本书梳理了空间数据系统的发展历史和背景,给出了空间数据系统的标准体系和空间数据系统的相关技术基础,系统阐述了空间数据系统分层模型中各层的组成、原理和相互关系,自上而下对模型中的应用层业务、空间网络、空间链路、同步和信道编码、射频与调制等标准和技术进行了深入的分析,并结合工程实际应用加以说明。此外,还对邻近空间链路、器载数据处理与接口和空间数据安全等辅助性的标准协议进行了分析和应用阐述。本书可作为高等院校宇航相关专业学生的教学参考书,也可供从事宇航工程、航天器总体设计、空间数据系统设计及有关专业的科技人员参考。
第1章绪论001
1.1空间数据系统的产生背景和主要功能002
1.1.1空间数据系统的产生背景002
1.1.2空间数据系统的主要功能004
1.2空间数据系统技术的发展和演变006
1.2.1空间数据系统的发展过程006
1.2.2以功能划分的独立设备008
1.2.3统一载波测控系统和计算机应用011
1.2.4多种数据混合传输和动态调度机制014
1.3未来空间数据系统的发展趋势016
参考文献020
第2章空间数据系统的标准体系021
2.1空间数据系统标准的发展历程022
2.1.1靶场间仪器组标准022
2.1.2欧洲空间局标准023
2.1.3CCSDS标准024
2.2CCSDS标准的建立和演变026
2.2.1计算机网络和移动通信技术的发展和标准化026
2.2.2空间技术发展的需求027
2.2.3CCSDS的建立和早期工作028
2.2.4CCSDS标准的重规划和新发展030
2.3空间通信协议体系037
2.3.1空间通信协议功能和组成037
2.3.2应用层038
2.3.3传输层039
2.3.4网络层039
2.3.5数据链路层041
2.3.6物理层041
2.3.7空间通信协议的组合应用方式041
2.4航天器内部通信协议体系043
2.4.1器内通信协议功能和组成043
2.4.2应用支持层044
2.4.3传递层045
2.4.4亚网层046
2.5航天器运行管理和信息存档标准047
2.5.1地面系统组成及主要功能047
2.5.2任务操作048
2.5.3空间信息管理050
2.6交互支持标准052
2.6.1交互支持的概念052
2.6.2空间链路扩展业务054
2.7CCSDS标准在空间数据系统中的应用056
2.7.1使用空间包的端到端数据传输056
2.7.2使用IP通过CCSDS空间链路协议的端到端路由057
2.7.3使用CFDP协议的端到端数据传输059
2.7.4空间通信协议与航天器内部通信协议的连接060
参考文献062
第3章空间数据系统相关技术基础064
3.1通信网络分层模型065
3.2协议、服务和业务070
3.3服务类型和服务质量073
3.4交换技术076
3.4.1电路交换076
3.4.2报文交换077
3.4.3包交换077
3.4.4帧中继078
3.4.5信元交换078
3.4.6高层交换技术079
3.5网络寻址和路由080
3.5.1网络地址080
3.5.2端到端数据传输过程082
3.5.3网络路由084
3.6多路复用086
3.6.1经典的多路复用方法086
3.6.2动态多路复用方法087
3.6.3虚拟信道088
3.7差错控制090
3.7.1停—等协议091
3.7.2回退N协议091
3.7.3选择重传协议092
参考文献093
第4章应用层业务094
4.1空间数据系统应用层的特点095
4.2应用层总体架构101
4.2.1应用管理层业务102
4.2.2应用支持层业务103
4.2.3应用层数据结构103
4.3遥控管理业务107
4.3.1业务信息流107
4.3.2业务支持关系109
4.3.3PUS服务应用109
4.3.4SOIS服务接口113
4.4遥测管理业务114
4.4.1业务信息流114
4.4.2业务支持关系115
4.4.3PUS服务应用116
4.4.4SOIS服务接口119
4.5航天器管理业务120
4.5.1业务信息流120
4.5.2业务支持关系121
4.5.3PUS服务应用121
4.5.4SOIS服务接口123
4.6内务管理业务124
4.6.1业务信息流124
4.6.2业务支持关系125
4.6.3PUS服务应用125
4.6.4SOIS服务接口127
4.7任务专用业务和业务功能扩展128
4.7.1数据和信息获取128
4.7.2数据处理130
4.7.3输出执行130
4.8载荷数据处理业务131
4.8.1数据压缩131
4.8.2数据存储和访问135
4.8.3数据传输136
参考文献140
第5章空间网络141
5.1空间网络实现机制142
5.1.1太阳系互联网络142
5.1.2SSI下的空间网络体系结构144
5.1.3空间包传输方式的扩展145
5.2容延迟网络147
5.2.1束协议(BP)148
5.2.2利克莱德传输协议(LTP)152
5.3IP通过CCSDS链路159
5.3.1IP通过CCSDS空间链路的一般过程159
5.3.2服务定义160
5.3.3业务实
赵和平,研究员,博士生导师,中国空间技术研究院科技委常委、全国军用测控标准化委员会委员、中国空间技术研究院空间数据系统咨询委员会首席代表。主要从事航天器总体、测控通信、综合电子系统、空间信息安全等方面的研究工作。入选“新世纪百千万人才工程”重量人选。作为主要完成者获部级科学技术进步一等奖1项,国防科学技术二等奖1项、三等奖4项。
何熊文,研究员,空间数据系统咨询委员会航天器接口业务领域副,现任职于中国空间技术研究院总体部。主要从事航天器综合电子系统、空间网络、星载接口、星载嵌入式软件等方向的研究工作。作为主要完成者获授权专利9项,发表核心期刊论文10余篇。
刘崇华,研究员,现任职于中国空间技术研究院总体部,“北斗三号”卫星副总设计师。主要从事航天器总体、测控通信、综合电子系统等方向的研究工作。获部级科技进步一等奖1项,二等奖1项,三等奖5项。
强晖萍,不错工程师,现任职于中国空间技术研究院总体部,主要从事航天器测控通信等方向的研究工作。参与了我国“嫦娥三号”、“嫦娥四号”和火星探测等深空探测器的测控通信系统设计和研制工作。