upnp技术在航天测控系统中的应用研究

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1、第一章引言1．1课题研究背景与意义二十世纪五十年代出现的航天技术，开辟了人类探索外层空间活动的新时代。经过近半个世纪的迅速发展，人类航天活动取得了巨大成就，极大地促进了生产力的发展和社会的进步。今天，航天技术已成为对现代社会最具影响力的高技术之一，世界各国纷纷把发展航天技术作为现代化建设的重要内容。各种航天技术的应用离不开航天测控系统的发展，测控系统在航天工程和卫星应用系统中起着重要作用。其主要任务是在航天指挥中心的统一指挥调度下，完成对飞行器的跟踪测量和控制。近年来随着航天技术的发展，测控及卫星

2、应用业务不断增加，测控系统的组成和功能也随之不断的变化。航天测控系统包括以下几个方面【1】：跟踪测量系统主要是跟踪航天器，测定其弹道或轨道；遥测系统完成测量和传送航天器内部的工程参数和用敏感器测得的空间物理参数；遥控系统通过无线电对航天器的姿态、轨道和其他状态进行控制；计算系统用于弹道、轨道和姿态的确定和实时控制中的计算；时间统一系统为整个测控系统提供标准时刻和时标；显示记录系统显示航天器遥测、弹道、轨道和其他参数及其变化情况，必要时予以打印记录；通信、数据传输系统则作为各种电子设备和通信网络的中

3、间设备，沟通各个系统之间的信息，以实现指挥调度；监控系统完成对测控系统中各种设备的集中监控等。各种地面系统分别安装在适当地理位置的若干测控站和一个测控中心内，通过通信网络相互联接而构成整体的航天测控系统。本课题中涉及的测控系统主要指航天测控网中的地面测控站系统，它可以是固定的地面测控站系统，可也以是船载测控系统，或机动测控系统。随着数字化和计算机技术的快速发展，测控系统从功能单一、人工操作向多功能、智能化方向转变，网络化分布式状态测控的应用也越来越多。随着各种不同应用的出现，原有测控系统的功能就需

4、要不断的扩展。而目前存在的测控系统大多都不具有自动识别、即插即用的功能，当要增加新的设备时，测控系统的应用程序必须进行相应的修改，这给系统的应用维护和扩展带来了极大的不便。通用即插即用(UniversalPlusandPlay,简称UPnP)是针对智能家电、无线设备以及各种个人电脑的普遍对等网络连接而设计的一种架构，目的在于为家庭、电子科技大学硕士学位论文小型企业、公共场所或一些未经管理的网络提供易于使用、灵活且基于标准的连接【3J。UPnP是在微软即插即用的基础上发展起来的。即插即用是Micro

5、soft与Intel等硬件制造商，共同开发出用于操作系统下的一项技术，目的就是协调系统软、硬件设备，在添加或更改系统硬件设备时实现自动配置和资源分配，省去繁琐的设置过程。UPnP充分利用了TCP／IP和Web技术的分布式开放型网络体系结构，具有灵活而强大的业务发现能力，能将复杂的网络设备驱动变为简单的远程网络控制，除了能在家中，办公室和公共场所联网的设备之间建立完整的控制和数据传输之外，还可建立无缝紧密的连接网络。而在本系统中，设备的“即插即用”指新的设备可以从物理上接入测控系统网络，同时，监控中

6、心就可以自动识别新接入的设备，并可以对新设备加以管理。监控中心要实现的基本功能大致可包括如下几部分：自动识别新添加的设备；确定新设备功能和服务；创建完整的设备配置信息，并控制设备的工作和获取设备当前的状态。实现了即插即用，自动识别的测控系统就具有了一定的可扩展和自适应的能力，当有新设备接入到网络时，监控中心可以自动识别新插入的设备并对其进行管理，而不需要修改测控系统的应用程序，既减轻了系统编码的复杂性，使其更容易维护，又提高了系统的灵活性，使系统趋向智能化，在测控系统应用方面具有重要的意义。1．2

7、国内外的发展现状我国航天测控网的特色是规模适当，布局合理，以较少的投入获得了较大的效益。为满足载人航天的基本要求，我国航天测控网建立了网络管理中心，对测控网进行集中监控，并负责测控资源的动态优化配置，实现了对陆上、海上所有测控站的联网和统一管理调度。我国航天测控网对火箭、各种轨道卫星和载人飞船等航天器提供高精度测控支持服务，不仅轨道测算精度高，而且具备天地话音、电视图像和高速数据传输等能力。测控中心的专家组可根据各测控站传来的信息，研究决策并直接向航天器发送指令，实现了对航天器的“透明"控制，大大

8、强化了监控能力，特别是提高了在应急情况下的测控能力。而随着科学技术的进步，人类对空间探索的步伐越来越大。空间任务的需求，推动地面测控系统的更新和发展，主要体现在：测控站的建设周期越来越短；测控设备更新、改造和添加变得更频繁，测控站的控制容量和链路随着需求不断的2第一苹引言扩大。完善高效的地面测控系统的监控系统，可以提高测控站的工作效率，提高业务系统设备的利用率，缩短测控业务的准备时间，准确、高效地完成卫星业务测控的各项工作任务，对于提高对卫星的控制精度，延长卫星的使用寿命具有重要意