星载标准接口业务在航天器中的应用方法

对空间数据系统咨询委员会(CCSDS)星载标准接口业务(SOIS)的产生历史、研究现状以及体系结构进行了分析。针对中国航天器中星载接口协议不统一、设备和软件通用性差等问题,探讨了在中国航天器中如何应用SOIS标准。文章从星内节点协议配置、SOIS业务选择、与空间链路协议配合等方面,探讨了SOIS标准在中国航天器上的应用方法。应用SOIS标准,将有助于实现星载接口及协议的标准化,以及航天器上设备和软件的通用化。     

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。     

发展中的空间数据系统参考体系架构

<正>为了更好更全面地理解空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准的可用特性,以及如何将这些特性有效地配置和部署,以创建可互操作的空间数据系统,CCSDS系统工程领域的系统体系架构工作组(SAWG)于2008年推出了空间数据系统参考架构(RASDS)标准推荐建议书。在后续的工作中,不断地补充和完善参考体系架构,并结合实际应用的需要开展配套的标准制定工作。     

基于构件的运载器控制系统飞行软件框架研究

面对运载器控制系统飞行软件功能复杂、研制周期短的现状,如何保证软件质量,提高研制效率已成为当前的研究重点。本文在分析现有运载器控制系统飞行软件功能要求的基础上,从数据流和控制流两方面提出了基于构件的控制系统飞行软件框架,该框架采用分层控制体系结构模式,有效地提高了飞行软件的研制效率和质量。通过实际应用验证,该框架对控制系统飞行软件设计具有一定的实用价值和借鉴意义。     

CCSDS标准在军用航天任务中的应用

空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准已经在民用航天任务中得到广泛应用,然而对其是否也同时适用于军用航天任务,仍存在着许多的疑虑和争论。文章通过对军用航天任务采用CCSDS标准现状的调研,分析了其实现途径和可行性,提出了在军用航天任务中采用CCSDS标准的措施和建议。     

一种卫星数管中心计算机软件的工程实现

文章主要针对一种卫星数管中心计算机的软件需求,进行了操作系统和应用软件的设计和实现,并在数管分系统内部联试及与其它分系统接口匹配试验中对设计进行了验证。在软件的设计中,借鉴了空间数据系统咨询委员会的航天器星载接口业务(SOIS)和欧洲航天局的包应用标准(PUS),有助于软件的构件化和产品化。     

基于HLA的载人航天器飞行任务仿真平台研究与实现

面向载人航天器飞行任务仿真需求,根据载人航天器的特点以及高层体系结构(HLA)技术,提出了基于高层体系结构的载人航天器飞行任务仿真平台方案,设计实现了由运行管理、飞行指令、数据记录、数据可视化等功能,以及涵盖轨道、姿态、能源、动力学等多个专业仿真模型组成的仿真平台,给出了应用实例,并就仿真平台开发中的联邦开发过程、仿真模型接口软件、飞行场景三维可视化等关键部分进行了探讨。与单一的飞行任务仿真软件相比,该分布式仿真平台覆盖的专业面更全,验证内容更丰富,可扩展性更强。随着载人航天器系统飞行任务复杂程度的提高,通过对仿真平台的扩展和重用,可适应新的任务验证需求。该仿真平台可为复杂载人航天器的飞行任务设计验证提供依据,并对基于HLA的其他航天器仿真系统的联邦设计与开发具有一定的参考价值。     

向国际宇航CCSDS标准靠拢的探讨

1983年开始形成以空间站为对象的CCSDS标准,1987年正式以建议书的形式公布。它包括分包遥测、遥控、信道编码、无线电测距和轨道数据等正式建议书。本文介绍其产生的历史背景。贯彻CCSDS标准引起的主要变化是信息网模式的变动和遥测标准变化。现在,已有相当多的国家参加了CCSDS标准化组织,我国应向CCSDS标准靠拢,本文认为这在技术上是可能的,作者对此提出了建议。     

基于插件的航天器测试总控软件系统设计

目前,我国测试总控软件系统存在总控核心软件版本较老、维护和升级困难、系统开放性不足、缺少统一的标准和规范等问题,文章提出了一种基于Java OSGi标准的插件化总控软件系统(PMCS),对PMCS软件的体系架构设计和技术路线进行了详细介绍。PMCS基于地面监视与控制模型(MCM),采用动态可配置的插件化体系结构,并将功能模块划分为核心模块和扩展模块,核心模块可在不同任务间通用,扩展模块可以根据需要进行灵活的部署和修改。经验证,文章提出的技术路线切实可行,可为我国地面总控软件系统的研发提供参考。     

一种符合CCSDS标准的通用码流发生器的设计与实现

文章设计了一种基于FPGA的符合CCSDS标准的通用码流发生器,它对外有USB、Ethernet、RS232串口和前面板设置四种不同的接口,可以对不同编译码模式进行选择设置,提供所需的CCSDS标准帧格式的信号输出,并可以检测输入信号是否符合CCSDS标准的帧格式。本设计可以适应不同型号的CCSDS标准遥测信道编码测试,在型号测控系统的地面测试中具有重要的实际应用价值。     

CCSDS建议的再生伪码测距性能分析

CCSDS(国际空间数据系统咨询委员会)于2009年3月发布了伪码测距的蓝皮书,规定了再生伪码测距的技术要求。我国正在研制的深空应答机和深空站测控设备要求具备再生伪码测距功能,同时为了实现国际联网,伪码测距系统需满足CCSDS建议的要求。为给我国深空测控设备伪码测距系统的研制提供设计依据,通过分析伪码特性和伪码捕获跟踪方法,推导得到伪码测距的捕获性能和跟踪性能。分析得到的性能与CCSDS建议书一致,可作为我国深空应答机和深空站测控设备伪码测距系统设计的参考。     

CCSDS和SC13国际会议及有关情况综述

介绍了 2 0 0 0年CCSDS和ISO/TC2 0 /SC13的例行秋季会议的概况 ,综述了几年来跟踪CCSDS和SC13空间数据系统国际标准化的主要收获、体会 ,介绍了CCSDS和SC13发布的标准化文件 ,并对我国航天标准化相关领域的工作提出了建议     

ECSS的包应用标准及其应用

对经过约30年在轨验证的欧洲空间标准化合作组织(ECSS)的包应用标准(PUS)作了系统性的阐述,研究了PUS在地面用户和在轨运行航天器的交互支持和操作控制方面的应用,包括PUS标准化的使用范围和应用规范等。对比和分析了空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的相关标准,提出了ECSS PUS应用的功能映射关系和网络体系结构,并进一步给出了利用ECSS PUS进行航天器常规任务管理、自主任务管理、自主健康管理等的应用建议,可为国内航天机构引入ECSS PUS运行和管理思路提供参考。     

一种用于近地轨道航天器的天地网络一体化方案

当前空间通信的发展趋势是空间通信网与地面通信网融合,建立天地一体化的信息传输系统。针对航天器内部网段设计和CCSDS空间链路承载网际协议业务(IP over CCSDS)的协议转换技术开展研究,提出一种适用于近地轨道航天器的天地网络一体化方案,并通过研制航天器网关实现了网际协议(IP协议)与空间数据系统咨询委员会高级在轨系统(CCSDS AOS)空间数据链路协议的相互转换,并对服务质量(Qo S)保证方法进行了设计,试验结果表明,文章提出的方案可用于构建天地一体化互联网络。     

基于SOIS的星载平台软件架构设计探索

为适应星上信息处理发展需要,文章探索新的星载平台软件架构设计。新架构设计参考了空间数据系统咨询委员会(CCSDS)的航天器在轨接口业务(SOIS)建议书中的信息处理流程,汲取其把应用软件和信息处理软件分离的思想,并结合有线和无线总线在软件外部接口应用的选择。此架构接口统一,可适应多目标多变量的发展需求,信息处理软件可支持大容量数据存储和传输,使应用软件可获取更丰富的信息,有利于提升卫星自主管理能力和在轨操作能力。     

CCSDS卷积码快速识别算法

基于CCSDS标准中卷积码编码规范,提出并实现一种CCSDS卷积码快速识别算法。算法采用卷积码的校验矩阵对CCSDS标准中五种未知码率的卷积码进行遍历,从而完成删除模式和起始位置识别。该算法具有计算复杂度低、容错性好、易于实现的优点,而且克服了截获码序列起始位置模糊的问题。仿真实验表明,该算法在截获序列足够长且误比特率低于10-2时可以达到95%以上的识别正确率。     

天地一体化互联网络中航天器网关的设计及实现

当前空间通信的发展趋势是空间通信网与地面通信网融合,建立天地一体化互联网络的信息传输系统。针对空间数据系统咨询委员会(CCSDS)推荐的基于CCSDS空间链路承载网际协议业务(IP over CCSDS)网关协议转换技术,文章提出一种实现天地一体化互联网络的航天器网关的设计思路,即通过研制航天器网关实现IP协议与CCSDS高级在轨系统(AOS)空间数据链路协议的相互转换,并对服务质量(QoS)保证方法进行了设计。针对航天器网络搭建了测试系统平台,并对高清图像、高质量话音、计算机数据和遥测数据等网络数据的传输进行了测试,测试中通过航天器网关进行传输的所有网络数据包均无丢帧现象发生,文章提出的IP over CCSDS网关可用于构建天地一体化互联网络。     

一种结构化LDPC码的部分并行译码器设计

CCSDS标准给出的低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check,LDPC)其子矩阵具有不同的列重,这给部分并行译码器的设计带来困难。本文针对如何高效实现CCSDS中LDPC码部分并行译码的问题,根据该类码的准循环特性,将码的校验矩阵分解成3个矩阵的和,提出了一种能够部分并行译码的译码器结构。利用本文提出的方法设计译码器时可以在译码时延和译码复杂度之间进行折中。     

CCSDS Proximity-1及其在编队飞行小卫星群中的应用

讨论近距离空间链路协议 Proximity- 1的层次结构和传输帧 Version- 3构成 ,分析包括 CCSDS标准包和用户自定义数据的数据业务及定时业务。针对编队飞行小卫星群的星间数据交换和自主测控 ,对 Proximity- 1应用于小卫星群星间通信和星间测距作了探讨     

DTN协议在空间信息网络中的应用研究

针对空间信息网络具有的子网异构、拓扑易变、链路传输延迟大、误码率高等特点,研究了适用于其中的延迟/中断容忍网络(Delay/Disruption Tolerant Network,DTN)协议。首先阐述了CCSDS DTN协议应用于空间网络互联服务的体系结构,介绍了当前支撑空间DTN应用的Bundle、LTP等多种主要的空间信息传输协议及其特性。针对我国空间信息网络的特点,分析了我国现阶段对CCSDS DTN协议体系的应用需求,提出了适于我国实际的基于CCSDS DTN的空间信息网络协议体系设计构想,同时给出了火星探测场景实例;最后搭建了网络实验仿真平台,用以验证分析DTN相关协议在空间通信中的有效性和优越性。仿真效果直观可信,可为我国空间信息网络建设提供仿真依据和理论参考。