邻近空间链路协议在火星探测中的应用研究

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1、V01．24No．2航天器工程第24卷第2期74SPACECRAFTENGINEERING2015年4月邻近空间链路协议在火星探测中的应用研究张红军郭坚(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要介绍了邻近空间链路协议(Proximity一1spacelinkprotoc01)的分层模型和业务类型。从3个方面分析了在我国火星探测任务中应用邻近空间链路协议的优势：首先提出了火星探测中在轨道器和漫游车之间建立邻近空间链路的典型应用，其次分析了邻近空间链路在解决远距离传输信号衰减和延时问题上起到了一定的作用，最后说明了邻近空间链路比高级在轨系统(AOS)空间数据链路更适合于火星探测任

2、务。文章进一步设计了邻近空间链路协议的传输帧结构，提出了数据传输帧的几种端口路由策略以及数据链路的差错控制方式。关键词邻近空间链路协议；火星探测；协议数据单元；邻近链路传输单元；端口路由中图分类号：V557文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．02．013ResearchonApplicationofProximity一1SpaceLinkProtocolinMarsExplorationZHANGHongjunGUOJian(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing1000

3、94，China)Abstract：LayeredmodelandservicetypesofProximity一1spacelinkprotocolaredescribedinthispaper．TheadvantageofusingProximity1spacelinkprotocolinMarsexplorationprojectisana—lysedinthreeaspects．Firstly，thetypicalapplicationofestablishingProximity一1spacelinkbe—tweentheorbiterandtheroverisadvanc

4、ed．Secondly，thelinkplaysasignificantroleinsolvingtheproblemofsignalattenuationanddelayinterveningremotetransmission。Finally，Proximity一1spacelinkisamoreappropriatelinkusedinMarsexplorationthanAOSspacedatalink．Inad—dition，thedatastructureoftransferframeusedinProximity一1spacelinkprotocolisdesigned

5、．Thestrategyforroutingtransferframefromsomeportsandtheerrorcontrolmethodofdatalinkarepresented．Keywords：Proximity一1spacelinkprotocol；Marsexploration；protocoldataunit；proximitylinktransmissionunit；portroute1引言进入21世纪以来，国际上先后进行了多次火星探测发射任务，都取得成功或基本成功Ⅲ。火星探测器与地球的最远通信距离达4亿千米，导致通信过程存在巨大的信号衰减和延时。为了克服这一问

6、题，仅依靠增大器载设备或地面站的发射机功率和天线口径的方法受到限制，必须采取综合技术措施予以解决比]，应用邻近空间链路就是一项有力的措施。早在2001年，NASA就将邻近空间链路应用收稿日期：2014—12—04；修回日期：201503—02作者简介：张红军，男，工程师，研究方向为遥感和深空探测星载软件及其可靠性、空间通信链路。Email：zhanghjbuaa@Slna．com。第2期张红军等：邻近空间链路协议在火星探测中的应用研究于火星奥德赛轨道器(Mars0dysseyOrbiter)和火星漫游车(即巡视器)之间的通信。火星漫游车直接与地球通信的速率仅为几千比特每秒，与奥德赛轨

7、道器通信的速率可达2Mbit／s，而奥德赛轨道器和地球通信的数据传输速率可达256kbit／s，这样实际上间接提高了漫游车和地球之问的通信速率。2011年我国研制的萤火一号火星探测器曾搭载俄罗斯的运载火箭发射。萤火一号火星探测器应用X频段直接和地球通信口]，器地通信的码速率最高达8kbit／sL4j，通信速率明显低于通过轨道器转发的通信速率，比较遗憾的是由于诸多原因此次发射任务失败了，设计实现的各项技术指标没能经过在轨飞行验证，我国目前尚没有在火星探测任务