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。

高级在轨系统中帧生成算法的包时延性能分析

对高级在轨系统（AOS）协议的帧生成算法进行了研究，分析了在包到达率服从泊松分布的条件下，高效率帧生成算法的平均包时延均值。针对高效率帧生成算法可能使得在较长时间内没有足够多的包到达，导致帧生成时间过长，从而造成数据包时延较大的情况，提出了采用自适应帧生成算法进行解决，并给出了在不同门限值下，该算法的平均包时延均值计算公式。理论分析和仿真结果表明，自适应帧生成算法比高效率帧生成算法具有更小的平均包时延均值与方差。在实际应用中，可以根据系统的需要灵活地设置自适应算法的门限值，以获得所期望的包时延和复用效率。

基于CCSDS高级在轨系统的遥科学空间通信链路结构研究

本文以空间数据系统咨询委员会（ＣＣＳＤＳ） 最近为高级在轨系统（ＡＯＳ） 制定的一系列标准为蓝本， 提出了一种遥科学空间通信链路结构， 该结构在一定程度上能满足上述遥科学实验的诸项要求， 并且能够为用户提供多种灵活的数据传输业务。

利用高级在轨系统等时性业务实现伪码测距

本文对高级在轨系统 (AOS)提供的等时性业务进行了深入的研究 ,讨论了利用AOS等时性业务实现伪码测距的可能方案。经过分析比较 ,得出利用插入业务实现伪码测距是目前条件下最好的方案 ,并通过实验从原理上验证了该方案的可行性。

面向高级在轨系统的动态服务质量保证方法研究

AOS(Advanced Orbiting System,高级在轨系统)已经逐渐被各国空间组织采用,随着空间任务的发展趋势更多样化和复杂化,对AOS的QoS(Quality of Service,服务质量)也提出了更高要求。针对AOS服务质量的提升需求,提出了一种虚拟信道优先级策略,使用大容量缓存结合数据压缩动态策略和遥测数据抽帧策略相结合的QoS保证方法,通过分析返向链路带宽与航天器遥测用户带宽的裕量,可以动态调整QoS保证,以适应不同应用环境下的航天器AOS的QoS保证需求。通过模拟不同的工况进行仿真试验,结果表明,该AOS服务质量保证方法适用于返向链路带宽裕量充足和不足的工况,比传统的全同步策略和同步异步结合策略拥有更广泛的适应范围。

基于高级在轨系统的无线电测距方法研究

提出了一种基于高级在轨系统中插入业务的无线电测距方法;通过星、地间双向单程的无线电测量,利用两次收、发信号的时间时延,不但提高了相对运动状态下测距的精度,而且修正了星、地间存在的钟差;文中详细介绍了此种测距方法的实现原理,结合目前卫星测控技术的发展趋势论述了实现的过程,并且分析了影响测距性能的各种因素;此种方法原理简单,便于实现,测距精度高,具备较好的通用性。

高级在轨系统在风云三号气象卫星中的应用

为了满足大容量、高速率、多载荷数据的传输需要,风云三号气象卫星数据传输系统采用了空间数据系统咨询委员会CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems)推荐使用的高级在轨系统AOS(Advanced Orbiting System)标准,利用虚拟信道的概念,将不同速率、不同性质的载荷数据按AOS多路复用业务和位流业务两种业务处理。实际运行结果表明,采用这两种业务既可以满足卫星多种高速传输速率的要求,又可满足多载荷不同数据量、不同数据格式的传输要求。在分析CCSDS AOS协议的基础上,介绍了风云三号气象卫星所采用的数据编码格式及组帧方式。

高级在轨系统吞吐量跨层优化虚拟信道调度模型

CCSDS高级在轨系统的VCLC子层的输出作为虚拟信道的输入,其复用效率与等待时间因子直接影响VCA子层和整个系统的吞吐性能。基于泊松分布,将效率问题转化为对满效率发生概率的研究,建立了M PDU复用的统计概率模型,提出一种基于跨层优化的加权时间片虚拟信道调度模型,并推导给出了满足吞吐量最优的公式。仿真结果表明,新跨层优化模型能够明显提高虚拟信道下行数据吞吐量,减小平均延迟。

基于高级在轨系统的测控数传一体化方案

针对测控与数据传输信道一体化的需求,采用AOS(Advanced Orbiting System,高级在轨系统)空间链路层的等时业务,设计了一种测控数传信道一体化方案,可在上下行信道采用非相干信息帧同时传输测量信息及高速载荷数据。该方案设计了2种工作模式,模式一在上下行信道同时使用AOS传输帧,双向数据传输速率最高3Mbit/s,测距精度优于2m;模式二上行信道使用遥控扩频帧,可进行多站测距,抗多址干扰能力不低于15dB,抗单频干扰能力不低于23dB,下行信道使用AOS传输帧,最高数据传输速率3 Mbit/s,测距精度优于1m。

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。

高级在轨系统链路控制器仿真设计与实现

对高级在轨系统(AOS)链路控制器功能和相应的业务数据格式进行了详细的分析和研究,设计和实现了AOS链路控制器的仿真系统,并对仿真结构中各模块之间的数据传输和处理机制提出了解决方案。通过仿真证明了系统具有数据传输率高,支持多用户同时访问,可处理不同类型数据的特点,解决了数据格式转换和实时传输的问题。

利用高级在轨系统业务实现测控与数传综合

提出了S/X航天测控与数传接收统一信道的概念,确定总体技术方案,并进行了信道设计;重点研究了利用高级在轨系统的插入业务实现伪码测距.

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实现优化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。

我国实现高级在轨系统的第一步

高级在轨系统（ＡＯＳ）是ＣＣＳＤＳ标准的核心，是建立空间信息高速公路的基础。我国实现ＡＯＳ必须从国情出发，本文建议先从遥感卫星下行ＡＯＳ协议化以及研制地面数据流协议转换设备两件事做起，走出ＡＯＳ工程化的第一步。

高级在轨系统在高分辨率遥感卫星中的应用

高级在轨系统AOS是空间数据系统咨询委员会CCSDS制定的关于星-星和星-地的数据管理系统。结合AOS系统协议和高分辨率遥感卫星在轨获取的各类载荷数据实际特点,设计了一种适应于高分辨率遥感卫星的空间数据处理系统。该系统把多种载荷产生的不同数据速率、不同字节大小、不同级别传输要求、不同延时要求的数据进行封装,形成统一的虚拟信道数据单元VCDU格式;并把各条虚拟信道上VCDU复接成连续的数据流经星地物理信道传输。仿真试验证明,该系统方案有效地解决了高分辨率遥感卫星多种载荷数据的组织、管理和传输问题,为后续的测绘和遥感处理奠定了可靠的数据基础。

高级在轨系统帧同步信号发送器的研究与实现

高级在轨系统(AOS)作为当前研究的技术热点,应用前景乐观,但对AOS帧同步信号发送器的研究还不是很多.AOS帧同步信号发送器信号发送的核心问题,是实现与主机间的数据通信.采用Cypress公司支持USB2.0协议标准的EZ-USB FX2系列之CY7C68013芯片作为帧同步信号发送器的USB接口芯片,在uV ision2开发环境下完成了满足帧同步信号发送器基本要求的固件设计,采用相关技术,最后协助编写USB底层驱动程度实现了固件自动下载.很好地完成了AOS帧同步信送器的研究与实现.

基于CCSDS高级在轨系统的遥科学数据管理探讨

本文研究了基于CCSDS高级在轨系统(AOS)的遥科学通信数据管理有关问题,对遥科学各类信息在CCSDS—AOS模型中的业务入口、地面用户对空间站有效载荷的操作管理方式以及地面管理中心对空间站通信系统控制管理方式等问题进行了探讨。

利用高级在轨系统实现高速同/异步混合复接

空间数据传输系统中,音、视频数据的传输变得越来越重要。由于音、视频传输对等时性和实时性要求高,并且视频数据的速率高,数据量大,传统的做法是为音、视频信息单独开辟一个信道传输,但这样会耗费大量的资源。而将视频、音频和异步数据混合复接传输,可以提高信道利用率。针对这种任务,利用国际空间数据系统咨询委员会(CCSDS)高级在轨系统(AOS)建议,提出了两级复用的方案和虚拟信道调度的算法,以满足视频、音频数据传输的等时性和异步数据传输的灵活性,并设计了演示系统。

CCSDS 高级在轨系统复接业务性能的分析

本论文分析了空间链路子网上的异步业务特别是复接业务的性能，建立了一种异步信息模型，从而解决了平均包延迟，帧效率的问题。这个结果也适用于各种不同的信息配置下可获得的系统性能的上、下限。而且，本文还讨论了一组与执行相关的参数，如帧完成暂停时间（ｆｒａｍｅｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｔｉｍｅ＿ｏｕｔｐｅｒｉｏｄ）。

高级在轨系统RS(255,223)码解交织器的设计与实现

同步与信道编码子层用以实现对AOS传输帧的差错控制编译码、编译码交织与解交织、帧定界与同步等处理,保证数据在空间通信链路传输过程中的可靠性。对AOS同步与信道编码子层提供的差错控制编码、帧同步和伪随机化等关键技术进行研究。着重研究了交织与解交织的原理,及RS(255,223)码解交织器的设计方案。对解交织器的数据存储模块、顺序地址模块、交织地址模块、选择器模块进行了研究和设计。对交织地址的两种实现方法进行比较分析。