[发明专利]航天器载荷数据分发装置及方法

说明书

本发明涉及一种航天器载荷数据分发装置及方法，装置包括中继卫星系统和用户中心，所述中继卫星系统通过中继返向KSA链路与航天器进行空间段载荷数据传输，所述用户中心通过地面通信链路与所述中继卫星系统进行地面段载荷数据传输。本发明可基于空间IP包标识实现航天器载荷数据地面段有效分发至不同用户中心。

技术领域

本发明涉及一种航天器载荷数据分发装置及方法。

背景技术

在载人航天工程空间站建造及长期运营阶段，空间应用系统及相关实验领域会开展各项在轨试(实)验，持续滚动展开各项科学研究和应用任务，因此具有海量数据下传需求。作为连接天地的主要手段，测控通信系统可以为空间站组合体及各舱段提供天地基测控支持及地面传输链路，以确保空间应用任务载荷应用数据传输安全、及时、可靠。

现有技术中，近地轨道航天器载荷高速数据下行主要依托中继链路与直接对地链路这两种手段。其中，国际空间站(International Space Station,ISS)采用跟踪与数据中继卫星系统(Trackingand Data Relay Satellites System,TDRSS)接收高速下行数据，空间段为数据链路层CCSDS AOS传输帧，地面段采用CCSDS SLE方式承载，基于AOS帧头的航天器标识符SCID、虚拟信道标识VCID等信息进行用户识别并向特定用户中心分发。

在低轨卫星任务中一般采用中继卫星系统或地面数传站接收下行数传数据，空间段通常采用数据链路层CCSDS AOS传输帧，地面段则采用专用协议(PDXP协议)承载，基于序号1所列AOS帧头信息以及地面任务配置信息进行用户识别并向特定用户中心分发。

部分载人航天工程前期空间实验室及货运飞船采用数据中继卫星系统接收高速下行数据，空间段为数据链路层CCSDS AOS传输帧，地面段采用专用协议(PDXP协议)承载，用户识别与分发方式同序号2。

载人空间站在轨飞行期间，载荷应用数据统一由应用信息主机将IP数据包封装至CCSDS AOS传输帧中下行，即采用IP over CCSDS AOS协议，无法通过AOS帧头信息区分不同用户分发方向，因此需要基于空间段网络层IP包标识实现用户识别与分发。

由此可知，现有的航天器载荷高速数据地面分发所承载的空间段内容为数据链路层信息，其用户标识与分发依赖于空间段数据链路层CCSDS AOS帧头信息以及地面任务配置信息，而在航天测运控技术领域尚未存在基于空间段网络层IP包标识开展地面段用户识别与分发的相关方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航天器载荷数据分发装置及方法。

为实现上述发明目的，本发明提供一种航天器载荷数据分发装置及方法，装置包括中继卫星系统和用户中心，所述中继卫星系统通过中继返向KSA链路与航天器进行空间段载荷数据传输，所述用户中心通过地面通信链路与所述中继卫星系统进行地面段载荷数据传输。

根据本发明的一个方面，所述中继卫星系统包括：

接收解调模块，位于地面终端站，用于实时接收解调所述中继返向KSA链路的数据，形成中继AOS(高级在轨系统，Advanced-Orbiting-System)帧，并为信道筛选模块提供输入数据；

信道筛选模块，位于运控中心，用于根据中继AOS帧头虚拟信道标识符信息识别并提取载荷AOS帧，为数据解析模块提供输入数据；

数据解析模块，位于运控中心，用于对信道筛选模块提供的载荷AOS帧进行IPover CCSDS AOS(基于CCSDS-AOS的IP包封装协议)协议解析处理，形成载荷IP包，并送至用户识别模块；

用户识别模块，位于运控中心，用于根据数据解析模块输入的载荷IP包提取适于区分不同用户方向的IP包标识特征参数，包括IP地址和TOS字段，并连同载荷IP包一并送至封装分发模块；