IP广域网接口链路特性分析与研究

在分析广域网综合性能指标——实时性和可靠性的基础上，将该指标分解为广域网接口协议开销特性、链路时延差门限特性和链路中断检测特性，并分析总结了广域网接口类型及相关链路协议特点。通过测试吞吐量和丢包率的方法，对华为3种型号的路由器进行了接口协议开销特性、时延差门限特性和链路中断检测特性测试。实验结果表明，不同型号路由器、不同接口类型、不同链路协议对广域网综合性能的影响存在不可预知的差异。在此基础上对比分析了基于链路层状态和基于网络层状态中断检测特性的差异，实验数据为构建、评估与优化广域网性能提供了参考依据。     

SpaceWire冗余热备份网络设计及分析

SpaceWire是由欧空局专门面向航天应用提出的新一代高速数据总线技术,在链路故障检测、故障恢复等方面得到了加强.为了解决链路拥堵和减少网络传输延时,SpaceWire-D提出了在网络中流通时间码、调度表的运作机制.由于航天领域对网络可靠性有着严格要求,路由器作为网络中不可缺少的组成部分,基于路由器的网络可靠性设计具有重要价值.本文通过对SpaceWire路由器和SpaceWire-D标准的研究,提出将SpaceWire-D标准时间码保留位的其中一位与路由器转发时间码模式切换有机结合的方法,实现SpaceWire网络冗余热备份功能,从而提高SpaceWire网络的可靠性.     

基于冗余连接机制的SLE网络协议体系模型

CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems,空间数据系统咨询委员会)SLE(Space Link Extension,空间链路拓展)网络协议体系模型中,一个服务实例只支持建立一个物理通信链路,造成上层应用与下层链路耦合过强,存在一定的安全隐患。针对此问题,设计了基于冗余连接机制的SLE网络协议体系模型,该模型在现有的SLE网络协议体系模型中增加了逻辑连接层,支持单一服务实例同时使用多个物理链路进行空间数据传输,可根据多连接状态重新设计TML(Transport Mapping Layer,传输映射层)状态变换关系以及数据传输模式。该模型能够兼容现有的SLE网络传输体系模型,提高SLE服务的可靠性。     

实时高可用测控集群管理控制节点设计

为提高飞行器试验任务中的实时测控数据处理能力,满足高并发、大容量、强实时、高可靠的试验数据处理需求,基于实时操作系统建立了一个计算功能强大、实时性强、可靠性高的测控集群系统。为实现实时测控集群系统的原型开发,通过研究负责节点管理和任务分配的集群管理控制节点的功能,分别对系统监控软件、负载均衡软件和人机交互软件的详细设计方法开展了研究,重点解决了节点信息收集、任务分配、负载均衡、双工冗余热备份、人机交互、节点控制等技术难题,保证了实时测控集群系统的实时性和可用性,为系统软件原型开发奠定了技术基础。     

编队飞行卫星群的测控方法探讨

针对编队飞行卫星群的特点,提出依靠地面测控站和主参考星间的测控(TT＆C)链路实现多星同时测控,对星载自主外测和星间通信两大重点技术进行了一定的探讨。     

SLE服务在测控设备中的应用研究

针对CCSDS(空间数据系统咨询委员会)建议的SLE(空间链路扩展)服务并不完全适应现有测控设备运行管理体系和数据交互体系的问题,在介绍SLE服务体系和我国航天测控设备运行管理体系的基础上,对测控设备接口关系、SLE业务对现有测控设备的要求以及SLE服务在测控通信领域的发展等方面进行了重点研究,提出了应用SLE服务的测控设备接口方案和相关设备设计要求,并建议逐步在深空站等具备条件的地面站配置和使用自主开发的SLE服务。     

空天地一体化飞行器测控通信网技术探讨

未来对飞行器的测控已从单一的航天测控通信发展到对中低空的无人机、高空及临近空间的飞行器、卫星以及深空探测的航天器等飞行器的测控与通信体系结构。针对空中及空间飞行器系统对空天地一体化测控通信网络的需求,提出了利用宽带通信导航链路进行组网的总体思路,对其系统体系结构以及相应的关键技术进行了简要介绍。     

航空电子系统FC交换式网络的可靠性研究

 对于采用光纤通道(FC)互连的航空电子系统，从FC的基本模型出发，给出了由多个FC交换机组成的FC交换式网络的通信模型；采用基于任务的可靠性建模方法，给出了FC交换式网络的可靠性计算公式，并提出了任务基本路径的概念。根据航空电子系统提高可靠性的需要，提出了FC交换式网络的2种冗余拓扑结构：基本路径冗余和全网络冗余；最后通过实例分析了端口单元、交换要素单元和链路单元对FC交换式网络及2种冗余拓扑结构可靠性的影响；FC交换式网络可靠性的研究对于航空电子系统设计阶段的容错设计和拓扑选择都将起到指导作用。     

面向测控IP网的测量船测控信息交换模式研究

对基于消息中间件的测量船测控信息交换模式进行研究,首先对消息中间件技术进行探讨,然后基于测量船应用需求,从测控信息交换体系结构、测控软件系统软件部署、测控消息流管理3个方面展开基于消息中间件的测量船测控信息交换模式设计．最后对基于该模式的测控信息交换的可靠性、实时性以及易管理性等优势进行了分析。     

多机动态分布管理技术

本文对航天领域中基于多机功能分布式结构的测控计算机系统的多机动态分布管理技术进行了研究，并在工程中予以实现，提高了测控中心计算机系统可靠性、灵活性，从而保证了强实时系统中数据处理的正确、无误。     

天基测控系统应用发展趋势探讨

基于中继卫星的天基测控系统将在我国航天测控系统中扮演越来越重要的角色,研究天基测控系统应用发展趋势,对支撑天基测控系统发展、引导技术及应用研究都有着重要意义。本文从我国基于中继卫星的天基测控系统应用需求分析入手,介绍了国内外天基测控系统应用现状,对我国天基测控系统应用发展趋势和相关关键技术进行了深入探讨,指出今后应加强中继链路设计分析与模拟验证工作,建议重点开展抗干扰抗截获技术、更高码速率传输技术以及多用户网络化技术等关键技术的研究和应用。     

自主可控技术在试验任务领域的应用研究

试验信息系统是航天发射和科研试验任务的关键支撑,需要走自主可控的道路。基于此,首先说明了试验信息系统的自主可控现状,并从多方面分析了面临的主要安全威胁。基于自主可控技术发展水平及发展现状分析了推进自主可控的可行性,再分别从网络设备、计算机设备、存储设备、操作系统、数据库等基础软件、安全防护设备、核心器件等方面提出了自主可控技术应用策略,并相应提出自主可控的应用软件研制策略。最后针对推进自主可控的风险进行了深入分析,提出了具体的应对措施。经过多个典型系统应用表明,基于国产品牌硬件设备和自主基础软件平台,经过一定的适配和系统定制,能够满足试验任务强实时、高可靠性要求。     

卫星测控系统多通道地面测试平台设计

一般地面测试平台无法同时支持卫星对地测控测试和中继测控测试,需要开发多通道地面测试平台满足卫星测试需求.基于此,对卫星测控系统多通道地面测试平台设计进行讨论,采用彼此相对独立的2套地面测试设备,通过特定连接关系同时接入卫星对地测控链路和中继测控链路中,实现卫星多通道测控并行测试和地面测试设备的双机备份,在无须更改外部连接关系的基础上,通过模式选择、参数配置,可适用于不同模式下卫星测控通道地面测试需求.经过分析,该平台具有功能完善、适用性广、稳定性好等优点,已应用于某卫星的地面测试.测试结果表明,平台运行稳定,具有良好的使用效果.     

基于航天测控的实时仿真系统设计

航天器发射试验具有高风险性,而承担航天器测控的测控系统规模庞大、关系复杂,其测控设备、软件的正确性关系到试验成败。仿真技术的广泛应用,使设备、软件的正确性在发射任务前就可以得到充分验证,从而提高发射试验的安全性。以航天器试验任务为背景设计的实时仿真系统,在航天测量船上得到了成功应用,取得了良好的效果。     

测控中心实时应用软件系统采用线程机制的探讨

为了提高测控系统中心计算机应用软件在实时任务中的安全性和可靠性,实现在不同操作系统下的应用软件移植,以开发出在异型操作系统下的实时应用软件。主要分析了中心机实时应用程序采用线程机制的优势,讨论了几种线程间通信方式,并简要介绍了应用软件设计思想。     

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。     

基于BDD的航天测控系统任务可靠性分析

针对航天测控系统任务可靠性分析问题,提出了基于二值决策图（BDD）的航天测控系统任务可靠性分析模型和算法。将航天测控系统视为一个多阶段任务系统,采用任务剖面描述任务时序逻辑关系。根据各阶段的可靠性逻辑结构建立了单阶段的BDD,依次对各阶段的BDD进行运算得到系统的BDD,据此计算系统的可靠度。最后给出了一个算例,验证了算法的有效性。     

基于容迟网络路由的航天测控网量子密钥分配

为提高航天测控网通信的安全性,本文将量子密钥分配技术应用于分布式航天测控网,并采用容迟网络路由策略来传递量子密钥。首先在地面站和航天器之间建立量子密钥分配系统,生成并共享密钥;随后以行进中的航天器为中介,逐段加密传送密钥;最终可使两个地面站共享量子密钥,保证信息传输的绝对安全。考虑到容迟网络的特点,本文对传染病路由算法进行改进,并应用于密钥传递过程。仿真结果表明,上述密钥分配机制可有效提高航天测控网通信的性能。     

月地及月地以远测控通信与若干关键技术发展趋势

通过研究国内外主要测控通信技术现状与发展动态,梳理出了目前我国在月地及月地以远距离测控通信技术遇到的挑战:面临测量精度尚不能满足科学探测更高的要求,数据传输能力难以满足更高的数据传输速率需求,关键器件自主可控较为薄弱,激光通信高精度快速捕获手段单一,以及星载终端设计与关键技术在轨验证较少等。针对这些问题,提出了对天线组阵、激光测控通信技术、Ka波段及毫米波低温接收机、超导纳米线单光子探测器、深空光学跟瞄系统、窄线宽激光光源的产生技术、光通信调制技术和高功率低噪声放大器的迫切需求,并介绍了国外最新的用于深空测控通信的新概念与前沿技术,即一体化微波/光学混合通信系统与微波光子射频信号稳相传输技术。最后,结合我国现状,讨论了我国测控通信重点发展方向及其关键技术的建议,可供构建月地及月地以远测控通信系统参考。