月背采样返回任务在轨中继对通方案设计与实现

1

作者 赵洋 李晓光 +3 位作者 陶灼 盛瑞卿 徐宝碧 黄昊 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第3期29-40,共12页

中国首个月背无人自动采样返回任务探测器在中继星支持下完成了月球背面软着陆和采样封装等月面工作,为确保探测器与中继星能够顺利稳定建立中继链路,顺利完成中继任务,在探测器入轨后提前建立器-星中继通信链路,即提前实施了探测器全... 中国首个月背无人自动采样返回任务探测器在中继星支持下完成了月球背面软着陆和采样封装等月面工作,为确保探测器与中继星能够顺利稳定建立中继链路,顺利完成中继任务,在探测器入轨后提前建立器-星中继通信链路,即提前实施了探测器全向测控链路和定向数传链路在轨中继对通测试。系统总结了月背无人自动采样返回任务在轨中继对通方案设计与在轨实施结果,首先梳理了月背无人自动采样返回任务在轨中继对通的任务过程,结合探测器和中继星飞行轨道特点对中继对通原理进行概述;然后对中继对通过程数据流设计状态进行说明;接着给出了在轨中继对通测试方案,具体包括中继对通测试弧段选择、地面测控站资源分配、中继对通飞行姿态设计、单器及器间全信息流覆盖测试项目设计以及测试流程和飞行时序设计等内容;最后描述了在轨飞行中继对通测试实施过程。在轨测试结果表明,月背无人自动采样返回任务在轨中继对通测试方案设计能够满足任务需求,测试过程有效验证了探测器与中继星接口匹配性和中继链路设计的正确性,所设计的方案兼顾了地面测控资源分配、飞行任务安全、飞行姿态设计、飞行时序设计、中继测控链路设计、器间信息流设计等综合因素,并且可以通过模块化设计,灵活调整以适应不同的发射窗口器-星间轨道相位变化,为后续复杂航天器与合作中继目标的在轨通信任务提供技术基础和飞行经验,有良好的应用前景。 展开更多

关键词 月背无人自动采样返回任务 月球中继星 中继链路建链 在轨测试 全向测控通信 定向数传通信

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多舱段组合式航天器数据总线系统设计

2

作者 李耀楠 郝维宁 +1 位作者 刘欣 王红光 《航天器工程》 北大核心 2025年第4期66-70,共5页

目前多舱段组合式航天器多采用主从式间接并网数据总线系统,针对该系统存在的不具备总线控制权迁移能力和系统重构能力、系统时延较大、系统构成较复杂等问题,文章提出了一种对等直连式、可重构组合式航天器数据总线系统,在有限资源条... 目前多舱段组合式航天器多采用主从式间接并网数据总线系统,针对该系统存在的不具备总线控制权迁移能力和系统重构能力、系统时延较大、系统构成较复杂等问题,文章提出了一种对等直连式、可重构组合式航天器数据总线系统,在有限资源条件下实现了多飞行器数据总线系统可靠直连和信息快速同步,降低了数据传输时延,同时保证了组合体总线系统网络的可靠性和安全性。经在轨飞行验证,研究成果可以为后续组合式航天器多舱段间的数据通信系统设计提供参考。 展开更多

关键词 组合式航天器 数据总线系统 对等直连式 可重构

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一种卫星遥测参数采集扩容方法

3

作者 计平 李延滨 《航天器工程》 北大核心 2025年第3期35-41,共7页

针对卫星对遥测参数的数量需求超过现有的采集容量的最大能力范围,进而导致遥测采集波道和采集电路继承性较差的问题,文章基于卫星的脉冲编码调制(PCM)遥测格式,提出了一种波道复用设计方法,在不改变传输速率、帧长、字长等遥测格式特... 针对卫星对遥测参数的数量需求超过现有的采集容量的最大能力范围,进而导致遥测采集波道和采集电路继承性较差的问题,文章基于卫星的脉冲编码调制(PCM)遥测格式,提出了一种波道复用设计方法,在不改变传输速率、帧长、字长等遥测格式特性的前提下,通过占用多个完整的格式,实现对模拟量遥测采集数量的扩容,经在轨验证,结果表明:该方法能有效满足工程应用对遥测容量的不同需求,可以为后续卫星遥测系统设计提供参考。 展开更多

关键词 卫星 模拟量 复用 脉冲编码调制遥测

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智能化航天器综合电子系统需求分析及其体系架构探讨 被引量：14

4

作者 何熊文 李楠 +1 位作者 徐勇 郭坚 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2018年第4期82-89,共8页

针对航天器在自主任务规划、自主健康管理、信息实时处理、天地一体化网络等智能化和网络化方面的需求,对现有综合电子系统的处理能力、信息传输能力、网络通信能力等存在的差距进行分析,提出了一种智能化航天器综合电子系统的体系架构... 针对航天器在自主任务规划、自主健康管理、信息实时处理、天地一体化网络等智能化和网络化方面的需求,对现有综合电子系统的处理能力、信息传输能力、网络通信能力等存在的差距进行分析,提出了一种智能化航天器综合电子系统的体系架构,并从硬件模块化设计、业务和协议标准化设计、软件分层及构件化设计3个方面给出了具体的方案。文章提出的体系架构能提供高性能的计算和处理平台,支持高速数据传输,支持器内、器间一体化联网,支持载荷信息融合等智能化处理,可提升航天器的智能化、网络化能力,提升航天器的好用性和易用性。 展开更多

关键词 航天器综合电子系统 体系架构 智能化 网络化

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月面无人自动采样返回飞行程序设计与实现 被引量：7

5

作者 盛瑞卿 赵洋 +5 位作者 邹乐洋 陈春亮 朱舜杰 黄昊 杜颖 彭兢 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2021年第6期91-102,共12页

针对嫦娥五号飞行程序多舱段、多任务、系统控制复杂的设计特点和难点,采用传统的飞行程序设计方法工作量大,状态控制困难,很难满足任务要求。提出了一种新的基于状态转移的方法对飞行程序进行系统建模,首先将整个飞行过程分解成若干模... 针对嫦娥五号飞行程序多舱段、多任务、系统控制复杂的设计特点和难点,采用传统的飞行程序设计方法工作量大,状态控制困难,很难满足任务要求。提出了一种新的基于状态转移的方法对飞行程序进行系统建模,首先将整个飞行过程分解成若干模块状态机;然后针对每个模块状态机的功能划分为状态触发器、评估器、执行器和确认器,并分别开展建模设计;最后通过状态触发器和确认器将各个功能模块进行连接,形成整个飞行程序的有限状态机描述。相比传统方法,该方法具有通用性、可扩展性和可复用性等特点,对于规范飞行程序设计,描述复杂的飞行任务过程有很大的优势。采用该方法对嫦娥五号飞行程序进行了建模和设计,并给出了典型飞行过程的设计结果。在轨飞行试验结果表明,该方法可以满足飞行任务的要求,确保了嫦娥五号在轨飞行控制任务圆满成功。 展开更多

关键词 嫦娥五号 飞行程序 多舱段 多任务 协同控制

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应用SpaceWire网络的航天器分布式存储系统设计 被引量：5

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作者 穆强 牛跃华 +3 位作者 于俊慧 李欣 袁珺 高何 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2019年第2期78-84,共7页

针对航天器数据存储需求多样化的发展趋势,提出了应用SpaceWire网络的分布式存储系统设计。系统由控制模块和存储模块组成,为航天器载荷设备提供标准SpaceWire物理层、链路层接口,并在网络层提供统一的虚拟数据接口,通过逻辑地址进行标... 针对航天器数据存储需求多样化的发展趋势,提出了应用SpaceWire网络的分布式存储系统设计。系统由控制模块和存储模块组成,为航天器载荷设备提供标准SpaceWire物理层、链路层接口,并在网络层提供统一的虚拟数据接口,通过逻辑地址进行标志和寻址,可屏蔽系统内部网络细节;载荷设备不必关注存储系统内部网络结构的变化,当部分模块故障时,可重新规划传输路径,对分布式存储系统进行重构,实现系统控制和数据存储功能的迁移。与存储需求相近、配置双固态存储系统的设计相比,其接口种类、协议设计更加简化,且系统重构方面的优势更为明显。 展开更多

关键词 航天器分布式存储系统 SpaceWire网络 网络层 包路由 系统重构

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中国首份CCSDS标准建议书编制及应用 被引量：3

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作者 何熊文 詹盼盼 +6 位作者 徐明伟 顾明 程博文 齐征 阎冬 朱剑冰 杨丽君 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2022年第5期102-108,共7页

2021年11月,空间数据系统咨询委员会(CCSDS)橘皮书《作为CCSDS星载参考体系结构的CAST飞行软件》(CCSDS 811.1-O-1)正式发布,这是CCSDS自1982年成立以来首份由中国主导编制的标准建议书。橘皮书中提出了空间和星内一体化网络协议体系结... 2021年11月,空间数据系统咨询委员会(CCSDS)橘皮书《作为CCSDS星载参考体系结构的CAST飞行软件》(CCSDS 811.1-O-1)正式发布,这是CCSDS自1982年成立以来首份由中国主导编制的标准建议书。橘皮书中提出了空间和星内一体化网络协议体系结构,以及与之配套的一种灵活而统一的飞行软件体系结构“伏羲”,设计了可重用构件化软件中间件,给出了具体的工程实现方法。软件中间件已在某遥感卫星中应用,软件构件化率高达70%,并可推广应用至其他航天器。中国承担橘皮书的编制工作,离不开长时间的技术攻关和积累,离不开在国际组织会议中的积极参与。该橘皮书的发布,标志着中国在CCSDS的角色由观察者向标准的制定者转变迈出了关键性的一步。 展开更多

关键词 空间数据系统咨询委员会橘皮书 软件体系结构 协议体系结构 综合电子系统

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应用扩展帧的航天器CAN总线应用层协议设计 被引量：3

8

作者 闫国瑞 苏晨光 +3 位作者 林博轩 史简 田帅虎 李军予 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2022年第1期89-97,共9页

为了适应航天器信息流多样性需求,提升信息交互的灵活性,提出一种应用扩展帧的CAN总线应用层协议设计。对CAN总线扩展帧29 bit标志符进行合理划分,将其分为数据优先级、源节点地址、组播标志、目的节点地址、帧序号标志、帧序号、帧数... 为了适应航天器信息流多样性需求,提升信息交互的灵活性,提出一种应用扩展帧的CAN总线应用层协议设计。对CAN总线扩展帧29 bit标志符进行合理划分,将其分为数据优先级、源节点地址、组播标志、目的节点地址、帧序号标志、帧序号、帧数据类型7个部分,使得该协议可以支持多优先级、主从、多主、组播、广播等多种灵活通信方式,支持CAN帧起始帧、结束帧、帧连续性判断,以及应用层数据包检验,提高数据传输的可靠性。另外,给出了组播、广播地址分配及屏蔽策略,满足复杂航天器的信息流需求,简化信息流设计过程。最后,通过构建组播、多主及多优先级场景进行应用实例验证,证明了文章提出的协议设计具有适用范围广、灵活性高等优点。 展开更多

关键词 航天器CAN总线 应用层 信息流 多主通信 多优先级

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星务管理软件框架设计与实现 被引量：5

9

作者 王婷 朱庄生 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第A01期30-33,共4页

星务管理软件是星务管理系统的灵魂,而星务管理软件框架为星务管理软件提供一个通用、标准的软件平台。结合微纳探测器软件功能集中化的需求,卫星各分系统的管理软件基本都集中在星载计算机内运行,对星务管理软件进行"一体化"... 星务管理软件是星务管理系统的灵魂,而星务管理软件框架为星务管理软件提供一个通用、标准的软件平台。结合微纳探测器软件功能集中化的需求,卫星各分系统的管理软件基本都集中在星载计算机内运行,对星务管理软件进行"一体化"设计;星务管理软件功能复杂,为便于用户软件的可复用和可移植,对星务管理软件采用"模块化"设计。最终实现星务软件功能一体化管理,各功能模块任务按预定模式在星载计算机中运行。 展开更多

关键词 星务管理 星载计算机 软件框架 一体化 模块化

原文传递

一种微纳卫星集成化载荷数据处理单元设计 被引量：3

10

作者 曹光伟 孙越强 +1 位作者 田峥 朱光武 《测控技术》 CSCD 2017年第5期1-4,共4页

为满足微纳卫星多载荷数据采集处理的需求,设计了一种集成化载荷数据处理单元,该单元作为载荷与微纳卫星进行数据交换的枢纽,具有多路载荷数字量和高精度模拟量采集通道,且具备接收注入数据、进行指令解码、载荷模式控制功能。通过双控... 为满足微纳卫星多载荷数据采集处理的需求,设计了一种集成化载荷数据处理单元,该单元作为载荷与微纳卫星进行数据交换的枢纽,具有多路载荷数字量和高精度模拟量采集通道,且具备接收注入数据、进行指令解码、载荷模式控制功能。通过双控制总线冗余、故障总线动态切换,提高了通信可靠性。该单元资源需求低,集成度高,具有一定的通用性。 展开更多

关键词 微纳卫星 集成化 载荷 数据处理

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基于传统遥控体制的分包遥控方案设计 被引量：11

11

作者 张亚航 赵思阳 何熊文 《飞行器测控学报》 2012年第S1期81-85,共5页

针对我国现有大部分航天任务基于传统的PCM(脉冲编码调制)遥控体制,与CCSDS(空间数据系统咨询委员会)发布的上行遥控协议族标准不相符的情况,通过对分包遥控协议族和传统遥控体制的研究和分析,提出一种基于传统遥控体制下的分包遥控协... 针对我国现有大部分航天任务基于传统的PCM(脉冲编码调制)遥控体制,与CCSDS(空间数据系统咨询委员会)发布的上行遥控协议族标准不相符的情况,通过对分包遥控协议族和传统遥控体制的研究和分析,提出一种基于传统遥控体制下的分包遥控协议实现方案。将该方案与传统PCM遥控方案进行了对比和分析,结果表明,该方案不需要修改传统遥控体制的硬件体制,改动成本低;并且具备标准分包遥控分层、灵活、扩展性良好等优点,能够满足新一代航天器数据上行传输的需求。 展开更多

关键词 遥控协议 CCSDS(空间数据系统咨询委员会) PCM(脉冲编码调制) 新一代航天器

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一种通用遥控注入数据格式的设计与应用 被引量：5

12

作者 何熊文 《航天器工程》 2008年第1期94-99,共6页

对航天器遥控体制的发展作了简要回顾和分析,重点研究了欧洲航天局定义的包应用标准。文章借鉴包应用标准的设计理念,与我国实际遥控需求相结合,设计了一套通用遥控注入数据格式,并开发了相应的地面软件和星载遥控处理软件。

关键词 包应用标准 遥控 数据格式 CCSDS

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再入遥测中的双重混合调制体制 被引量：2

13

作者 张健 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2000年第1期24-28,57,共6页

深入分析了再入遥测中ＰＰＫ／ＯＯＫ 和ＰＣＭ／ＦＭ 两种信号同频段共存的双重混合调制原理及其解调性能。结论表明： 双重混合调制对于提高信道容量是可行的。

关键词 再入遥测系统 双重混合调制 PPK/OOK PCM/FM

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遥测计算机字的自动判读 被引量：1

14

作者 鲜勇 苏娟 《遥测遥控》 2000年第4期31-35,共5页

以导弹模拟飞行原理为基础 ,建立了简化弹道模型 ,分析了导弹遥测计算机字各参数的大小范围、变化规律 ,根据确定的范围和变化规律编制了遥测计算机字自动判读软件 ,并用曲线图的形式直观地显示了遥测计算机字的变化。

关键词 遥测计算机字 导弹弹道 飞行特性

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计算机集群技术在测控系统中的应用研究

15

作者 郑慧英 贾颖 鲍忠贵 《飞行器测控学报》 2003年第2期66-69,共4页

本文介绍了计算机集群技术的特点,结合测控系统的应用现状及需求,着重针对数据处理、通信接口和存储系统三个方面,提出了将集群技术应用于测控计算机系统的解决方案.

关键词 计算机集群技术 测控计算机系统 数据处理 通信接口 容错机制

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卫星多光谱扫描仪模拟空间环境辐射定标技术 被引量：6

16

作者 杨林华 蒋山平 张容 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期514-518,共5页

模拟空间环境辐射定标技术主要用于卫星发射前对其所携带的多光谱扫描仪的响应特性进行辐射定标,为用户提供定标曲线。介绍了利用多个光源、多套定标光学系统的多光谱扫描仪辐射定标技术。多谱段光源系统由太阳辐照积分球和黑体组成,积... 模拟空间环境辐射定标技术主要用于卫星发射前对其所携带的多光谱扫描仪的响应特性进行辐射定标,为用户提供定标曲线。介绍了利用多个光源、多套定标光学系统的多光谱扫描仪辐射定标技术。多谱段光源系统由太阳辐照积分球和黑体组成,积分球用于可见光、近红外谱段的辐射定标,黑体用于远红外谱段的辐射定标。多谱段定标光学系统通过在真空低温环境下的精密传动机构切换反射镜位置,以离轴抛物面反射镜为中心形成两套光学系统,分别将积分球、黑体的辐射反射到扫描仪的入口,从而一次试验即可完成卫星多光谱扫描仪全谱段的辐射定标。 展开更多

关键词 辐射定标 光学系统 积分球 黑体 多光谱扫描仪

原文传递

基于国产商用器件的星载智能目标检测技术 被引量：2

17

作者 陈立群 邹旭 +3 位作者 张磊 朱颖盼 王港 陈金勇 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期6-15,共10页

针对星载计算平台体积、功耗受限难题,提出了“FPGA+AI处理器”的硬件架构,并设计了以国产商用器件复旦微JFM7K325T FPGA和华为Ascend310 AI处理器为核心的星载图像处理智能计算平台;针对深度网络算法计算、存储开销大的难题,提出了轻... 针对星载计算平台体积、功耗受限难题,提出了“FPGA+AI处理器”的硬件架构,并设计了以国产商用器件复旦微JFM7K325T FPGA和华为Ascend310 AI处理器为核心的星载图像处理智能计算平台;针对深度网络算法计算、存储开销大的难题,提出了轻量化遥感图像舰船目标检测算法,在保证检测精度的同时有效减小了计算量和参数量;针对神经网络算法实时部署计算慢的难题,开展量化感知训练、算子融合的计算图优化,以及多线程并行的软件设计,有效提升了实时计算性能。实验结果表明:该系统功耗<15 W,遥感图像舰船目标检测准确率达0.908,1152×1152遥感图像处理帧率达63.3帧/s,4096×5120大幅面图像处理帧率达3.17帧/s。实现了国产化智能目标检测平台深度学习算法实时部署,为实现自主可控的智能化星载前端系统进行了探索研究。 展开更多

关键词 星载平台 遥感图像 深度学习 国产器件 模型部署优化 舰船目标检测

原文传递

基于IPv6和空间包协议的空间路由策略设计与分析 被引量：3

18

作者 齐征 安秀枝 +1 位作者 何熊文 詹盼盼 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2019年第3期14-19,共6页

针对卫星星内和星间一体化组网问题,结合已有的智能化航天器综合电子系统协议体系架构,提出了基于IPv6和空间包协议的空间路由策略。该策略借鉴IPv4和IPv6的隧道机制,利用空间包局部信息与IPv6全局信息的映射完成协议封装。以星载路由... 针对卫星星内和星间一体化组网问题,结合已有的智能化航天器综合电子系统协议体系架构,提出了基于IPv6和空间包协议的空间路由策略。该策略借鉴IPv4和IPv6的隧道机制,利用空间包局部信息与IPv6全局信息的映射完成协议封装。以星载路由器为核心搭建演示验证系统,通过典型实例验证该策略具有一体化组网的可行性。在分析策略存在的灵活性问题基础上,提出了定制空间包格式、修改协议信息表的优化措施。该策略的设计与其在星载路由器中的实现,可为我国天地一体化信息网络的构建提供参考。 展开更多

关键词 空间路由 IPV6协议 空间包协议 星载路由器

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一种高可靠模块化的航天器通用接口单元设计 被引量：1

19

作者 张溢 韩璐 +1 位作者 刘伟伟 裴楠 《航天控制》 CSCD 北大核心 2021年第5期77-82,共6页

以综合电子系统的层次化设计模型为基础,提出并实现了一种基于模块化可伸缩的高可靠航天器通用接口单元设计。该设计以标准通用硬件模块、ASIC芯片、层次化总线体结构作为技术支撑,既可实现面向多种平台与载荷航天器的多任务接口适应性... 以综合电子系统的层次化设计模型为基础,提出并实现了一种基于模块化可伸缩的高可靠航天器通用接口单元设计。该设计以标准通用硬件模块、ASIC芯片、层次化总线体结构作为技术支撑,既可实现面向多种平台与载荷航天器的多任务接口适应性,也可实现数据接口单元内部模块资源的交叉重组与系统重构。该航天器通用接口单元已在多个航天器综合电子系统中成功应用,应用情况表明此方案能显著提升航天器通用接口单元的通用性与可靠性,增强系统故障容忍及自主处理能力,利于提升航天器的产品化批产能力与研制效率。 展开更多

关键词 航天器 综合电子系统 数据接口单元 系统重构 交叉重组

原文传递

CCSDS分包遥测在某卫星型号中的应用 被引量：8

20

作者 范颖婷 朱振华 王军旗 《飞行器测控学报》 2012年第S1期77-80,共4页

在某卫星型号的遥测设计中,考虑到传统遥测的缺点,采用了分包遥测体制。针对快遥测包可能存在被长包阻塞而导致延时的问题,提出了一种改进的遥测包调度策略,为多种速率的遥测包开辟了不同的缓存队列,设计了不同的优先级,并在卫星上进行... 在某卫星型号的遥测设计中,考虑到传统遥测的缺点,采用了分包遥测体制。针对快遥测包可能存在被长包阻塞而导致延时的问题,提出了一种改进的遥测包调度策略,为多种速率的遥测包开辟了不同的缓存队列,设计了不同的优先级,并在卫星上进行试验验证。证明该分包遥测设计能同时满足多种速率遥测包的传输需要;可编程能力强,便于计算机灵活控制;易于功能扩展;且对需求变化有很强的适应能力,方便在不同型号中应用,缩短软、硬件的设计开发周期。 展开更多

关键词 CCSDS(空间数据系统咨询委员会) 分包遥测 包调度策略 虚拟信道调度策略

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