用于自由号空间站计划的数据标准

自由号空间站计划准备采用几项CCSDS的建议。CCSDS正在制订空/地通信格式和协议的标准,则CCSDS高级轨道运行系统(AOS)建议的开发,利用和采纳对于其被广泛接受极为重要。本文集中讨论高级轨道运行系统建议,只是附带说到其它CCSDS建议。自由号空间站由四个独立轨道单元组成,即载人空间基地,欧空局的有人照料自由飞行器,NASA的极轨平台和欧空局的极轨平台。载人基地本身包括四个分别由四个国家空间局提供的主要部件。两个由NASA提供的加压舱一个欧空局提供的加压舱,一个日本空间局提供的加压舱,一个由加拿大提供的类似航天飞机使用的操臂。涉及的国际接口如此多、显然形成了这样一种环境、数据系统标之不仅有好处,而且是必不可少的。本文讨论特别令人感兴趣的AOS建议在空间站计划中所起的四个方面作用: 第一,AOS是CCSDS的一种新建议,虽然空间站计划的数据系统方案已逐步成熟,并进入初步设计阶段,可它在该建议开发中已扮演了重要角色。这种并肩前进,给空间站计划和CCSDS带来了几项好处,包括公正而广泛的评论,各种试验设施,都是其它计划不可能提供的。本文介绍这些好处和两过程的相互作用。第二,空间站的四种飞行单元差异极大,所以每一单元的数据系统需求也互不相同。AOS建议定义了一套标准业务,航天器系统设计者可从中选用他们航天器所需要的业务。本文将介绍每一空间站轨道飞行体对CCSDS AOS建议的具体应用以及最终选定的业务。第三,仅其存在,AOS建议已经为数据系统若干问题的讨论提供了一种共用语言和框架。本文就空间站国际特性和作为NASA内部机构之间支持协议产生的一部分,介绍AOS建议的用途和重要性。第四,将介绍空间站计划技术要求框架中采纳CCSDS建议,特别是AOS的现状。     

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高级在轨系统协议吞吐量性能分析

简要介绍了CCSDS高级在轨系统(AOS)协议的信源特点;分析了影响AOS协议包业务吞吐量性能的因素,给出了传输集中数据时的包业务吞吐量计算公式;讨论了吞吐量-包长、吞吐量-帧长关系曲线,并针对传输集中数据情况下以吞吐量为指标优化AOS协议配置给出了指导性建议,为CCSDS AOS协议的应用提供了参考。     

高级在轨系统中的通信网络技术

本文分析了AOS所采用的通信网络技术，包括CCSDS主网、SCPS协议，并对应用模式进行了探讨。     

CCSDS高级在轨系统协议及其应用介绍

首先简要回顾了CCSDS(空间数据系统咨询委员会)AOS(高级在轨系统)建议及其在空间数据系统信息交换和处理方面的优势,然后介绍了继载人航天飞船有效载荷数据管理系统、"实践"五号卫星及双星探测计划之后,中国科学院空间科学与应用研究中心在"嫦娥"卫星、月球车综合电子演示系统、百兆级高速多路复接器及"萤火"一号探测器上开展CCSDS AOS应用研究的新进展。     

NASCOM网络管理结构的重建

Nascom地面通信系统的研制始于1958年的先驱计划。低速率系统(速率低于9.6kbps)的开发遵循现有标准。但高速系统没有可比较的标准,因此使用专用协议和定制硬件开发。 自地面保障系统建成后,技术又取得了巨大的进步。有了计算机硬件、软件和高速通信标准,而且现有工作站的性能超出了地面系统研制中使用的主机性能。 Nascom正处于改进其保障系统以及提供更多服务的过程中。信息交换系统(MSS),通信地址处理器(CAP)以及多路复用/分路器(MDM)自动控制系统(MACS)是几例使用X—windows,Motifus及简易网络管理协议(SNMP)等标准开发出的Nascom系统。而且,地球观测系统(EOS)通信(ECOM)计划把标准作为整个网络的组成部分来强调。向标准发展在改进操作质量的同时缩减了研制、维护和互操作费用。 已经制定了将Nascom网络和系统综合到公共网络管理结构中的设施和资源管理器(FARM)计划。结构中最大限度地采用标准和实现计算机自动化将带来成本不断下降,操作效率不断提高。第一步总是得出Nascom总的需求,并确定全部现有管理系统共有的功能。确定这些公共功能可在管理结构中实现过程的再利用并促进整个Nascom网络更多地采用自动化。 MSS、CAP、MACS和Ecom计划通过降低成本和提高质量。表明了商业成品(COTS)和标准的潜在价     

NASCOM网络管理结构的重建

Nascom地面通信系统的研制始于1958年的先驱计划。低速率系统(速率低于9．6kbps)的开发遵循现有标准。但高速系统没有可比较的标准，因此使用专用协议和定制硬件开发。自地面保障系统建成后，技术又取得了巨大的进步。有了计算机硬件、软件和高速通信标准，而且现有工作站的性能超出了地面系统研制中使用的主机性能。Nascom正处于改进其保障系统以及提供更多服务的过程中。信息交换系统(MSS)，通信地址处理器(CAP)以及多路复用／分路器(MDM)自动控制系统(MACS)是几例使用X—windows，Motifus及简易网络管理协议(SNMP)等标准开发出的Nascom系统。而且，地球观测系统(EOS)通信(ECOM)计划把标准作为整个网络的组成部分来强调。向标准发展在改进操作质量的同时缩减了研制、维护和互操作皆用。已经制定了精Nascom网络和系统综合到公共网络管理结构中的设施和资源管理器(FARM)计划。结构中最大限度地采用标准和实现计算机自动化将带来成本不断下降，操作效率不断提高。第一步总是得出Nascom总的需求，并确定全部现有管理系统共有的功能。确定这些公共功能可在管理结构中实现过程的再利用并促进整个Nascom网络更多地采用自动化。MSS、CAP、MACS和Ecom计划通过降低成本和提高质量。表明了商业成品(COTS)和标准的潜在价值。FARM计划可使从这些计划中获得的经验应用到未来所有的Nascom系统中去。     

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。     

航天操作通信系统的高效费比开发

本文为开发航天操作通信系统提出一种高效费比的方法。首先介绍一种用于总体系统的分层模式,该总体系统包括空间和地面两部分。然后介绍对地面通信系统的要求,同时提出一种满足这些要求的协议框架。在这一框架内,使用了一种专门协议以及若干标准通信协议。该专用协议是一种用于空间数据实时传输的通用协议。本文将介绍该协议的主要功能及其优缺点。     

航天操作通信系统的高效费比开发

本文为开发航天操作通信系统提出一种高效费比的方法。首先介绍一种用于总体系统的分层模式，该总体系统包括空间和地面两部分。然后介绍对地面通信系统的要求，同时提出一种满足这些要求的协议框架。在这一框架内，使用了一种专门协议以及若干标准通信协议。该专用协议是一种用于空间数据实时传输的通用协议。本文将介绍该协议的主要功能及其优缺点。     

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。     

CCSDS SLE系统原型方案研究

基于测控系统数据在SLE(空间链路扩展)服务提供方与使用方的传输包括2个流向——前向遥控指令和返向遥测数据——这一特点,从总体方案、软件体系结构和传输协议等3个方面对SLE系统提出设计方案。通过对CCSDS(空间数据系统咨询委员会)SLE系统的研究和CCSDS SLE传输协议原型软件的实施验证,利于将此协议应用于今后的工作中,便于实现与国外航天机构的相互合作。     

CCSDS AOS及TC空间链路协议吞吐率性能分析

回顾了空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的2种空间链路协议,即高级在轨系统空间数据链路协议(CCSDSAOS)及遥控空间数据链路协议(CCSDS TC)。在使用包业务传输集中数据时,分析了CCSDS TC的吞吐率与IP数据包包长的关系,研究了CCSDS AOS的吞吐率与IP数据包包长、传输帧帧长的关系。推导出了使用包业务传输集中数据时的空间链路误码率,空间链路协议的同步帧帧长与空间链路协议的误帧率、误包率、吞吐率的关系公式。在OPNET平台上,通过空地星间链路的仿真实验验证了此吞吐率的关系公式。并在典型空间通信场景下给出了空间链路协议的优化参数配置,为空间数据链路协议的应用提供了参考。     

IP over CCSDS空间组网应用浅析

建立天地一体化的互联网络,实现任意时刻任意两点之间的端到端通信,是空间数据系统发展的必然趋势。CCSDS(空间数据系统咨询委员会)针对空间互联网业务,于2010年4月发布了CCSDS 702.1-R-4,提出了IP over CCSDS最新推荐方法。本文根据CCSDS空间互联网业务空间链路工作组的研究,阐述了在CCSDS空间数据链路协议中承载IP数据报的实现方法、服务及业务接口,并探讨了未来基于IP over CCSDS的空间网络结构。     

CCSDS遥控通信操作规程应用

由于遥控通信的重要性,为了在有噪声的链路空间中可靠地传输遥控数据,CCSDS(空间数据系统咨询委员会)提供了遥控COP-1(通信操作规程)建议书。该探作规程使用遥控空间链路协议,规定了空间任务中地—空或空—空通信链路间应用数据的自动重传操作规程,保证了用户业务数据的正确传输。此外,还介绍了CCSDS标准建议书中的遥控通信操作规程的概念、业务类型,并对其中使用的内部规程接口、业务数据传输操作规程以及滑动窗口的应用进行了详细说明。     

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。     

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.     

全球卫星导航星座网络协议体系与运行模式

针对全球卫星导航星座网络建设初期或论证阶段所涉及的网络体系结构、协议体系及相关组网等技术问题,开展了基于导航星座星间链路构建空间信息网络的技术研究,分别提出了由子网、接入网、骨干网等节点及其相互之间星间、星地无线链路构成的分层网络系统结构,设计了兼容遥控、遥测、测量与网络交互支持等业务的基于IP over CCSDS(基于空间数据系统咨询委员会标准的空间链路承载互联网协议业务)的协议体系,给出了全系统基本通信业务运行模式等。与传统高轨卫星通信系统相比,该星座网络具有高覆盖、低时延、随遇接入等优点,可实现星座导航性能与中低轨及地面用户通信性能的全方位提升,相关结果对我国全球卫星导航星座网络技术研究具有一定的参考意义。     

PTDN技术在航天测控通信网的应用研究

针对我国航天测控通信网采用TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/互联网协议)导致的协议无法自主可控、服务质量难以保障以及网络资源难以精细化管理等问题,分析了国际上通信网络技术的现状及发展趋势,在介绍PTDN(Packet Telecommunication Data Network,分组通信数据网)技术的基础上,进行了PTDN技术在航天测控通信网中的适用性分析,给出了协议应用带来的效果改善以及存在的不足。随后,结合PTDN技术的未来发展情况,提出了该技术在航天测控通信网中的应用部署策略。最后,搭建实验环境对航天测控通信网采用PTDN技术的效果进行了实验测试,结果表明PTDN技术可有效支持除组播传输以外的其他业务应用。     

CCSDS AOS数据保护途径的研究

本文旨在探讨一种适合于贯彻CCSDS AOS建议的我国TDRSS的数据保护途径，内容主要包括实施数据保护层次的选择、实现数据加密业务与加密认证业务的具体方法和进行密钥分配与管理的方法，并分析了数据保护对AOS的影响，提出了对我国TDSS数据安全问题的建议。