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基于PCIE总线的CCSDS标准卫星数据采集软件开发

胡民达  
【摘要】: 遥感卫星的数据传输方式通过频段扩展,CCSDS标准应用和数字化这三大转变,进入了飞跃发展的阶段。同时遥感卫星通信进入高速化和国际化。CCSDS已成为空间信息技术标准的国际权威。作为国家级的卫星地面站,卫星地面数据接收业务必须同步发展,以适应全球化的遥感卫星数据传输技术革新。于是,开展CCSDS标准下的卫星数据采集研究显得非常迫切。我们注意到,要在CCSDS标准下的高速率数据采集,接收系统必需具有更好更快的硬软件支持。为实现该目标,需要对最新的卫星数据传输体制进行研究,掌握其在CCSDS标准下的表现形式和技术特点。本研究尝试利用高速的PCIE总线技术,结合软件平台,研制出可供业务运行的CCSDS数据采集系统。 首先,研究卫星数据传输的基本原理和技术特点,通过对我国风云三号卫星、欧洲METOP卫星和美国NPP/NPPOESS卫星数据传输的技术特点进行分析对比,同时分析研究了地面接收的基本策略。 接着,对CCSDS标准进行分析,引入介绍航天器遥测系统,遥控系统和高级在轨数据系统。对上述系统分别与传统的PCM遥测系统,PCM遥控系统作对比,阐述了CCSDS标准的分包概念和虚拟信道概念,同时也深入分析了其技术原理和所带来的优势。 然后,通过PCIE总线数据采集,从硬件上实现了CCSDS标准数据的采集,为软件设计提供了基础支撑。 最后,通过数据接收软件设计,对CCSDS标准数据完成各项功能,满足业务需求。其中提出了软件需求,体系结构设计,模块设计,并讨论了关键部分的处理方式。 本文对CCSDS标准下的卫星数据传输方式进行分析,研制出可供业务运行的数据采集系统,为新一代遥感卫星地面接收业务开展,更快地适应我国遥感卫星事业的发展提供相应产品,同时为能更好地融入国际卫星数据的共享工程,提供了一些有价值的参考依据和展望设想。


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