ccsds高级在轨系统协议的应用研究与工程实践

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1、中国科学院空间科学与应用研究中心博士后学位论文CCSDS高级在轨系统协议的应用研究与工程实践姓名：杨宜康申请学位级别：博士后专业：空间物理学指导教师：孙辉先20051101中文摘要本报告系统阐述了空间数据系统的种类和在航天测控通信体制中的地位，以比较分析三种航天数据系统标准和CCSDS标准的国际国内应用现状、工程实践、发展趋势入题，以中国航天工程型号任务为背景，按研究阶段为顺序展开讨论，详细叙述并总结了几项课题的立项依据、研究内容、研究方法、理论基础、技术路线、关键技术、研究成果、产品功能与技术指标，以及测试运行结果及结论。首先

2、叙述了百兆级CCSDS标准AOS协议高速多路复接器的理论研究、原理样机研制、天．地传输系统的研制。在此基础上，叙述了业务种类更全面、协议功能更完整的增强型AOS协议芯片的设计依据、研制内容、设计方法、产品技术指标。面向工程型号任务，探讨了传输带宽受限任务的多路数据信道优先级管理、虚拟信道分配／调度策略，在引入Qos指标的基础上深入研究在AOS协议框架下实现各种CCSDS业务数据多路传输。面向未来中国月球探测二期任务，针对任务特点和设计约束，研制了基于SoC方案的低功耗、轻小型化的月球车AOS协议多路数据复接单元。最后，面向航天测

3、控从TT&C向C&T体制过渡、向天基网络化测控体制过渡的趋势，探讨了基于AOS协议实现统一载波的综合测控／数传体制，以及利用AOS协议等时性业务实现双程伪码测距的方法。本报告的主要贡献是突破了：AOS协议下虚拟信道的统计时分复用理论与自适应信道动态调度方法；传输带宽受限约束条件下的多路数据的虚拟信道优先级管理与QoS传输策略；数百兆比特率多路数据传输的高速传输及高速信道纠错编码的实现；多种高速总线标准与AOS协议高速复接器的数据互联；实现多路数据，特别是图像／话音这类等时数据的实时QoS传输；基于SoC实现的640Mbps码速率

4、的AOS协议处理芯片应用在三项任务的高速多路复接器以及天．地综合数据传输系统研制中，性能优异、稳定可靠。探讨了采用AOS协议插入业务实现在综合数传信道中进行双程伪码测距的方案。综上所述，本报告的研究获得了丰富的理论与技术成果，提出了较多的创新理论、创新方法和先进技术，突破了一批关键技术，并在工程实践中得到验证。关键词：空间数据系统咨询委员会，高级在轨系统，高速多路复接器，统计时分复用，信道纠错编码，插入业务AbstractInthethesis，thecategoryofSpaceDataSystemanditsstatusin

5、Tr&cisintroducedatbeginning．thenthreekindsof"IT&CDataStandardarecomparedandanalyzed,latertheworldwideresearching，applicationanddevelopingofCCSDSarepresented．Based011thebackgroundofseveralChinaSpaceProjects，thetargetsoftask,researchapproach，theoryandprinciple，technica

6、lstrategy,keytechniques，productions，functionandperformance，testingr印。心andconclusion，arepresentedandexpatiatedinthethesisbythesequenceofprojectphases．Firstly,the640MbpsHighRateFrameMultiplexerofCCSDSAOSprotocolisintroducedondetailaboutitscommunicationprinciple，modelde

7、vice，Spacecraft-EarthStationDataCommunicationdemonstratingSystem．Then,theEnhancedAOSICofimprovedperformance，integratedfunction，comprehensiveservicetypes，isresearchedanddiscussedbyexpatiatingitsdesignprocedure．Consideringtheobjectofspacecraftprojectionandtask,theimpor

8、tantandsignificantproblemofthechannelspriorityassignandvisualchannelsmanagementstrategyinmultiple-channelsdatastreamtransmissionofb