星載數據管理方法及裝置

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星載數據管理方法及裝置一種基於AOS標準的星載數據管理方法及裝置，中國空間技術研究院（航天五院）隸屬於中國航天科技集團有限公司，成立於1968年2月20日。自1970年4月24日成功發射我國第一顆人造地球衛星以來，研究院已抓總研製並成功發射了300餘顆航天器，實現200餘顆航天器在軌運行，研製的航天器覆蓋載人航天、月球與深空探測、導航定位、對地觀測、通信廣播、空間科學與技術試驗六大系列航天器，實現了大、中、小、微型航天器的系列化、平台化發展。

目錄

簡介

研究院圓滿完成載人航天工程、探月工程、北斗工程、高分工程為代表的重大航天任務，為實現我國航天三大里程碑跨越發展做出了突出貢獻。研究院充分發揮航天技術的優勢和輻射帶動作用，不斷將航天新技術成果推廣到國民經濟多個領域。聚焦衛星應用、智能裝備、空間生物三大優勢業務板塊，打造了中國衛星、康拓紅外、航天生物三大業務發展主體平台，形成了以京津冀、長三角和粵港澳大灣區三大重點區域為主的區域布局。研究院堅持國際化發展戰略，積極踐行「一帶一路」倡議，推動構建人類命運共同體，先後與俄羅斯、法國、巴西等100多個國家和地區的宇航公司及空間研究機構建立了良好的合作關係。2004年實現了首顆商業衛星出口合同簽署。截至2020年底，已向國際用戶交付了20顆商業衛星，出口產品覆蓋通信衛星、遙感衛星、衛星應用、航天器研製基礎設施、宇航單機部組件和宇航元器件等。研究院打造了北京、天津、懷來、西安、蘭州、煙臺、深圳、內蒙古、杭州等產業基地，擁有空間飛行器總體設計、分系統研製生產、系統集成、總裝測試、環境試驗、地面設備製造及衛星應用、服務保障等配套完整的研製生產體系。研究院現有中國科學院和中國工程院院士9人，國際宇航科學院院士11人，俄羅斯宇航科學院院士9人，國家級突出貢獻專家15人，全國技術能手40人，高級以上職稱人員7200餘人。研究院獲得國家科學技術獎84項，其中特等獎9項；授權專利7700餘件，榮獲中國專利金獎3項；省部級獎3000餘項。研究院先後榮獲全國文明單位、全國創先爭優先進基層黨組織、全國模範職工之家等榮譽稱號。

技術要點

（解決的技術難題、技術指標等）

隨着人類探索宇宙空間需求的不斷擴大，航天器的應用任務涉及多種學科，包括了空間生命空間材料、空間環境、空間天文、地球環境、對地觀察等多方面的科學研究與應用。這些任務往往要求使用具有不同數據速率、紛繁複雜的數據格式和多種多樣的工作模式的科學探測設備。例如，2020年7月23日成功發射的中國火星探測器「天問一號」搭載了中分辨率相機、高分辨率相機、火星磁強計、火星離子與中性離子分析儀、火星能量粒子分析儀等共計13種有效載荷。2020年7月25日成功發射的資源三號03星配置了三線陣相機、多光譜相機和激光測高儀等多種有效載荷。航天器有效載荷數據和輔助測量數據具有數據種類多、碼速率差異大、可異步工作等特點,如何高效有序的對這些數據進行組織管理？採用空間數據系統諮詢委員會高級在軌系統（Advanced Orbiting System，AOS）標準是解決上述問題的優選方案。

本發明公開了一種基於AOS標準的星載數據管理方法，AOS標準是一種高級在軌數據系統傳輸處理協議，它服務於空-空、空-地數據傳輸與處理系統，用於實時復接處理各種不同速率、不同類型的載荷數據。包括數據封裝步驟；調度發送步驟。其中，數據封裝步驟分別對平台數據、業務數據和實驗數據進行不同的業務封裝，調度發送步驟採用優先級對數據封裝步驟產生的VCDU數據進行調度。包括數據封裝單元、數據調度單元、三級業務編碼單元和二級業務編碼單元，其中，所述數據封裝單元包括第一數據封裝單元、第二數據封裝單元和第三數據封裝單元；所述數據調度單元包括一級調度單元和二級調度單元。本發明所述方法或裝置對衛星產生的各類數據格式化封裝和調度，提高了對衛星的數據傳輸效率和信道利用率。

本項目擁有專利技術，主要應用於航空航天、信息技術領域。

應用成效

我國20世紀90年代初開始跟蹤研究CCSDS建議，已實現了從單純的跟蹤研究到工程應用、前沿技術驗證的轉變。1999年5月發射的「實踐」五號衛星成功進行了採用AOS標準的在軌技術飛行試驗，取得了應用 AOS標準的寶貴經驗。其後神舟二號至神舟六號飛船有效載荷數據管理系統全面採用了AOS標準，應用虛擬信道和分包的概念在同一物理信道上同時成功傳輸了包括觀測類、實驗類、工程類的數十種數據。後續發射的嫦娥一號、風雲三號、高分系列等衛星均採用AOS標準，滿足了航天器的諸多要求，包括數據格式複雜、數據的突發性強、載荷種類多等。根據航天器有效載荷實際配置情況,採用AOS 編碼方式將低速和高速不同種類、不同長度、不同性質數據進行整合,在 AOS 格式化器完成多類載荷數據的復接。

在複雜航天器系統中採用AOS體制,遙測、跟蹤、電視、話音、大量實驗數據、靜止圖象等各類信息可動態地合路為一個數據流，通過一個射頻信道傳送,就信道而言,顯而易見有效地提高了信道利用率,就硬件配置而言，易於採用模塊化設計，系統配置大大簡化,且又提高了系統可靠性。此外，採用AOS體制可以縮短研製周期、降低研製成本，實現國際空間組織間的交互支持，從而取得巨大的經濟效益。作為空間數據信息處理的理論依據，AOS 標準為空間數據信息處理智能化、高速化提供了堅實的基礎，AOS 標準必將隨着人類探索宇宙的腳步而得到更深層次的應用。