被现有及计划中的空间项目广泛采用。全球范围内,采用了CCSDS建议的在飞或在研项目已超过50个,当前符合CCSDS标准的地面数据系统的基础设施及商业产品的出现更可望推动将来CCSDS标准的应用。但在CCSDS建议尚未存在的领域,根据任务需要还需研制任务专用数据系统部件,导致了费用的增加。因此,CCSDS仍需把工作重点放在端-端数据系统的标准化上。     

NASA测控网请求空间链路扩展业务的接口说明

空间数据系统咨询委员会 (CCSDS)已经为几项空间链路扩展 (SLE)传输业务制定了建议 ,以便航天器的遥测遥控数据在负责为航天器提供通信的地面设施和测控 (TT&C)网之间进行标准的、可互操作的交换。欧空局 (ESA)和美国航空航天局 (NASA)喷气推进实验室 (JPL)的深空网 (DSN)已经实现了这些SLE传输业务。其它航天局正在尝试SLE业务 ,一些任务已经采用了SLE ,JPL已经把SLE作为在可预见的未来中任务设施和DSN之间的标准接口。NASA的空基网 (SN)、地基网 (GN)以及其他国家的航天局正在评估将SLE业务作为支持未来任务的标准…     

我国深空测控设备的发展途径探索

深空测控通信是目前航天测控通信领域中难度最大、技术最尖端的部分,而深空探测将是下世纪继续升温的世界性的航天热点。本文讨论了我国深空探测的必要性,重点从深空测控设备的角度出发,讨论了月球探测中针对ＵＳＢ设备的改造方案以及从长远和发展的眼光出发、针对火星探测的深空测控设备方案和发展方向。     

基于IP over CCSDS的空间通信网络天地一体化研究

为实现构建天地间端到端通信网络一体化,通过分析研究CCSDS建议,明确基于IP over CCSDS的航天测控通信网络天地一体化概念,分析和选择相关的数据交换协议,构建适合多地址航天器接入地面网络的端到端通信网络协议栈模型,并提出基于CCSDS的IP数据报传输方法。     

日本深空测控技术

本文对日本臼田深空测控站进行了详细的介绍,并结合日本深空测控技术发展的经验,对我国深空测控技术的发展提出了建议。     

我国深空探测地面站发射机的发展及展望

随着深空探测任务的发展,对地面站发射机输出功率有了越来越高的要求.在讨论了测控系统地面站发射机的国内外发展现状和应用趋势的基础上,重点分析了未来我国发射机的主要发展方向和趋势,并对其中的关键技术进行了详细描述;提出了我国未来发展深空探测地面站发射机应该开展关键技术、关键元器件或零部件的研究工作,以及一些技术发展方向性的理论研究的建议,为我国深空探测技术的发展提供了参考.     

基于CCSDS标准的航天器上行遥控链路 协议体系与可靠性技术

针对航天测控领域中上行遥控业务的协议体系选择与可靠性设计问题,在对我国现行国军标技术指标要求与现有航天测控系统天地基遥控技术特点进行归纳梳理的基础上,基于空间段信息传输无线链路特点与CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems,空间数据系统咨询委员会)标准规范,研究给出了适用于我国航天测控任务的空间段遥控协议体系与可靠性措施,利用梳理统计方法对上行遥控体制进行了数学建模分析,并与CCSDS给出的应用算例进行了对比分析.分析结果表明,所涉及的上行遥控体制与CCSDS标准规范的工作效能基本相当,能够满足我国航天任务上行遥控任务使用需求.