CCSDS空间通信协议的发展历程

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：基于相同的理念，CCSDS又提出了分组遥控协议，该协议适用于将间歇性、长度可变传输帧从地面发送到不同空间飞行器上。早期的这3种标准，后来由CCSDS进行了重新修订，形成了一个更加统一的标准，具体如下：空间分组协议。CCSDS又提出了叫做Proximity-1空间链路协议，适用于近距离的空间链路。

在早期空间通信系统中，从空间飞行器上得到的遥测数据，是以时分复用方式，通过固定帧长度发送，按自定义规则复用。由于缺乏相关国际标准，每个空间飞行器数据通信系统项目只能开发定制的系统为该项目独立使用，重用性差、研发周期长、严重浪费人力物力。

空间飞行器微处理技术的出现使得遥测系统更具灵活性，且增加了系统吞吐量，星上数据的传输效率极大提高。20世纪80年代早期，CCSDS提出了分组遥测协议，称为源分组，数据单元长度可变，提高了传输效率。该标准通过固定长度传送帧发送，兼容性好。基于相同的理念，CCSDS又提出了分组遥控协议，该协议适用于将间歇性、长度可变传输帧从地面发送到不同空间飞行器上。20世纪80年代晚期，CCSDS将上述标准进行扩展，满足高级在轨系统（AOS）的使用需求，称之为AOS的第三个标准。AOS可用于传送文件、音频、视频等各种类型在线数据，它可用于空地或地空链路上。AOS使用了和分组遥测相同的数据结构，但帧格式却又稍许不同。

早期的这3种标准，后来由CCSDS进行了重新修订，形成了一个更加统一的标准，具体如下：

（1）空间分组协议。

（2）TM，TC，AOS空间数据链路协议。

（3）TM，TC同步和信道编码

CCSDS制定了在空间飞行器和地面站间RF信号传输的标准，称之为RF和调制，规定了RF信号传输分组和组帧的方法。(https://www.chuimin.cn)

20世纪90年代，CCSDS又提出了另一组叫做空间通信协议规范（SCPS）的协议，包括SCPS网络协议（SCPS-NP）、SCPS安全协议（SCPS-SP）、SCPS传输协议（SCPS-TP）和SCPS文件协议（SCPS-FP）。SCPS协议基于Internet协议，进行了适应性修改和扩展使之适用于空间任务的特殊使用要求。

在空间任务中，为了满足从星载主存储器下载或向其上传文件的需求，CCSDS提出了文件分发协议（CFDP），它具有在一个非可靠协议上（比如空间分组协议）可靠、有效传输文件的能力。

在数据压缩领域，CCSDS提出了无损数据压缩标准和图像数据压缩标准，可增加科学数据的回传能力或降低对星载存储的要求。前一个标准确保原始数据无任何失真的重构，而后一个标准则无法保证无失真。

CCSDS又提出了叫做Proximity-1空间链路协议，适用于近距离的空间链路。Proximity-1空间链路协议在短距、双向、固定或移动无线链路中应用，通常的适应范围是在固定探测器、登陆器、巡视器、轨道星座和轨道中继之间通信应用。该协议定义了数据链路协议、编码同步方法和RF调制特性。

许多空间任务中强调安全性的重要性，CCSDS发布了几个文档，包括The Application of CCSDS Protocol to Secure Systems，Security Architecture for Space Data Systems和CCSDS Cryptographic Algorithms，使得使用CCSDS空间通信协议实现飞行器控制和数据处理的同时，也能确保一定的安全和数据保护。

CCSDS空间通信协议的发展历程

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