一种基于CCSDS通信操作规程的多星大数据上注系统的制作方法

本发明涉及多星大数据上注系统，更具体地说，涉及一种基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统。

背景技术：

1、随着我国卫星产业发展迅猛，卫星产业正呈现出制造批量化、功能多样化、星座巨型化、组网智能化、天地一体化互联、低成本商业化等发展趋势。

2、在新技术发展和多样化需求的双驱动下，使批量发射、批量管理的卫星组网方式成为布局卫星互联网发展，抢占卫星批量研产高地的有效手段。与此同时，组网星座的星地通信链路安全保护尤为关键。由于空间链路具有开放传输网络属性，空间数据系统广泛存在被侦听、重传、伪造数据信息的安全隐患。为应对空间任务的安全需求，国际空间数据系统咨询委员会(consultative committee for space data sys-tems，ccsds)提出了各类型航天任务的安全保证体系框架，开发定制了系列空间数据系统数据标准化文件。

3、目前，现有技术主要存在以下缺点：

4、1、组网星座的多颗卫星通过地面站上注大数据时缺乏统一、高效的协议体系和管理系统，将对星地测控资源造成浪费，增加卫星的通信成本。

5、2、传统卫星大数据上注流程中遇到错包、丢包情况后多数采用全部重传处理，少数支持断点重传的机制也很难做到高速响应和多星、多站适配，同样增加了测控资源负担；

6、3、传统卫星大数据上注的数据校验流程主要采用实时校验或完成后校验，实时校验对卫星的实时计算资源耗费较大，且会降低有效数据利用率；完成后校验缺乏数据校验的实时性，若完成后不能对错包、丢包及时补发则会浪费整次大数据上注的测控资源。

7、前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，该多星大数据上注系统极大提高了卫星星座大数据上注通信的稳定性、安全性。

2、本发明提供一种基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，包括卫星平台、地面测控系统及星地通信链路；所述卫星平台和所述地面测控系统通过所述星地通信链路进行通讯；所述卫星平台包括卫星计算机和卫星测控模块；所述卫星平台通过卫星测控模块完成数据通信功能，将接收到的地面数据经过解调、解密后传输至卫星计算机，再由卫星计算机完成数据判别和分析处理。

3、进一步地，所述地面测控系统通过卫星频点、调制扩频码差异进行多星控制，同时在数据应用层加入航天器id进行指令判别。

4、进一步地，所述地面测控系统进行多星控制包括：所述地面测控系统发射预设星数据，通过所述星地通信链路传输至预设星答应机；判断是否为预设星频点，若不是预设星频点，则丢弃；若是预设星频点，则继续判断是否为预设星扩频码组，若不是预设星扩频码组，则丢弃；若是预设星扩频码组，则传输至预设星计算机；预设星计算机判断是否为预设星航天器id，若不是预设星航天器id，则丢弃；若是预设星航天器id，则数据成功接收。

5、进一步地，所述地面测控系统进行多星控制还包括：

6、将帧头中的帧计数作为cop-1协议传输中需要的数据包序列号n(s)，并保持上注的序列号n(s)星地同步，随后对上行大数据包根据其n(s)序列号值与星上预计的序列号v(r)相比较，若n(s)符合星上预期则立即接收，不符合序列判断的数据不接收，并根据序列号窗口范围控制卫星接收状态，随后将结果生成控制报告反馈给地面站，地面测控系统通过解析报告对数据进行重发、补发操作。

7、进一步地，cop-1规程使能后卫星端有三种工作模式，分别为开放模式、等待模式和锁定模式；三种模式的切换与缓存区空间和星地之间的n(s)序列号相关；

8、在开放模式下，卫星端正常按顺序接收大数据包，当序列号n(s)异常时不接收数据，并通过控制报告指引地面进行重放；当接收缓存区空间不足则进入等待模式，当大数据包的序列号n(s)与卫星端预计的序列号v(r)相差过大进入锁定模式；

9、在等待模式下，星务仅接受快捷服务，绕过判断的遥控帧，当缓存区释放足够空间后进入开放模式，当大数据包的序列号n(s)与卫星端预计的序列号v(r)相差过大进入锁定模式；

10、在锁定模式下，星务仅接受快捷服务的遥控帧，在接收到解锁或初始化等控制指令后进入开放模式。

11、进一步地，所述地面测控系统通过cop-1协议对大数据帧进行重发包括：地面接收遥测帧并将操作控制域中的控制报告字段存至控制报告缓存区；cop-1监控状态使能时，检测模块对操作控制域缓存区进行监视，并对最新的控制报告进行分析；若控制报告中的重传符判断需要重传，则向soc传输重放指令信号和对应重放的序列号值n(s)；soc根据协议组帧发送重放的遥控大数据帧。

12、进一步地，所述地面测控系统进行多星控制还包括：有效大数据源包在地面测控系统经过封装、分割、再封装后通过星地通信链路上传至卫星平台，由所述卫星测控模块完成解调、解密步骤后输入至卫星计算机；在传输帧层级经过cop-1序列控制，由卫星计算机对大数据传输包的包头进行判别，将大数据包按功能类型划分为转发类型和拼包类型。

13、进一步地，拼包类型的大数据包由卫星计算机先进行缓存，待接收到含有尾包标志的数据包后再进行拼接、校验运算；卫星计算机完成拼包校验操作或收到单机反馈的缺包信息后，若缺包数量在阈值范围内，则通过遥测信息通知地面站进行补发；若缺包数量超过阈值范围，则立即停止当次传输任务；当缺包信息反馈给地面后，卫星继续等待地面补发缺失包，地面上注大数据包批次id不变则视为补发，每次补发后重新校验，直到补发完成校验通过。

14、本发明提供的基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，该系统的传输帧结构基于ccsds通信操作规程，同时在包结构中增加了数据拼接、数据分类的设计，同时从不同数据层对该遥控系统进行了多星控制优化，极大提高了卫星星座大数据上注通信的稳定性、安全性；另一方面，本发明设计的协议系统可以实现对组网星座大数据上注的统一、高效管理，极大提升了大数据通信链路的稳定性，进而减少了卫星与地面站间通信资源的浪费，降低了组网星座长期运营的通信成本。

技术特征：

1.一种基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，其特征在于，包括卫星平台、地面测控系统及星地通信链路；所述卫星平台和所述地面测控系统通过所述星地通信链路进行通讯；

2.根据权利要求1所述的基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，其特征在于，所述地面测控系统通过卫星频点、调制扩频码差异进行多星控制，同时在数据应用层加入航天器id进行指令判别。

3.根据权利要求2所述的基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，其特征在于，所述地面测控系统进行多星控制包括：

4.根据权利要求3所述的基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，其特征在于，所述地面测控系统进行多星控制还包括：

5.根据权利要求4所述的基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，其特征在于，cop-1规程使能后卫星端有三种工作模式，分别为开放模式、等待模式和锁定模式；三种模式的切换与缓存区空间和星地之间的n(s)序列号相关；

6.根据权利要求4所述的基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，其特征在于，所述地面测控系统通过cop-1协议对大数据帧进行重发包括：

7.根据权利要求2所述的基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，其特征在于，所述地面测控系统进行多星控制还包括：有效大数据源包在地面测控系统经过封装、分割、再封装后通过星地通信链路上传至卫星平台，由所述卫星测控模块完成解调、解密步骤后输入至卫星计算机；

8.根据权利要求7所述的基于ccsds通信操作规程的多星大数据上注系统，其特征在于，拼包类型的大数据包由卫星计算机先进行缓存，待接收到含有尾包标志的数据包后再进行拼接、校验运算；

技术总结本发明涉及一种基于CCSDS通信操作规程的多星大数据上注系统，包括卫星平台、地面测控系统及星地通信链路；所述卫星平台和所述地面测控系统通过所述星地通信链路进行通讯；所述卫星平台包括卫星计算机和卫星测控模块；所述卫星平台通过卫星测控模块完成数据通信功能，将接收到的地面数据经过解调、解密后传输至卫星计算机，再由卫星计算机完成数据判别和分析处理。优点在于：该系统的传输帧结构基于CCSDS通信操作规程，同时在包结构中增加了数据拼接、数据分类的设计，同时从不同数据层对该遥控系统进行了多星控制优化，极大提高了卫星星座大数据上注通信的稳定性、安全性；减少了卫星与地面站间通信资源的浪费，降低了组网星座长期运营的通信成本。技术研发人员：李唯齐受保护的技术使用者：上海格思航天科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25