AOS自适应帧长传输算法研究

以自适应帧长传输的高级在轨系统(AOS)为对象,从提高系统吞吐量出发,对包信道复用、虚拟信道(VC)复用及帧同步技术进行研究并提出相关的算法。包信道和VC复用算法可有效解决传统固定长度帧的生成与传输问题,降低复用时延,提高复用效率;帧同步算法则解决已有算法受帧长度标识误码影响较严重的问题,提升帧同步性能和数据处理可靠性。在分析、推导并仿真各算法性能公式和参数的基础上,对系统吞吐量性能进行仿真比较。结果表明,新算法能够很好地适应AOS自适应帧长系统,保证系统高吞吐量性能。     

CCSDS建议在某新型航天器测控中的应用

CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议的AOS(高级在轨系统)数据传输机制和TM(遥测)信道编码,较好地满足了某新型航天器遥测功能服务于多数据源、信号格式采用帧结构以及链路采用高性能信道编码的要求。某新型航天器测控采用AOS建议的插入业务和位流业务专用虚拟信道分别解决了多个不同特征数据源的遥测数据等时传输问题;采用CCSDS建议的传送帧结构满足了非相干测量功能对下行信号的要求;同时参考CCSDS遥测同步和信道编码建议中Turbo码的码型设计和码块同步方法,完成了下行链路高性能信道编码设计。     

测控数据的软件定义方法

测控数据是测控系统测控任务的基础，测控数据的软件定义是测控软件设计和实现的重要步骤。本文对测控数据帧格式和帧字段种类进行分类，而后对各类测控数据帧格式和帧字段提出软件定义方法，最后给出两个典型测控数据的定义实例加以说明。本文讨论的内容对于进行正确合理的测控软件设计有重要的指导意义。     

测控信息传输可靠性保障方法研究

随着IP（互联网协议）在测控领域的广泛应用,丢包、时延等IP网络特性对测控信息传输的可靠性提出了挑战。针对遥/外测、引导及上行控制类数据在信息传输各个环节的技术特点,本文深入研究了各类测控数据的信息传输模型及工作流程,提出了适用于不同场景的可靠性保障方法,并通过数学仿真进行了计算分析。仿真结果表明,队列中断选切策略可有效保障遥/外测及引导类信息的可靠传输,N判M模式下的上行控制类信息传输可靠性优于N选1模式。     

船岸网络时延测量误差原因分析

简单介绍了测量船船岸通信网络组成,重点介绍了NTP（网络时间协议）和PTP（精密时间协议）这2种网络时间同步协议。针对改建后的船岸网络时延测量误差进行分析和研究,提出基于TWSTFT（卫星双向时间频率传输）技术模型的网络时延测量方法,测量结果误差小于3ms,满足测控任务实时性要求,为提高测控网的测控精度提供有益参考。     

AFDX总线网络数据传输分析

对AFDX总线进行了系统性介绍，其中包括AFDX总线虚拟链路的配置和调度及总线的冗余管理，对总线时延及时间抖动进行了分析，对总线中的数据原语类型、数据结构及消息帧结构进行了研究，在此基础上对AFDX总线上数据的传输进行了详细的分析，总结了民用客机综合航电系统采用AFDX总线的可行性。     

VMIC实时网络在导弹半实物仿真中的应用

实时通信技术和同步算法是半实物仿真系统的关键技术。本文针对某型导弹半实物仿真系统强实时性的设计需求,选择VMIC反射内存卡来搭建仿真系统通信网络平台。采用基于VMIC虚拟共享内存软件中间件的设计方法,提出服务器、客户机和监听机3种工作模式,完成了整个实时网络通信程序的开发,解决了实时通信和时钟同步问题。平台仿真结果表明,该半实物仿真系统具有很好的实时性,仿真周期内没有出现数据错帧和丢帧现象,保证了系统数据通信的同步,对导弹武器系统研制具有重要的应用价值。     

基于虚拟无线电技术的航天测控系统设计

为了适应未来航天测控系统的发展趋势,提出了VRTCS（虚拟无线电测控系统）硬件平台和软件系统的基本结构。以通用高性能计算机作为系统的硬件平台,采用分层结构模型设计系统体系结构,使得航天测控系统具备更好的通用性和灵活性。阐述了VRTCS的基本概念和总体结构,对系统各组成部分的功能、组成和用途进行了分析;对测控系统中构件进行分层设计,开发原型软件实现测控系统的核心应用;以统一载波测控系统为模型,通过测控信号接入试验,验证了VRTCS的可行性。     

基于高级在轨系统的测控数传一体化方案

针对测控与数据传输信道一体化的需求,采用AOS(Advanced Orbiting System,高级在轨系统)空间链路层的等时业务,设计了一种测控数传信道一体化方案,可在上下行信道采用非相干信息帧同时传输测量信息及高速载荷数据.该方案设计了2种工作模式,模式一在上下行信道同时使用AOS传输帧,双向数据传输速率最高3 Mbit/s,测距精度优于2 m;模式二上行信道使用遥控扩频帧,可进行多站测距,抗多址干扰能力不低于15 dB,抗单频干扰能力不低于23 dB,下行信道使用AOS传输帧,最高数据传输速率3 Mbit/s,测距精度优于1 m.     

基于时钟偏斜的DIMA系统通信调度方法

针对分布式集成的DIMA网络系统提出一种基于时钟偏斜的时间触发通信调度方法。该方法在考虑时钟同步误差和时钟漂移造成的时钟偏斜情况下,对时间触发消息流传输路径相邻上下级联设备的调度窗口进行紧密排布,在时钟偏斜误差范围内实现了时间触发消息的无冲突传输。案例表明,该调度算法实现的消息传输时延与消息最小传输时延一致,保障了时间触发消息端到端传输的确定性;即使考虑时钟偏斜影响,采用该算法所带来的传输延时误差不超过5μs,具有接近消息最好传输延时的保障能力。     

基于局域网的分布式实时处理系统在航天测控领域中的应用研究

对TCP／IP网络技术及异步串行通信技术在航天测控领域中的应用进行了研究分析，并结合实际应用，介绍一个基于局域网的分布式实时系统软件的实现，介绍了该系统实现时钟同步、系统状态监视和多机调度、数据通信、扩充应用程序接口以及系统配置的情况。该软件的数据通信部分，可根据用户所填信息帧的信息路由码，实现用户信息在整个局域网的自动传输。实践证明，该方法正确可靠，使用方便，实时性强。     

软件无线电技术在测控系统中的应用研究

本文引出了软件无线电测控技术的概念，初步提出了软件无线电技术在航天测控领域的应用和总体方案，并对其关键技术进行了分析。     

控制器故障下的软件定义机载网络数据平面迁移策略

软件定义网络（SDN）为突破机载网络功能僵化所造成的瓶颈提供了新的契机。针对软件定义机载网络控制域内控制节点故障问题,提出一种基于时延和负载均衡的传输节点迁移策略,将故障控制节点所管控数据平面中的传输节点迁移至其他正常控制节点,恢复网络的正常管控。以迁移时延和负载均衡率为目标,建立迁移优化模型,提出基于时延和负载均衡的传输节点迁移算法,指导数据平面中的迁移动作,最终对两个性能目标进行综合权衡。实验结果表明,与距离就近迁移（DCM）策略和分布式逐跳（DHA）策略相比,所提策略在迁移时延和负载均衡率2个方面进行了合适的折中,避免出现迁移时延过大或控制节点负载失衡的情况,有效解决机载网络故障恢复问题。     

机载网络数据的采集及同步传输

主要介绍了机载局域网数据采集遵循的协议、方法和时间同步问题,提出了解决局域网内网络数据采集、数据包结构和数据的时间同步问题的思路,探讨了不同数据包之间数据融合的方法,并给出了网络数据包的编排规则和同步传输的性能指数。     

中继卫星Ka频段支持飞船再入返回通信可行性分析

针对黑障导致测控通信中断这一飞船再入返回需解决的技术难题,根据再入等离子体鞘套影响无线电信号传输的机理和国外飞行试验数据,分析了通过提高通信频率和合理设计天线安装位置解决黑障效应的可行性。结果表明:在现有条件下,利用我国中继卫星系统的工作频率高、数据传输率高和覆盖范围大特点,采用上述技术可以显著降低甚至消除黑障对无线电信号造成的衰减,保障飞船返回的基本测控通信需求。     

飞行仿真系统网络传输与同步技术

网络通信是分布环境下飞行仿真系统需要解决的关键技术,包括网络传输量和时钟同步等。网络传输量方面,采用DR模型降低了网络数据更新频率,减少了数据通信量,并采用数据封包、解包的方法降低了网络频繁调用带来的时间损耗;时钟同步方面,采用了硬件同步电路和软件高性能时钟相结合的时钟同步方案,确保了飞行仿真系统时间推进的严格同步。在此基础上,构建了基于适配器模式的、支持多协议的通信引擎网络中间件,将顶层应用和底层通信进行有效隔离,降低了应用层开发量,加快了系统集成效率,在多型飞机模拟器中得到了应用。     

我国航天测控通信网的展望

一、前言航天测控通信网由通信传输手段、时统系统、数据传输系统和调度指挥系统四部分组成,是一个相对独立的测控勤务保障系统。该网的特点是专业面广、涉及台站多、通信基线长以及可靠性高等。随着我国对外开放、航天事业进入国际市场,对本网提出了更高的要求。我国航天测控通信网的任务是:为各发射场区、各跟踪测控台站、海上测量船的测控设备提供标准时间、标准频率信号,并使它们保持同步;完成测控网内各种数据的实时可靠传输;保障任务过程中的统一调度指挥和测控业务协调通信。     

靶场测控设备软件质量保障新模式研究

针对靶场测控设备软件运行不稳定、软件中隐含许多问题的现状,研究适合于其开发、维护的新的质量保障模式,提出了软件巡回测试的方法;分析了造成软件问题的原因是研制单位软件研制能力不足、过程管理不规范;研究了软件巡回测试的特点、条件和方法。实践证明,巡回测试是提高测控设备软件健壮性和可靠性的有效方法,周期性的软件巡回测试是一个发现和解决测控设备软件问题的有效质量保障模式。     

无人机视频图像与测控数据同步记录与回放系统

无人机越来越多地应用于侦察领域,其侦察情报主要来自于测控数据与视频图像。传统的视频图像与遥测测控数据的记录普遍采用独立记录方式,数据同步性低,严重影响事后情报生成的准确性,为此提出了无人机视频图像与测控数据同步记录与回放系统。试验结果表明,系统回放时保持了系统输入顺序和时间基准,准确地还原了飞行时视频图像与测控数据同步状态。     

测控中的星载计算机快速切换

针对低轨卫星长期管理与测控中的星载计算机所需要的切换、维护的测控时间相对较长的问题,在分析原有主、备星载计算机的时间比对方法的基础上,直接针对备机建立新的时间同步模型,并进行公式推导和理论误差分析;然后建立新的测控事件调度模型,实现时间同步数据与主备机一致性数据的同时注入,优化工作流程,并有效缩短测控时间;最后编写新的遥控作业,在测控中进行实践.应用结果表明,采用新方法可以在一个测控圈次内完成在轨星载计算机的切换与维护,MTTR(Mean Time To Repair,平均恢复时间)小于8 min,时间同步精度优于1 ms,所需测控圈次相对于原方法减少83％以上,适用于在轨卫星长期管理与测控.