%8B数据包结构分析和处理系统设计方案

（４） 根据数据包头，收集包数据，组装数据包：
（５） 将完整的数据包发送给遥洲参数处理配置项软件，以备分系统识别、参数提
取、处理，同时记录数据包文件供事后处理使用。
遥测参数处理软件主要完成以下功能：
（１） 实时接收第一个配置项传来的遥测数据包信息，进行数据包中系统的识别：
（２） 进行各系统的预处理，统计数据包的总包数、错包数、丢包数：
·信息系统的识别码： ·信息系统识别码所占波道个数； ·信息系统识别码占开始路号： ·信息系统所包括参数的个数。 对参数的描述项为： ·参数的个数： ·参数序号： ·参数所在的信息系统号： ·参数所占路数 ·参数计算方法号 ·参数所用常数 ·参数占开始路号。 ３ ３方案的实现
合理的功能划分及分步的数据结构描述，提高了遥测处理系统的适应性。该系统不仅 能处理ＣＣＳＤＳ包式遥测数据，而且能处理传统帧结构遥测数据。系统的数据流目如幽ｉ所
提取平¨计算的遥测参数。以上处理过程可以分为三个阶段：第（１）阶段为数据包的组台：
主要是对帧数据，的接收平¨的连续性判断，然后将／）组装成数据包只（＂）（ｊ－１ ）：第 （２）阶段为信息系统ｓ。的识别：主要是对Ｐｊ０）进行信息系统ｓ。识别，区分不同的Ｓ。
（ｎ＝１． ）：第（３）阶段为参数提取和计算：主要是根据不同的Ｓ。（ｎ－１．），提取该系 统相应的参数，荠进行参数计算。
ＣＣＳＤＳ遥测数据包结构分析和处理系统设计方案
杜冬梅仵丁丑
（西安卫星测控中心·陕两西安·７１００４３）
摘要 目前我国研制的一些航天飞行器上遥测子系统根据“空间数据咨询委员 会”（ＣＣＳＤＳ）制定的《空间数据系统标准建议书 分包遥测》这一标准，采用了 分包遥测数据格式，利用遥测波道的有限资源，合理地分时地将航天器上各个子 系统的信息向地面传输。这就对卫星地面遥测数据处理提出了新的和更高的要 求。本文通过对ＣＣＳＤＳ标准中的分包遥测数据格式的分析，提出了解包的思路， 并提出了地面遥测数据处理系统的设计方案，结合具体的型号任务做了大量的验 证，该系统的设计方案具有很强的通用性，适用于后续的采用ＣＣＳＤＳ标；隹的型号 遥测数据处理。 关键词ＣＣＳＤＳ；分包遥测（源包ｋ数据包；传送帧：遥测处理系统
户即可。
２ １源包遥测数据格式 源包遥测格式如表１所示。
包标志
表１源包遥测格式
包序控制
类
应
薹｜ 副 类头 型标
用 过 程
志
识
｜毒
符
ｌ３
ｉ
１
１ｉ
分 段 标 志
源 序 列 计 数
２
ｉ４
包
源
长
副
数
度
头
据
●
域
ｉ６ 副头长
可
度为整 变
差 三错 ０控
制
１６
源包由包的主头、副头、源数据域、差错控制四部分组成。其中源数据域是要传送的 数据块。
所处的地位、性质和位置等和其它信息数据包一样。数据接口定义见表３。
表３测数据包分析软件和遥测参数处理软件数据接口定义
路号
所占字节数
内容
说明
ｌ ２ ３．４ ５，６ ７
８
９．１０
“～２５６
ｌ
ＥＢ
ｌ
９０
同步码
２
包识别
定义遥测包识别字（与卫星有关）。
２
包长
按定义数据包填写（与卫星有关）。
Ｄ２～３：版本号
１）对固定数据包填“００”：
刁ｉ。
带包的帧
图１ 遥测处理系统的数据流图
系统运行后．对于带包帧的遥测数据从（１）实时传给遥测数据包分析软件，通过对
数据包的结构描述来识别数据包，组装成整包数据从（３）传送给遥测参数处理软件，遥测
参数处理软件通过对信息系统结构的描述来识别信息系统的结构，进行参数的提取和计算：
对丁＋传统的遥测数据帧，直接从（２）实时传给遥测参数处理软件进行处理，通过帧格式的
为此我们用一个软件配置项来完成第（１）阶段的处理功能，该软件配置项称为遥测 数据包分析：用另一个软件配置项来完成第（２）和（３）阶段的处理功能，该软件配置项 称为遥测参数处理。这两个软件配置项组成遥测处理系统，共同来完成多站多任务遥测数 据的处理。 ３ ２数据包处理的分步描述
由于不同的航天器所使用遥测帧格式不同，如何来识别这些数据『｝贞格式，给提高软件 处理的适应性出了一道难题。为此我们对数据结构进行了分步描述：第一步对数据包的结 构描述．使遥测数据包分析软件正确的识别数据包的结构：第二步对信息系统（或传统的 遥测数据帧）的结构描述，使遥测参数处理软件了解信息系统的结构和参数组成，正确的
包主导头：占６个字节，４８比特。由包标志、包序控制、包长度三部分组成，各Ｉ！】 １６比特。其中包标志又由类别标志（占３比特）、类型（占Ｉ比特）、副头标志（占１比特）、 应ｊ；｝；ｉ过程识别（占ｕ比特）四部分组成：包长度表示这个包从副头的第一字节开始直到这 个这个包的末尾的总字节数，实际字节等于包长度数值加１。包序控制由分段标忐和包识 别两部分组成，其中分段标志是指过长的源包是否要分成若干个较短的段的标志。
本文通过对ＣＣＳＤＳ制定的分包遥测标准中的分包遥测数据格式进行分析，提出了地面 遥测数据包处理的思路．并给出了该处理系统的设计方案。
２对遥测数据包格式的分析
中华人民共和国航天工业部部标准《分包遥测数据格式》是参照了“空间数据咨询委 员会”（ＣＣＳＤＳ）制定的《空问数据系统标准建议书·分包遥测》，本标准适用于参加国际 空间数据咨询委员会的各机构之间进行空间任务交互支援所要求的空间至地面的遥测信息 的传输，也适用于各机构之间地面站至地面站的遥测信扈、交流。它有着充分灵活的数据集
包的副头：由副头格式域、时间码、辅助数据域三部分组成，长度为整数字节。但副 头的有无是任选的，其内容由用户编写。由包主头中的副头标志决定副头的有无：副头标 志位＝１，表示主头后面有副头；副头标志位＝０，表示主头后面无副头。
源数据域：是实际要传送的数据，其最大长度为２１６字节。 差错控制：占１６比特，是可选的，在主头的操作过程标志中说明它是否存在。 在一些小型卫星中采用的是简化分包遥测格式，即在上述格式中只有主导头车¨源数据 域两部分组成，没有副头和差错控制部分。
３ 分包遥测数据处理系统的方案设计
３ １ 包数据的处理过程分析和结构描述 航犬器上的星务管理分系统各下位机进行遥测采集，将备系统数据包组合并截成遥测
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帧的形式，进行数据下传。地面接收到遥测帧后进行数据解包和参数处理，处理过稃可以 明公式来描述：
其中 ，为连续的数据，帧，一（”）为组合的遥测数据包ｔ Ｓ。为不同的信息系统， ｐ。。为
１
叭：类型
２）对简化包格式三项填“００”。
Ｄ０：副导头标志
１）对固定数据包填“００”：
ｌ
Ｄ０～Ｉ：分段标志
２）目前卫星所有数据包暂不分
段，填“ｌｌ”。
１）对固定数据包填“ｏｏ”；
２
源包顺序计数
２）应用过程每产生一个数据包，
源包顺序计数加ｌ。
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数据区
存放一包数据。
备注：可根据具体的型号任务进行接口扩充
表２传送帧格式
０
１
２～６
பைடு நூலகம்
８
９
ＬＯ
ｌｌ
１２
１２ｉ
ＥＢ
９０
＃＃
＃
矗
＃
ｔ
拦
＃
抖
【
帧
【莲
１ｚ
主
心
帧
导
定
计头
遥
数指
测
针
５
ｌ
ｌ
一帧数据域
１１９
其中同定遥测和帧数据域是用来存放航天器上遥测数据的。【判定遥测一般Ｈｊ米传送肮 犬器上的实时陛要求特别高的信息，而帧数据域是存放航天器上的遥测信息包的，信息包
一股定义的是航天器上的温控系统、姿控系统、空间探测系统等信息，由星务数管分系统 各Ｆ位机采集，形成数据块文件，存入各下位机缓冲区，由星务主机从各ＦＩ＇？ｚ机采集，汇 集到星务中心计算机遥测数据缓冲区中，进行数据处理和格式编排，通过调制由应答机将 传送帧发送到地面，地面可根据测控需要由遥控指令进行快采或慢采某些信皂、包，１Ｆ常方 便。对于一些太阳同步卫星可将测控范围之外的数据编制成延时遥测数据信息包，在随后 的过境测控中和实时数据信息包一起按一定的方式进行编排并传送至地面供使用。这就需 要地面进行逐帧、包、参数处理，并给各个用户实时准确地提供所需要的信息，并且给地 面渊控系统中的遥测处理提出了解包的要求，按照包识别、长度、包内容等信息能准确及 时的进行实时或事后信息包处理。
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提取参数，并进行参数计算。Ｆ面对以上两步的描述内容逐条说明。 一对数据包的结构描述项为： ·ｌ帧的长度； ·帧的计数位置： ·主导头指针位置： ·包识别的结构描述： －包顺序控制的结构描述： ·包长的描述。 ＿二对信息系统结构的描述：该描述包括两项内容，一是对信息系统的描述；二是参数
的描述。其中对信息系统的描述项为： ·信息系统的个数： ·信息系统的序号：
以上过程实现了遥测包处理系统，提高了遥测处理系统对多任务的适应性，而且还夫
人缩短任务的准备周期。
４结论
根据卫星定义的具体遥测信息数据包结构构造的传送帧和星地对接时卫星研制部门 带来的航天器上传送的遥测数据做了大量的仿真，完善了软件的解包和参数提取方案。目 前上述设计方案已用于我国新殴计的采刚ＣＣＳＤＳ标准的小卫星星地对接遥测数据的处理， 并将进一步应Ｈｊ到实战任务和艮期管理中。该数据处理系统的设计具有很强的通ｊ＝ｌ＿｜性，适 Ｉ｛ｊ丁随后采坩ＣＣＳＤＳ标准的多种航天器遥测数据处理。
中和分发能力。 分包遥测是一种以微处理器为埂件基础，采用数据包装的方法来控制和管理遥；！Ｊ３６数据
及其传输的新一代透测体制．是将各个分系统的遥测数据块加上包头和包尾之后构成大小 不同的数据包，也称为源包。包头的作用是标明数据块的来源和特点：包尾的作¨｛是筹错 检卉。过｜支的包再分成段，多个包和段组台截成定Ｋ后再加上－帧头和帧尾构成传送帧，进 行赢接传输。而接收端按照分包遥测构成的逆顺序进行处理，恢复数据块，分发给各个Ｈｊ
结构描述来识剐参数并进行计算。这些处理结果实时的发送给遥控、控制计算和显示等多 个ｊ＿｜｛户使用。其中遥测数据包分析软件主要完成以下功能：
（１） 实时接收测控网传来的卫星包遥测信息，即传送ＩＩ疯，进行数据源的识别：
（２） 进行数据帧的预处理，统计数据的总帧数、错帧、丢帧：
（３） 进行数据信息包的格式识别，收集数据包头；
１引 言
目前我国已发射的各种型号航天器上遥测子系统的数据格式均采用遥测帧结构，分配 给各个子系统的波道资源也比较紧张，均采用固定分配和复用技术传送航天器信息，给地 面处理带来很多不便。随着人们对空间资源的开发利用，研制卫星型号越来越多，和国际 标准接轨是必然趋势，如何将探测信息、航天器上各分系统［作情况等空间数据源雨／地面 １＿ｆ＝｜户之间实现标准化、高效率数据传输和分发，及时满足地面用户需求是非常重要的。即 将研制的～些航天器遥测子系统根据“空间数据咨询委员会”（ＣＣＳＤＳ）制定的《空间数 据系统标准建议＿『｝·分包遥测》这一标准，采用了分包遥测数据格式，利用遥测波道的有 限资源，合理地分时地将航天器上各个子系统的信息向地面传输，按照地面用户的需要传 送所需信息。这就对卫星地面遥测数据处理提出了新的和更高的要求。
由ｒ地面实时洲控的要求，一些测控信息实时性要求特别高，就像以帧和波道同定传 送信息一样，即帧中的主５喷信息，所以，采Ｈｊ的简化遥测分包格式中设置有ｊ个蚓定遥测 信息波道，以适应实时性要求高的测控。
例如某小型卫星采用的传送帧格式为：帧艮１ ２８亨１ｙ．包括帧同步码、帧计数、第～ 个主导头指针、同定遥测、帧数据区域，如表２所示。
地面测控系统的任务之一是完成所有航天器的遥测数据处理，所以测控系统中的遥测 处理系统面对的是多站多任务数据，这里有带包的遥测数据帧，也有传统的遥测数据帧（例 如：帧中带副帧、变帧格式以及段结构的遥测数据ｌ帧）。由于中心的遥测处理系统要求适应 多任务，对数据结构分析归类的同时，还必须对处理软件的功能进行合理的划分。
（３） 根据每一个系统中参数的位置进行参数原码的提取、处理。
（４） 将处理的结果发送给遥控、控制计算和显示等多个用户使用，供总体分析和
决策人员使用。
两个软件之间使用了以下定义的接口结构来通信：该接口将固定遥测数据（包括固定
遥测、帧计数、主导头指针）定义为是一个数据包，该包识别为自定义（例如为：ＯＩＨ），
２ ２传送帧格式
传送帧由帧同步码、帧土导头、帧数据域及帧尾四部分纲成的Ｋ度同定的数据块组成， 类似丁常规航天器上遥测系统ｒ传的帧结构数据流。帧数据域中按照一定规则置入数据包， 这里的数据包是按照ＣＣＳＤＳ包结构的定义规则构成的。数据源包过氏时需要分段，分段使 各个数据源能够较均匀地、分时交替地占有物理信道．避免氏数据垄断信道的现象发生。