基于TmNS的运载火箭天地一体化测控网络研究

为满足运载火箭日益增长的测控需求，网络化测控成为未来运载火箭测控的必然趋势。通过研究IRIG 106-20国际遥测标准中TmNS标准特性、协议栈以及系统架构，提出了基于TmNS的运载火箭天地一体化测控网络的新概念，给出了测控网络系统架构、各部分组成及功能，并对其中涉及的TmNS数据消息传输协议、RF网络接入层协议、TMoIP协议、数据包遥测技术等关键技术进行研究，提出了可行的实现方案，为今后我国新一代运载火箭天地一体化测控通信奠定技术基础。     

智能化多站遥测数据处理系统

快速正确的遥测数据处理是航天发射试验结果鉴定评估的前提。针对传统遥测处理软件因型号需求变化造成的维护困难问题,设计并实现了一套智能化多站遥测数据处理系统。该系统将数据处理过程分为预处理层、协议解析层和参数还原层,在预处理层,提出一种帧计数约束的多站遥测数据拼接方法;在协议解析层,提出嵌套协议树和标准化1553B总线消息的解析方法,解决了传统结构化数据处理难题;在参数还原层,提出一种基于公式流处理的参数物理量还原方法。系统为多型号遥测参数处理提供了一个统一的架构,解决了遥测数据处理软件任务准备时间长和程序维护困难等难题。     

FPGA构造支持SDLC同步协议的接口电路

支持SDLG同步协议的信息传输总线，在弹上得到广泛的应用，介绍以FPGA为核心的支持SDLG同步协议接口电路的设计，也给出了实现该设计的原理性框图，介绍了该接口电路的工作过程。该接口电路用VHDL语言设计，能够很好地移植到弹上各种需要支持SDLG同步协议的设备中。     

一种新型实时总线协议及其FPGA设计

对于小规模总线型测控系统,目前国内还没有形成一个完整的通讯规范,因此建立一种完善的实时总线体系结构及其通讯标准就成为一个重要的研究课题;考虑到数据链路层协议对网络的实时特性有重要影响,借鉴工业现场总线Profibus和802.4协议,提出了一种适合小型化控制系统的新型令牌总线模型;详细阐述了这种总线模型数据链路层协议的令牌环生成和维护方式、令牌传递方式以及数据收发方式,介绍了基于FPGA技术实现该协议的具体方法,给出了信息传输时间的理论最大值和实际测试结果;实验结果表明这种低成本、小规模测控网满足了系统实时性要求,达到了预期效果,具有一定的实用性和推广价值。     

基于双总线的FY-4卫星测控数管分系统及应用

介绍了风云四号(FY-4)卫星测控数管分系统特点及其应用。给出了测控数管分系统的组成和工作流程。采用CCSDS协议分包遥测,提出了虚拟信道遥测包调度策略、遥测包传输灵活配置策略、高精度高频可编程遥测,以及境外遥测全程采集4种分包遥测优化方法,实现了自主动态遥测采集和下传、在轨遥测异常排查、重点遥测波道高精度高频采样、卫星发射至定点过程的遥测盲区消除。分包遥控采用遥控数据优先级选择策略,保证了遥控与程控指令同时输出,实现了卫星发射至定点全过程的程控管理功能。设计了部件级和整星级故障管理策略,对部件级故障具备一定自主管理功能,其检测策略可对部件级故障进行诊断与切换重组,实现了对卫星重要故障状态的监视与应急处置。采用1553B+SpaceWire双总线结构,既满足了高低速数据使用需求,又提高了数据传输接口的通用性,同时对卫星重要参数有备份与恢复功能。FY-4A星表明:其测控数管分系统实现了预期的功能。     

遥控和遥测包应用标准在航天器中的使用方法

对遥控和遥测包应用标准（PUS）的产生历史、应用现状以及主要特性进行了分析。针对中国航天器中遥控遥测应用层格式不统一、设备和软件无法通用等问题,探讨了在中国航天器中如何使用包应用标准。文章从遥控应用和遥测应用两方面阐述了包应用标准在中国航天器上的应用方法,着重分析了遥控遥测链路协议选择、包应用标准业务选择、遥控遥测包的传输方法等方面。使用包应用标准,将有助于进一步实现遥控遥测系统的标准化,以及航天器上设备和软件的通用化。     

航天器遥测信息传递通用接口设计

针对国内各航天器研制方与测控中心在遥测信息处理传递过程中面临的设计不统一、结构不规范、处理周期长、交互难度大等问题,采用分层模型的遥测参数处理方案,设计航天器遥测信息传递通用接口。参照空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的可扩展标记语言的遥测遥控信息交换(XTCE)标准,实现航天器遥测信息由顶层至底层、从总体结构到单个元素的规范设计。首先,建立通用规范的航天器遥测信息分层表示模型,明确航天器各分系统的分支节点;其次,详细定义航天器遥测元素标记,包括属性、可选属性、下属元素等;最后,实现了遥测信息传递通用接口软件。设计验证结果表明:航天器遥测信息传递通用接口可实现遥测信息从航天器研制方到测控中心的无损传递,提高航天器设计制造、测控管理和应用效能。     

基本型计算机遥测系统的遥测软件规划设想

本文对基本型遥测软件的特征作了说明。从遥测系统的使用角度,以及功能和性能等方面分析了遥测软件的需求特点,为遥测软件设计提供了依据。由于遥测数据处理的重要性和复杂性,着重对遥测数据处理作了进一步分析。提出按参数性质分类的遥测参数分类方法,和遥测数据处理的层次概念。最后,在以上分析的基础上提出基本型遥测软件开发的指导思想和原则,简要描述基本型遥测软件的规范,软件组织和外部接口。     

数据链路协议LAPV及其嵌入式通信软件设计

文章给出了一种用于低速率卫星通信VSAT网络控制平面的数据链路协议LAPV,该协议用于实现信令的可靠传输。文章介绍了LAPV的主要功能和帧格式,并给出了LAPV协议软件的一种设计和实现方案,重点阐述了缓冲区、层间通信和协议软件的模块化设计。     

ADC性能对宽带数字阵列遥测系统接收通道增益设计的影响分析

针对数字阵列在大带宽、高动态、多目标遥测系统上的应用,分析宽带数字阵列遥测系统与传统高增益天线遥测系统在设计上的区别,详细分析影响接收通道增益设计的主要因素,重点就ADC器件性能对通道增益设计的影响进行了分析。通过计算仿真信号在经过ADC以及数字波束形成的过程中,ADC器件自身信噪比SNR和无杂散动态范围SFDR两个重要参数给接收信号信噪比带来的恶化,给出了数字阵列遥测系统中通道增益设计的门限值。     

多层卫星网络的星间链路分析与路由协议

根据多层卫星星座网络的链路长度与可见性模型,建立了多层卫星网络的数学模型,并据此提出了一种适于多层卫星网络应用的层次路由协议。新协议主要包括拓扑测算、路由计算和路由转发。仿真计算结果表明,该协议的计算速度快、拓扑更新的通信开销小、链路利用率高,其性能优于Bellman和多层卫星网络路由(ML-SR)算法。     

分布式水文参数遥测网络的研究与开发

讨论主要水文参数 (流量、流速、水位 )的遥测网络的设计 ,分析了利用调制解调器进行远程数据通讯的实现方法 ,阐述可编程序控制器 (PLC)实现的互连与通讯。     

高速智能MULTIBUS总线遥测接口

介绍了高速智能ＭＵＬＴＩＢＵＳ总线遥测接口的设计思想。接口采用了Ｉｎｔｅｌ８０１８６高性能微处理器，在ＭＵＬＴＩＢＵＳ总线上实现了高速数据采集；而在系统实时工作方式下，使遥测数据吞吐率达０．６ＭＢ／ｓ以上，实现了高速遥测数据实时存盘。重点介绍了此接口的设计方案、信息流程、工作方式及使用效果。     

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。     

一种基于历史遥测数据的在轨卫星故障预警系统

对在轨卫星遥测数据的变化规律进行了分类,研究了数种主流的数据预测理论并分析了其适应性,由此提出了一种基于历史遥测数据的在轨卫星故障预警系统构架,并定义了其中各模块的功能以及接口关系,给出了实际应用的效果。这个系统对及早发现故障、维持在轨卫星的安全稳定运行具有重要价值。     

PCM-PPK遥测体制

本文论述的PCM-PPK(脉冲编码-脉位键控)遥测体制是一种数字化的2~M元脉冲通讯体制。这里介绍了PCM与PPK信号的变换与反变换原理,并从通讯理论的角度,计算了该体制的通讯效率。结果表明,在同样的误差概率下,本体制传送每比特信息所需的载波能量,低于PCM-FSK及PCM-PSK体制。这种体制可望在激光通信及再入遥测中获得实际应用。     

资源-1卫星多层隔热材料在轨温度数据分析

在分析资源-1（02）卫星多层隔热材料外表面遥测温度数据的基础上,给出了30个月在轨条件下多层隔热材料外表面的温度变化规律与外热流的关系,得出了多层隔热材料面膜表面热光学性质在卫星入轨5天后其性能退化随时间变化很小的结论。并提出了如何对多层隔热材料进行在轨设计和试验的建议。     

遥测应用MSD+TPC技术时中频带宽的选取方法

针对码速率的提高,越来越多的脉冲编码调制-调频(PCM-FM)遥测信号应用了多符号检测(MSD)与Turbo乘积码(TPC)技术,只有合理选取遥测系统的中频带宽,才能保证遥测系统的通信质量。对PCM-FM遥测信号应用MSD+TPC技术时的频谱特性进行了分析,给出了中频带宽在实际应用中的最佳选取方法。     

利用卫星联网实现ATM综合宽带通信网

利用卫星将地理上相隔较远的网络互联以实现综合宽带通信网的正在不断增长，而ＡＴＭ技术的应用使用这种网络具有诱人的发展前景，该文对ＦＤＭＡ综合宽带通信网络结构和地面接口配置进行了论述了，着重讨论了联网协议及网络管理方面的问题。     

星载高速SerDes电路的设计与实现

针对目前我国空间探测任务中海量数据传输的迫切需求,提出了一种星载高速数据传输技术的解决方案。论述了方案的总体设计结构和关键模块的实现,制定了一种可靠易实现的链路传输协议,并给出了收发方向上的后仿真波形。系统联试验证了4通道点对点之间的SerDes接口数据传输速率达到了2.4Gbps,并且具有很好的带宽扩展和抗干扰性能。在星上有效载荷数据传输系统中具有广阔的应用前景。