空间数据系统参考体系架构的通信视角

<正>空间数据系统主要由空间段系统、地面段系统、通信链路等部分组成,航天器内部设备之间、航天器之间、航天器与地面系统之间通过通信链路实现互联,并通过地面网络进行扩展,实现空间数据采集、传输、存储、处理和利用,支持空间任务的实现。参考体系架构是一种基于模型的工程方法,该方法采用一组概念和规则,对系统的组成结构、语义行为及各要素之间的关系做出规定,用于在系统设计过程中对系统进行抽象描述。空间数据系统是由多个部分组成的复杂系统,难以从单一视角、采用单一架构对其进行全面描述。     

基于CCSDS RASDS信息对象建模方法的数据注入工具设计

为了解决航天工程中,信息数据格式不易修改,机构间接口协调过程复杂,跨任务难以继承使用等问题,参照空间数据系统咨询委员会(CCSDS)空间数据系统参考体系架构(RASDS)中的信息对象建模方法,以数据注入指令设计为例,开发了工具链软件。工具链基于可扩展标记语言的遥测遥控信息交换(XTCE)标准,结合具体应用场景,对指令设计需求到具体数据文件转换过程中涉及的工具进行了划分,提出了生成遥控数据对象模型的方法。按照该方法设计的工具软件实现了抽象信息对象到数据模型的转换,有序自动生成模板文件,进行了验证。结果表明：RASDS从抽象数据结构到数据模型,再到具体数据对象的描述和转化方法是可行的,可以用于指导各种信息对象和数据对象的规范化设计和工具设计。     

美国航空航天局无人太空任务架构框架基本原理

<正>2021年3月,美国航空航天局(NASA)发布了NHB 1005《无人太空任务架构框架手册》。该手册提供了背景信息、程序和实例,以及将太空任务架构框架(SMAF)应用于无人太空任务的技术和方案指南。SMAF确定了利益相关方和参与者的关注点,将它们与跨学科的角度(视角)联系起来。SMAF的结构符合NASA的运行模式,确定并满足任务利益相关方的期望和关注。视角代表了参与项目的各个组织和利益相关方的主要关注点和利益,规定了包含产品的视图,这些产品捕获了定义任务架构和满足利益相关方需求所需的详细信息。     

一种航天器综合电子系统业务及协议体系架构设计

对航天器综合电子系统的通用功能需求进行分析,设计了基于空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准和欧洲空间标准化合作组织(ECSS)标准的综合电子系统业务及协议体系架构。体系架构包含应用层、应用支持层、传送层和亚网层,可通过各层的业务及协议组合实现系统功能。从标准业务及协议的选择过程、业务及协议体系架构设计、解决的关键技术问题等方面进行详细阐述。该体系架构可为航天器的智能化和网络化提供技术支撑,实现器载接口及协议的标准化,促进航天器设备和软件的通用化,并为航天器提供更为灵活、强大的功能。     

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。     

航天测控雷达标准开放系统架构研究

传统航天测控雷达采用封闭/半封闭的系统架构,系统功能和设备架构紧耦合,导致雷达改造升级实施难、拓展提高潜力小、维修保障工作繁。参考标准开放式体系架构的思想,对航天测控雷达进行功能域分解,形成航天测控雷达标准开放系统的软硬件架构,设计界面清晰、定义明确、层级合理的航天测控雷达系统功能视图。通过航天测控雷达标准开放系统架构研究,可缩短研制周期、降低维护费用,便于功能扩展。     

天基信息网络系统标准体系构建研究

天基信息网络系统是由携带各类有效载荷的航天器以及相应的运行控制系统与应用系统构成的综合网络系统,提供各类天基信息服务。为提升系统内部及其与各地面系统间的互连、互通和互操作性,从系统视图、服务视图、运行视图和技术视图等4个维度进行技术分析,在此基础上构建天基信息网络系统标准体系,并提出标准演示验证方案,以验证天基信息网络系统标准体系设计的正确性。     

质量体系的发展（中^1）

质量体系发展的第二阶段是全面质量管理(TQM)阶段，以ISO9000体系为代表；代表人物是Feigunbaum及Crosby。TQM的理念是“充分满足顾客需求”。(ISO9000质量管理体系八项原则的第一条：“以顾客为关注焦点”，在这个前提下，使相关方受益)。内涵是产品／服务质量。在架构方面建立了ISO9000体系。运作规范是产品系统工程，其主要内容为需求牵引，(产品)系统工程(运作)、预防为主、一次成功。(6仃活动的思想源自“零缺陷”，即“一次成功”)。业绩标准及评测主要是顾客满意、与产品需求的符合性。推动系统的运作的动力增加了人本哲学的Y理论。系统改进组织增加了QCC(质量管理小组)；改进程序PDCA及其发展DMAIC。工具增加了优化试验(包括试验设计及田口方法)；统计方法(例如：老七种工具……)；非统计方法(新七种工具……)等等。     

空间数据系统参考体系架构的信息视角

<正>客观世界需要描述的信息无穷无尽、千差万别,信息对象和数据对象的设计与其专业领域、应用过程和场景密切相关。电子数据单(EDS)是信息对象和数据对象的数据描述载体,可以用于物理对象的信息仿真(如产品模型数据交互规范(STEP)标准族),用于变换器、传感器即插即用(如IEEE1451智能传感器协议标准族),用于互联网中异构系统和终端之间的信息交互(如超文本标记语言(HTML)对网页信息的描述和解析)等,因此电子数据单技术的运用是解决信息对象的描述和互联互通问题的关键。     

中国空间技术研究院CCSDS标准研讨会在烟台召开

CCSDS(空间数据系统咨询委员会)所制定的一系列空间数据系统标准的建议书,经过不断的评审、修订和完善,目前已经进入应用阶段。这些建议书结合了ESA、NASA现有标准的发展,对协调各国卫星测控和数据处理的技术合作,提高星载和地面设备的通用性和技术继承性起到了积极作用,并为ESA、NASA和日本等国家的航天器设计所采用。目前CCSDS已拥     

应用CCSDS空间数据链路安全协议的卫星遥控安全方案探讨

针对国内卫星遥控体制国际化的需求,结合已有的空间数据系统咨询委员会(CCSDS)遥控协议体系架构,设计了应用CCSDS空间数据链路安全协议(SDLS)的遥控安全方案。该方案选用认证和加密认证2种业务,并针对不同的遥控安全业务,分别设计了定制遥控帧格式、安全关联、算法管理及密钥管理业务。以目标机为核心搭建验证系统,通过2个典型应用场景验证遥控安全方案的可行性,结果表明:该方案可提高遥控安全系统的灵活性、可扩展性,并且能够有效保护密钥强度,延长密钥生命周期。遥控安全方案的设计及其在遥控单元中的实现,可为我国卫星遥控体制与国际接轨提供参考。     

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。     

基于体系工程的无人机系统建模设计

针对无人机系统的体系特点和复杂性问题,根据DoDAF体系工程的模型设计方法,利用IBM Rhapsody工具建模设计无人机系统的全景视图、业务视图、系统视图和技术视图等体系框架模型,验证DoDAF体系建模方法在复杂体系工程中建模的可行性和必要性。体系模型已成功应用于某型无人机系统,对开展其它复杂系统的体系工程建模设计有一定的参考价值。     

载人月球探测混合云架构体系仿真系统研究

针对载人月球探测工程任务需求,设计了一种基于混合云架构的体系仿真系统,实现了辅助设计、方案验证和协助任务等功能应用。分别从任务设计和应用模式角度分析了体系仿真系统功能需求;根据需求给出体系仿真系统总体架构,采用仿真平台和仿真支持库统筹建设的方式,完成了系统开发与集成;提出了针对体系仿真系统建设涉及的体系建模、任务规划、推演展示、效能评估和系统联动与扩展关键技术实现方案;应用该系统实现了对典型载人月面活动场景的仿真,得到了关键参数模拟推演结果,验证了体系仿真系统各项功能有效性和正确性;最后给出了思考和展望。该体系仿真系统可支撑未来载人月球探测相关任务开展发展论证和综合评估验证,能够为同类系统开发提供方案参考。     

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。     

ISO9000族国际质量体系标准在空中交通管理中的应用

<正>引言从来自国际标准化组织(ISO)的资料显示,民航作为适合实施ISO标准的行业被列为其中。ISO9001《质量管理体系》已为建立民航尤其是空中交通管制的质量保证体系提供了很好的思路和模式。     

我国国际航天标准主导制定情况

<正>2019年9月,我国新增两项ISO立项标准ISO 24411 《航天系统—微振动试验》和ISO 24412 《航天系统—热真空环境试验》。截至目前,我国主导制定国际标准(ISO/TC20/SC14)共22项,其中12项已发布标准见表1, 10项在研标准见表2。     

CPU-GPU协同高性能卫星数传预处理方法

空间数据系统咨询委员会(CCSDS)协议的分层特征对数传预处理的完全并行提出挑战，虚拟信道、应用过程的多路复用为并行处理提供契机。本文面向高性能数传预处理需求，在分析处理性能瓶颈的基础上，提出一种层间流程中央处理器(CPU)控制、层内瓶颈步骤GPU加速的协同处理新方法。以高级在轨系统(AOS)帧循环冗余校验(CRC)、工程参数提取与物理量转换算法为研究对象，对图形处理器(GPU)线程分配、CPU-GPU协同任务划分进行设计。实验结果表明:方法可实现CRC校验11.449 6 GB.s^-1、工程参数提取与物理量转换0.902 4 GB.s^-1的处理速率，性能较传统CPU架构提升显著。     

基于UML的卫星探测仿真系统模型设计

UML作为一种先进实用的标准建模语言和易于表达的面向对象建模工具,不仅可以从不同角度对系统进行描述,而且具有描述直观和便于交流等优点。在对卫星探测仿真系统需求分析的基础上,应用基于UML的开发工具Rational Rose分别建立了系统的用例模型、结构模型、行为模型和物理模型,并采用Visual C＋＋6．0对仿真系统进行了实现。实践表明,UML可以有效构建系统模型并提高系统的开发效率。