一种基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，针对空间站各试验载荷大容量、高速率下行需求，实现利用以网络通信方式进行遥测、指令、广播和程序等各类数据进行通信传输的信息方案及通信协议，为网络通信技术在航天器上的首次应用，具有广阔的推广应用前景。 1

A space station space technology test information management system based on network communication

The invention relates to a space station space station space technology test information management system based on network communication, which aims to realize the information scheme and communication protocol of communication and transmission of various kinds of data such as telemetry, instruction, broadcast and program by network communication. The first application of network communication technology to spacecraft has broad application prospects. One

【技术实现步骤摘要】
一种基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统
本专利技术涉及一种基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，属于空间站工程航天技术试验

技术介绍
空间站航天技术试验是指在空间站平台利用平台以及空间环境资源开展航天新技术试验。针对各新型试验载荷大容量、高速率数据通信传输需求，以及降低试验系统总线资源消耗目的，传统总线通信技术无法满足空间站航天技术试验在轨试验通信需求，需要设计一种新型通信方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，能够应对空间站各试验载荷大容量、高速率下行需求，有效提高空间站网络通信效率。本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，包括货运飞船、货运飞船地面系统、天基系统和地面系统；其中，货运飞船包括载荷管理单元和网络交换机；货运飞船地面系统包括总控设备和测控设备；天基系统包括A设备和各个B设备；地面系统包括地面飞控支持系统，以及A设备自检装置和各个B设备自检装置；天基系统中，各个B设备分别经采集信号线或网络通信方式与A设备相通信；地面系统中，A设备自检装置和各个B设备自检装置分别经网络通信方式与地面飞控支持系统相通信；天基系统中的A设备经总线通信方式与货运飞船中载荷管理单元相通信，同时A设备经网络通信方式与货运飞船中网络交换机相通信；货运飞船地面系统中的总控设备和测控设备分别经网络通信方式与地面系统中的地面飞控支持系统相通信；货运飞船中的载荷管理单元与货运飞船地面系统中的总控设备相通信；货运飞船中的网络交换机与货运飞船地面系统中的测控设备相通信。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述空间站航天技术试验信息管理系统针对各数据的传输，均采用两个相互独立的数据传输通道：测控数据通道和业务数据通道；其中，测控数据通道主要用于传输控制指令、遥测数据、上注程序，以及来自上级货船/A设备的广播信息；业务数据通道主要用于传输A设备/B设备在试验过程中所产生或传递的试验数据、设备状态数据。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述A设备和各个B设备分别均自行设计缓存区，其中，B设备缓存区大小应至少能够存储2个最小试验周期的完整数据；A设备的缓存区依照每个B设备5GB大小分配给B设备，在试验过程中B设备以先入先出的方式优先使用A设备的缓存区，一旦达到预分配的存储门限值，A设备将发送“数据传输禁止”指令，使得不再接收B设备的数据，并通过遥测数据报告地面，此时B设备需自行缓存数据。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述A设备和各个B设备均支持断点续传。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述天基系统中，各个B设备分别经RS422采集信号线或网络通信方式与A设备相通信。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述总线通信方式为1553B总线通信方式。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述网络交换机为以太网交换机，所述网络通信方式为以太网通信方式。本专利技术所述一种基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术所设计基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，针对空间站各试验载荷大容量、高速率下行需求，实现利用以太网进行遥测、指令、广播和程序等各类数据进行通信传输的信息方案及通信协议，为以太网通信技术在航天器上的首次应用，具有广阔的推广应用前景。附图说明图1是本专利技术基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统的架构图；图2是本专利技术中天基系统的系统组成及网络、RT终端配置；图3是本专利技术中测控数据通道的通信层次关系示意；图4是本专利技术中测控数据通道上下行封包/拆包示意；图5是本专利技术中业务数据通道的通信层次关系示意；图6是本专利技术中业务数据通道的下行封包/拆包示意。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。如图1所示，本专利技术设计一种基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，包括货运飞船、货运飞船地面系统、天基系统和地面系统；其中，货运飞船包括载荷管理单元和以太网交换机；货运飞船地面系统包括总控设备和测控设备；天基系统包括A设备和各个B设备，具体天基系统组成如图2所示；地面系统包括地面飞控支持系统，以及A设备自检装置和各个B设备自检装置；天基系统中，各个B设备分别经RS422采集信号线或以太网通信方式与A设备相通信；地面系统中，A设备自检装置和各个B设备自检装置分别经以太网通信方式与地面飞控支持系统相通信；天基系统中的A设备经1553B总线通信方式与货运飞船中载荷管理单元相通信，同时A设备经以太网通信方式与货运飞船中网络交换机相通信；货运飞船地面系统中的总控设备和测控设备分别经以太网通信方式与地面系统中的地面飞控支持系统相通信；货运飞船中的载荷管理单元与货运飞船地面系统中的总控设备相通信；货运飞船中的网络交换机与货运飞船地面系统中的测控设备相通信。本专利技术设计基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统中，所述空间站航天技术试验信息管理系统针对各数据的传输，均采用两个相互独立的数据传输通道：测控数据通道和业务数据通道；其中，测控数据通道主要用于传输控制指令、遥测数据、上注程序，以及来自上级货船/A设备的广播信息；业务数据通道主要用于传输A设备/B设备在试验过程中所产生或传递的试验数据、设备状态数据。并且所述A设备和各个B设备分别均自行设计缓存区，其中，B设备缓存区大小应至少能够存储2个最小试验周期的完整数据；A设备的缓存区依照每个B设备5GB大小分配给B设备，在试验过程中B设备以先入先出的方式优先使用A设备的缓存区，一旦达到预分配的存储门限值，A设备将发送“数据传输禁止”指令，使得不再接收B设备的数据，并通过遥测数据报告地面，此时B设备需自行缓存数据。规定数据可靠性设计，鉴于天地之间、货运飞船平台与TZ-1任务系统之间信息通道的不确定性，所述A设备和各个B设备均支持断点续传；此外，由于数据下行所采用的网络传输层协议(UDP)无确认、拥塞、乱序等可靠性保证机制，建议B设备进行业务数据包的设计时充分考虑信息的独立性，尽量降低包与包之间的信息关联度，便于最大限度的获取有效试验数据。本专利所设计基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，在实际应用中，对于有多个子试验任务的B设备，至少需具备两种状态：等待状态和试验状态。等待状态是指设备加电后首先进入的无试验任务的状态；试验状态是指设备正在进行试验任务的工作状态。对于有多个试验子载荷的B设备，只要有一个子载荷在进行试验任务，即处于试验状态。B设备当前状态需通过1553B实时报告地面。要求各信息设备(包括A和B设备)应对各自的工作过程和健康状态实时检测(必须包括实际下行总业务数据包数，含所有1553B遥测数据，且能在各自检设备中显示)，并周期性通过业务通道下传地面，自行实时解析。关于时间分发的管理：A设备将周期性的收到货运飞船通过1553B总线广播的当前时间。A设备需以一定的周期对自身时钟进行校正，并且以10s为一个周期，通过广播消息将A设备的实时时间分发给B设备，B设备收到的最大时间偏差不得超过1s。对于本专利技术基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统中的信息互联性，A设备与B设备(B2除外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，其特征在于：包括货运飞

【技术特征摘要】
1.一种基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，其特征在于：包括货运飞船、货运飞船地面系统、天基系统和地面系统；其中，货运飞船包括载荷管理单元和网络交换机；货运飞船地面系统包括总控设备和测控设备；天基系统包括A设备和各个B设备；地面系统包括地面飞控支持系统，以及A设备自检装置和各个B设备自检装置；天基系统中，各个B设备分别经采集信号线或网络通信方式与A设备相通信；地面系统中，A设备自检装置和各个B设备自检装置分别经网络通信方式与地面飞控支持系统相通信；天基系统中的A设备经总线通信方式与货运飞船中载荷管理单元相通信，同时A设备经网络通信方式与货运飞船中网络交换机相通信；货运飞船地面系统中的总控设备和测控设备分别经网络通信方式与地面系统中的地面飞控支持系统相通信；货运飞船中的载荷管理单元与货运飞船地面系统中的总控设备相通信；货运飞船中的网络交换机与货运飞船地面系统中的测控设备相通信。2.根据权利要求1所述的基于网络通信的空间站航天技术试验信息管理系统，其特征在于：所述空间站航天技术试验信息管理系统针对各数据的传输，均采用两个相互独立的数据传输通道：测控数据通道和业务数据通道；其中，测控数据通道主要用于传输控制指令、遥测数据、上注程序，以及来自上级货船/A设备的广播信息；业...

【专利技术属性】
技术研发人员：李潇，张瀛，王喆，史府鑫，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11