[发明专利]一种星地闭环高可靠数据传输方法

说明书

本发明公开了一种星地闭环高可靠数据传输方法，属于卫星数据对地传输技术领域，在CCSDS（国际空间数据系统咨询委员），AOS空间数据链路协议的标准的基础上，基于由卫星端和地面接收端的软件、硬件配合完成数据传输及闭环反馈，通过卫星端和地面接收端的优化设计实现在不影响数据传输效率的前提下提升数据传输可靠度。该星地闭环高可靠数据传输方法，通过天地一体化的传输系统的设计，将卫星传统遥控功能、数传功能整合，实现了数据传输闭环控制，在整个任务过程中，数传数据的丢帧、误帧能够实时精准的识别，当圈次能够完成相应的处理，对数传任务的高效可靠执行提供技术保障手段，保证数传数据的完整性和可用性，提高数据的实时性。

技术领域

本发明属于卫星数据对地传输技术领域，具体为一种星地闭环高可靠数据传输方法。

背景技术

遥感、气象、天文等各类航天器在轨获取的大量观测数据需要通过空间数据传输系统传回地面进行相应专业处理。利用人造卫星实现二进制编码字母、数字、符号以及数字化声音、图像信息的远距离传输、交换和处理，又称卫星数据传输。现有卫星数据传输体制多遵从CCSDS（国际空间数据系统咨询委员）标准，空间通信协议体系结构自下而上包括：物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层。

现有空间数据传输一般按照CCSDS，AOS空间数据链路协议的标准执行，传输帧结构包含同步头、版本号、帧ID，帧计数、标识域、数据域、纠错码。该协议为一种无应答式单向广播协议，可实时传输各种不同速率、不同类型的载荷数据。

现有技术中，部分卫星，如气象、遥感等其他特殊应用场景，对卫星载荷数据传输可靠性、实时性提出了更高的要求，例如传输帧序号需保持连续，不允许出现误码等。而现有的数据传输体制为无应答式单向广播式传输方式，当通讯链路余量不足或遇恶劣天气，地面设备偶发异常等情况下，无法保障数据连续且正确。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种星地闭环高可靠数据传输方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种星地闭环高可靠数据传输方法，在CCSDS（国际空间数据系统咨询委员），AOS空间数据链路协议的标准的基础上，基于由卫星端和地面接收端的软件、硬件配合完成数据传输及闭环反馈，包括以下步骤：

S1、卫星端的卫星进入地面接收端的地面站可见范围，通过测控通道的遥测链路向地面站发送遥测信息；

S2、地面站接收到卫星遥测信息，并通过测控通道上行发送单载波信号，地面接收端的运管中心通过遥测解析内容判读卫星健康状况；

S3、卫星遥测显示上行锁定，且判断卫星工作状态正常后，地面站通过测控通道发送数传顺序下传开始指令；

S4、卫星接收到指令后开始数据传输，地面站数传基带通过数传链路接收数传数据；

S5、地面站接收卫星数传数据并实时对数据的数传帧格式进行解帧处理，并将处理后的数据送到运管中心；

S6、运管中心进行数据连续性判读，若数据帧连续，则接收数据直到数传结束；若数据帧不连续或存在误码，根据判读结果生成相应的误码、缺失地址重传指令；

S7、将需重新传输的数据帧地址范围以遥控数据块的形式上注至卫星，对误帧丢帧进行实时补传；

S8、卫星接收到数据重传数据块后，暂停当前数据传输，将数传读指针依次置于数据块指定缓存区域，逐帧进行数据下传；

S9、异常帧数据下传结束后，卫星数传自动将读指针置回顺序回放地址，继续顺序回放；

S10、重复上述步骤S5-S9；

S11、预计卫星出境前，地面站通过测控通道上注数据传输结束指令；

S12、卫星接收指令后，停止数据传输。