CCSDS建议书产生的历史背景及其与IRIG、ESA标准的关系

文摘:随着空间技术进入大量应用阶段,空间技术进入商业化,产生了三种空间数据交换标准,CCSDS建议书即是其中之一。本文简介CCSDS建议书的产生背景,它与IRIG、ESA两标准的特点和关系。CCSDS建议书主要用于无人和载人航天器即常规空间数据系统和高等在轨系统。它着眼于在轨商业运行,其今后应用将是大量的长期的。但它不能取代IRIG标准,IRIG标准也不会消亡。而ESA标准终将为CCSDS建议书所取代。     

CCSDS高级在轨系统及在我国航天器中的应用

CCSDS(空间数据系统咨询委员会)1989年发布了"高级在轨系统,网络与数据链路:结构说明"建议书,高级在轨系统(AOS)为空间数据系统信息交换与处理提供了极大的方便,同时向下兼容常规空间数据业务。中国科学院空间科学与应用研究中心自1993年开始进行AOS的应用研究,先后在载人飞船有效载荷数管系统、实践五号卫星、863遥科学通用平台以及计划于2003年发射的探测一号、探测二号卫星上采用了CCSDS AOS数据标准。本文将简要介绍CCSDS、AOS标准以及在实践五号卫星、神舟飞船、遥科学通用平台和探测一号、探测二号卫星工应用AOS的情况与经验。     

向国际宇航CCSDS标准靠拢的探讨

1983年开始形成以空间站为对象的CCSDS标准,1987年正式以建议书的形式公布。它包括分包遥测、遥控、信道编码、无线电测距和轨道数据等正式建议书。本文介绍其产生的历史背景。贯彻CCSDS标准引起的主要变化是信息网模式的变动和遥测标准变化。现在,已有相当多的国家参加了CCSDS标准化组织,我国应向CCSDS标准靠拢,本文认为这在技术上是可能的,作者对此提出了建议。     

CCSDS遥测信道编码标准简介

介绍CCSDS 131.0-B-2:2011《空间数据和信息传输系统——遥测同步和信道编码》和CCSDS 131.4-M-1:2011《空间数据和信息传输系统——遥测信道编码专用标准》的主要内容,并与我国相关标准内容进行了较细致地对比分析,提出我国采标的可能性.     

CCSDS建议的再生伪码测距性能分析

CCSDS(国际空间数据系统咨询委员会)于2009年3月发布了伪码测距的蓝皮书,规定了再生伪码测距的技术要求。我国正在研制的深空应答机和深空站测控设备要求具备再生伪码测距功能,同时为了实现国际联网,伪码测距系统需满足CCSDS建议的要求。为给我国深空测控设备伪码测距系统的研制提供设计依据,通过分析伪码特性和伪码捕获跟踪方法,推导得到伪码测距的捕获性能和跟踪性能。分析得到的性能与CCSDS建议书一致,可作为我国深空应答机和深空站测控设备伪码测距系统设计的参考。     

CCSDS标准在军用航天任务中的应用

空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准已经在民用航天任务中得到广泛应用,然而对其是否也同时适用于军用航天任务,仍存在着许多的疑虑和争论。文章通过对军用航天任务采用CCSDS标准现状的调研,分析了其实现途径和可行性,提出了在军用航天任务中采用CCSDS标准的措施和建议。     

CCSDS空间网络业务领域工作现状

正1982年,世界上几个主要航天机构共同成立了空间数据系统咨询委员会(CCSDS),旨在通过建立统一的空间通信和数据处理标准,提升航天项目的互操作性和交互支持水平、降低项目研发风险和成本以及缩短项目研发周期。CCSDS目前包括11个国家成员组织、30个观察员组织和99个联络员组织。C C S D S目前包括航天器在轨接口业务     

航天器空间数据链路标准简析

空间数据链路协议是建立统一技术体制,促进航天机构合作,实现航天信息高效共享和充分利用的有效手段,因此研究并构建清晰合理的空间数据链路标准体系具有重大的现实意义。国外标准化组织构建了较为成熟的空间数据链路标准体系并编制了相关标准协议,文章介绍CCSDS （空间数据系统咨询委员会）、 ECSS （欧洲空间标准化合作组织）标准架构及标准内容,按照应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层的不同层次,简要介绍国外的空间数据链路协议标准,并对我国开展空间数据链路标准的研究提出相关建议。     

CCSDS遥测遥控空间数据系统通信协议及其应用

文章首先回顾了空间数据系统咨询委员会 (CCSDS)当前的遥测、遥控和高级在轨系统 (AOS)建议的结构 ,然后讨论了CCSDS重新构造的空间数据系统建议的结构 ,分析了重构建议的主要特点以及和先前建议体系的不同之处 ,详细介绍了空间包协议和空间数据链路协议。最后 ,举出重构建议与其它协议在端 -端的空间数据系统中运用的两例     

NASA和ESA的空间系统维修性/维修技术研究

本文对维修性／维修工程技术在NASA和ESA的发展做了简要回顾，并从人的因素对空间系统的影响、承制方负责全寿命周期保障、改进的RCM方法、RMA信息的标准化、仿真技术、在轨维修等几个方面对NASA和ESA在维修性／维修工程领域的理论、技术，以及NASA和ESA在这些方面实施维修性／维修工程的情况作了介绍和分析，其中对改进的RCM方法作了详细的介绍。     

CCSDS遥测遥控空间数据系统通信协议及其应用

文章首先回顾了空间数据系统咨询委员会(CCSDS)当前的遥测、遥控和高级在轨系统(AOS)建议的结构，然后讨论了CCSDS重新构造的空间数据系统建议的结构，分析了重构建议的主要特点以及和先前建议体系的不同之处，详细介绍了空间包协议和空间数据链路协议。最后，举出重构建议与其它协议在端-端的空间数据系统中运用的两例。     

CCSDS在遥感图像压缩中的应用研究

针对空间光学遥感数据特点,设计适合于星载光学遥感器数据压缩的算法目前仍然是一个研究热点。CCSDS压缩是适合于空间光学遥感数据压缩的最新标准。该标准由空间数据系统咨询委员会于2005年推出,从空间数据特点出发,可以有效解决数据压缩的问题。另外,利用该压缩标准可以更好的跟CCSDS的其他标准兼容。文章针对该压缩标准进行研究,对算法的实现过程进行了分析,并将该算法的实验结果跟其它的压缩算法做了比较,结果表明,该算法压缩效果与JPEG2000相当,但算法复杂度较低,易于硬件实现,符合星载压缩的实时处理要求。     

天地一体化互联网络中航天器网关的设计及实现

当前空间通信的发展趋势是空间通信网与地面通信网融合,建立天地一体化互联网络的信息传输系统。针对空间数据系统咨询委员会(CCSDS)推荐的基于CCSDS空间链路承载网际协议业务(IP over CCSDS)网关协议转换技术,文章提出一种实现天地一体化互联网络的航天器网关的设计思路,即通过研制航天器网关实现IP协议与CCSDS高级在轨系统(AOS)空间数据链路协议的相互转换,并对服务质量(QoS)保证方法进行了设计。针对航天器网络搭建了测试系统平台,并对高清图像、高质量话音、计算机数据和遥测数据等网络数据的传输进行了测试,测试中通过航天器网关进行传输的所有网络数据包均无丢帧现象发生,文章提出的IP over CCSDS网关可用于构建天地一体化互联网络。     

一种用于近地轨道航天器的天地网络一体化方案

当前空间通信的发展趋势是空间通信网与地面通信网融合,建立天地一体化的信息传输系统。针对航天器内部网段设计和CCSDS空间链路承载网际协议业务(IP over CCSDS)的协议转换技术开展研究,提出一种适用于近地轨道航天器的天地网络一体化方案,并通过研制航天器网关实现了网际协议(IP协议)与空间数据系统咨询委员会高级在轨系统(CCSDS AOS)空间数据链路协议的相互转换,并对服务质量(Qo S)保证方法进行了设计,试验结果表明,文章提出的方案可用于构建天地一体化互联网络。     

CCSDS标准Reed-Solomon码编码参数的研究

Reed-Solomon码是具有很强纠错能力的线性分组码,广泛应用于各种通信系统中。对CCSDS标准Reed-Solomon码的主要特点进行了研究,通过使用自反码生成多项式和对偶基表示法使编码器中的常数乘法器个数减少一半,并且降低编码器的实现复杂度,而代价是译码器复杂度大大增加。在分析了近年出现的低复杂度比特并行有限域乘法算法以及FPGA技术发展之影响的基础上,考虑到降低译码器的复杂度可以达到空间通信系统整体性能的优化之目的,并且有利于今后空间通信系统与地面通信系统的融合,给出了修订空间数据系统咨询委员会（CCSDS）标准关于Reed-Solomon码编码参数的建议,提出在CCSDS标准的数据传输系统中可以允许使用多项式基表示域元素。     

国外大型复杂系统全寿命周期模型与系统工程过程应用综述

对国际标准ISO/IEC 15288、NASA、ESA、Do D的全寿命周期模型进行了介绍,分析了NASA、ESA、Do D在大型复杂系统全寿命周期中应用系统工程过程的方法、主要任务和输出,总结了不同机构全寿命周期模型和系统工程过程的特点,为我国航天系统全寿命周期理论方法的研究和工程应用提供参考。     

CCSDS组织标准化工作综述

分析并研究空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的组织结构及其运作情况,介绍CCSDS的文件体系及其形成轨迹,对文件的管理流程进行了综述。     

CCSDS和SC13国际会议及有关情况综述

介绍了 2 0 0 0年CCSDS和ISO/TC2 0 /SC13的例行秋季会议的概况 ,综述了几年来跟踪CCSDS和SC13空间数据系统国际标准化的主要收获、体会 ,介绍了CCSDS和SC13发布的标准化文件 ,并对我国航天标准化相关领域的工作提出了建议     

基于SOIS的星载平台软件架构设计探索

为适应星上信息处理发展需要,文章探索新的星载平台软件架构设计。新架构设计参考了空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的航天器在轨接口业务(SOIS)建议书中的信息处理流程,汲取其把应用软件和信息处理软件分离的思想,并结合有线和无线总线在软件外部接口应用的选择。此架构接口统一,可适应多目标多变量的发展需求,信息处理软件可支持大容量数据存储和传输,使应用软件可获取更丰富的信息,有利于提升卫星自主管理能力和在轨操作能力。     

一种星载数据管理系统软件复用方案

通过对几个航天器型号软件需求和设计进行比较研究，分析了导致软件变化、复用率低的原因并给出了解决办法。应用空问数据系统咨询委员会（CCSDS）的航天器星上接口服务（SOIS）以及欧空局（ESA）的包应用服务（PUS）标准，提出了一种星栽数据管理系统的软件复用方案。