DB61 T 1632-2022 商业航天测控设备对外信息接口规范.pdf
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1、ICS 49.020CCS V 82DB61陕西省地方标准DB 61/T 16322022商业航天测控设备对外信息接口规程Code for external information interface of commercial aerospace TT&C equipment2022-12-07 发布2023-01-07 实施陕西省市场监督管理局发 布DB61/T 16322022I目 次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14缩略语.25一般要求.26信息传输协议.37信息格式规定.6附录 A(资料性)测控设备信息传输格式.8参考文献.29DB61/T 16322022I
2、I前 言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中共陕西省委军民融合发展委员会办公室提出并归口。本文件起草单位:西安寰宇卫星测控与数据应用有限公司、西安融军通用标准化研究院有限责任公司、西安运控信息科技有限公司、西安未来宇航科技研究院有限公司、陕西丝路天图卫星科技有限公司。本文件主要起草人:曹志远、陈松明、马军星、刘青原、张延平、王新宏、王子恩、沈小宁、刘小航、李米媚、郭义琪、韦文怡、房增勃、权磊、杨国牛、孟婷伟。本文件由西安寰宇卫星测控与数据应用有限公司负责解释。本文件首次发布。联系信息如下:单位:西安寰宇卫星测控与数据应用公司
3、电话:029-85839060地址:西安市长安区东长安街420号邮编:710100DB61/T 163220221商业航天测控设备对外信息接口规程1范围本文件规定了商业航天测控设备对外信息接口规范的一般要求、信息传输协议和信息格式规定。本文件适用于商业航天测控活动中地面测控站布署的测控设备与管理中心、测控设备与站网中心之间的数据传输。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GJB 727航天测控系统术语与缩略语3术语和定义GJB 727
4、界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1航天器测控任务中心spacecraft TT&C mission center负责接收、处理航天器遥测数据用于监视航天器平台工作状态,定期测量、确定和实施轨道控制,按要求完成对航天器遥控操作的地面航天测控任务管理中心,以下简称“任务中心”。3.2航天器运行控制中心spacecraft operation control center接收来自任务中心的航天器测控和载荷数据,完成对航天器载荷分系统状态监视,发射航天器载荷校验信号,实施航天器有效载荷控制管理的地面航天器运行控制中心,以下简称“运控中心”。3.3航天器管理中心spacecraft manag
5、ement center由航天器测控任务中心(3.1.1)和航天器运行控制中心(3.1.2)组成工作系统,以下简称“管理中心”。3.4地面测控站ground TT&C station对航天器实施测控任务的地面技术设备,包括固定测控站、移动测控站。DB61/T 1632202223.5测控站网运行管理中心management center for network of TT&C station负责航天地面测控站网中各测控站的运行管理,其主要功能有测控资源分配与调度、测控站的远程监控,以下简称“站网中心”。3.6地面测控站网earth-based network of TT&C station由遍
6、布各地的地面测控站(3.1.4)和测控站网运行管理中心(3.1.5)组成的地面航天测控网系统,以下简称“地面站网”。3.7地面测控资源ground TT&C rosource一个商业航天公司在一个国家或世界一定区域内拥有的地面测控站、站网中心的总称。4缩略语下列缩略语适用于本文件。ASCII:美国标准信息交换码(American Standard Code for Information Interchange)CSMA/CD:载波侦听多路访问/冲突监测(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)DCP:数据通信过程(Data
7、 communication Process)FTP:文件传输协议(File Transfer Protocol)IEEE:电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers)IP:国际互连协议(Internet Protocol)MAC:介质访问控制(Media Access Control)NVT:网络虚拟终端(Network Virtual Terminal)TCP:传输控制协议(Transmission Control Protocol)TOS:服务条款(Terms of service)TTL:生存时间(Time
8、To Live)UDP:用户数据报协议(User Datagram Protocol)5一般要求5.1通过广域网传输测控数据时,应根据数据实时性、通信带宽等要求对数据进行分类,设置不同带宽和优先级。5.2测控站、管理中心、站网中心在连接外部网络时,应配置防火墙。5.3对于关系到航天器安全和保密的重要信息,地面测控系统在发送端应有数据加密,接收端进行解密处理。5.4协议框架设计和各类信息格式定义充分考虑今后设备技术发展和功能扩展要求。5.5对数据元素合理分类,提高信息封装程度,着眼未来商业测控资源共享需求。DB61/T 1632202236信息传输协议6.1链路及网络层Ethernet局域网MA
9、C层,网络层采用IP协议,Ethernet局域网帧格式见图1。名称帧头目的地址源地址类型数 据CRC字节数86624615004IP 包IP 头TCP/UDP 头DATA2020/8应用层数据包注:IP头:4位版本号,4位首部长度,8位TOS,16位总长度(字节),16位标识,3位标志,13位片偏移,8位TTL,8位协议,16位首部检验和,32位IP源地址,32位目的IP地址。图 1Ethernet 局域网帧格式6.2传输层传输层互连协议:TCP/UDP。其功能及应用场景分别为:a)TCP:提供虚电路、差错控制等服务,并保证可靠的数据传送。应用于遥控类信息的传输。b)UDP:不提供差错控制,所
10、以开销低,通信效率高。应用于外测、遥测、起飞时间、轨道根数、引导数据等信息的传输。6.3应用层6.3.1自适应数据交换协议6.3.1.1使用范围测控业务是基于TCP/IP协议模型分层结构定义的应用层自适应数据交换协议,通信双方以结构化数据包的形式采用数据主动推送方式进行数据交换,基于TCP/UDP协议传输,并完成数据的封装与解包。6.3.1.2协议结构本协议分为下列两层,协议结构应符合表1规定。a)第一层为协议包装层,主要包括协议识别码(PID)、协议头长度(HLEN)和协议数据内容(PDATA)三部分;b)第二层为协议数据层。DB61/T 163220224表 1自适应数据交换协议结构协议标
11、识码字段长度Byte说明PID1协议版本,测控设备对外传输数据时,填 F0HLEN1协议头长度,表示协议头位置之后至实际传输数据字段前内部协议头的长度MID2卫星任务代号SID4信源地址,表示产生并发出本帧信息的数据站地址,当中心转发该帧信息时,SID 仍为产生该帧信息的数据站地址DID4信宿地址,表示接收本帧信息的数据站地址,当中心转发该帧信息时,需将 DID 改为新的接收站地址BID4信息标志,表示本帧信息的种类NO.4包序号,为某一端到端数据传输双方发送同一数据标志(BID)的数据包累计计数,用 0232-1 复计数。对于转发而不进行处理的数据,不改变数据包的包序号RES1保留字段,固定
12、填 0EAD1加解密标志,表示方式如下:0表示明密状态不确定,发方未进行相关加/解密处理;1表示明态,需要进行加密处理;2表示密态,需要进行解密处理;3表示已经成功进行了加/解密处理;4表示加密不成功;5 表示解密不成功。SAVE1存储标志,表示方式如下:0表示存储状态收方自定;1表示永久保存;2表示临时保存;3 表示不保存。SIMU1仿真实战标识,表示方式如下:0表示实战;1表示仿真;2 表示回放。DATE2信源发送该数据包的日期相对于北京时 2000 年 1 月 1 日的累计天,单位为d,2000 年 1 月 1 日为第一天。TIME4信源发送该数据包的时刻相对于当日零时的时间差,单位为
13、0.1ms。LEN4数据域长度(字节数)DATAnDATA 为数据域:实际要传递的有真实意义的数据。DB61/T 1632202256.3.2文件传输协议(FTP)6.3.2.1使用范围数传业务采用FTP协议,协议包含FTP服务器和FTP客户端,其中服务器部署在测控站测控设备的存储转发器上,用于存储接收到的卫星载荷数据,客户端部署在运控中心,用于接收服务端传输的文件。6.3.2.2FTP 连接FTP使用两条TCP连接来完成文件传输:一条是控制连接,另一条是数据连接。平时服务器总是在端口21等待客户端的连接请求,当用户需要传输文件时,客户首先与服务器端口21建立一个控制连接,用来传送客户的命令和
14、服务器的应答。客户还会告知服务器自己将用的数据端口号。该连接会一直保持到客户与服务器FTP全部通信结束。6.3.2.3FTP 命令及响应FTP命令及响应应符合下列要求:a)控制连接上的命令及响应都是以 NVT ASCII 格式传输的,每一行用 CR 和 LF 作为结束;b)FTP 命令一般由 3 到 4 字节的大写 ASCII 字符组成,其中有些命令可有参数,共 30 多种 FTP命令;c)FTP 响应一般以 3 个 ASCII 数字作为响应码,后跟相应的响应文字消息。6.3.2.4数传文件命名规则文件名称:版本号_对象标识_信源标识_模式标识_信息类型标识_卫星数据流号_日期_时间_圈号_文
15、件序号_扩展名,具体格式如下:a)版本号用 2 个字符表示,固定填“03”;b)对象标识用 6 个字符表示,对应卫星的任务代号;c)信源标识 9 个字符表示,在存储转发器配置文件中配置;d)模式标识用 2 个字符表示,固定填 OP;e)信息类型标识用 4 个字符表示,固定填“DTZN”;f)卫星数据流号表示星上数传数据流序号,用 1 字节无符号数表示;g)日期用 9 个字符表示,表示文件生成(该弧段数据落盘开始)的日期,包括标识、年、月、日四部分,标识用于区分 UTC 日期和北京时日期,分别用字母“U”和“B”表示;年用 4 位阿拉伯数字表示;月用 2 位阿拉伯数字表示,小于 10 的月份首位
16、填零;日用 2 位阿拉伯数字表示,小于 10 的日期首位填零。例如 UTC 日期 2009 年 1 月 1 日,表示为“U20090101”,相应的北京时日期表示为“B20090101”;h)时间包括时、分、秒三部分,分别用 2 位阿拉伯数字表示,共 6 个字符。例如,08:41:20秒产生的设备使用申请,该字段填 084120。规定该字段的主要目的是提供根据时间检索文件的手段,该字段与编号字段相互独立,区分不同文件以编号字段为准;i)圈号用 1 个无符号数表示,表示本次任务的卫星圈次;j)序号表示当前圈次文件生成序列,每一圈从 1 开始,用 4 个字符标识,范围为 00019999;k)扩展
17、名用 3 个字符表示。例如,数据类文件使用 dat,文本类文件使用 xml 等。DB61/T 1632202267信息格式规定7.1信息格式编码原则信息格式采用四个字节表示,其中第一字节固定填写十六进制29H,第二字节高四位填写信息属性,标识信息属于外部还是内部,低四位填写信息的数据格式,标识二进制、XML或其他数据类型,第三个字节填写信息类别,标识公共信息、遥测信息或遥控信息等等,第四个字节填写数据格式号。示例:第一字节第二字节高四位第二字节低四位第三字节第四字节29H0001(外部信息)0001(二进制)01H(公共信息)01H(链监信息)7.2信息格式编码信息格式编码应符合表2规定。DB
18、61/T 163220227表 2信息格式编码序号信息名称数据方向信息类别信息编码1链路监视测控设备管理中心管理中心测控设备公共29110101H2起飞零点管理中心测控设备公共29110102H3端到端时延测量测控设备管理中心管理中心测控设备公共29110103H4信息接收应答测控设备管理中心管理中心测控设备公共29110104H5气象测量数据测控设备管理中心公共29110106H6航天器遥测原始数据测控设备管理中心遥测29110201H7统一系统固定站址测距数据测控设备管理中心外测29110301H8统一系统固定站址测速数据测控设备管理中心外测29110302H9统一系统固定站址测角数据测控
19、设备管理中心外测29110303H10综合数传信息(低速)测控设备管理中心数传29110401H11综合数传信息(高速)测控设备管理中心数传29110404H12遥控指令/数据注入管理中心测控设备遥控29110501H13小环比对结果测控设备管理中心遥控29110502H14停发遥控管理中心测控设备遥控29110503H15遥控工作期开始/结束管理中心测控设备遥控2911050DH16发执行脉冲/执行脉冲执行情况管理中心测控设备测控设备管理中心遥控2911050FH17非同步控制/同步控制命令管理中心测控设备遥控29110510H18非同步控制脉冲串管理中心测控设备遥控29110511H19非
20、同步控制脉冲串执行情况测控设备管理中心遥控29110512H20非同步控制单脉冲/执行情况管理中心测控设备测控设备管理中心遥控29110513H21航天器进站点瞬时精轨根数管理中心测控设备轨道29110601H22综合飞行弹道管理中心测控设备轨道29110605H23设备工作计划站网中心测控设备计划29310602H注:表示信息传输方向。7.3信息格式内容见附录A。DB61/T 163220228AA附录A(资料性)测控设备信息传输格式A.1链路监视链路监视的相关信息见表A.1。表 A.1 链路监视信息编码29110101H信息名称链路监视数据格式二进制信息属性外部信息类别公共序号参数名称符号
21、字节数参数类型量化单位备注1当前时刻T4无符号整数0.1 ms数据包生成时刻使用规定传输规定该信息格式用于双方检查通路、帧格式、比对时间。链路建立后数据发送方向接收方一直发送该信息,直链路撤销止。传输频率每秒发送 1 帧。注:表示无内容,下同。A.2起飞零点起飞零点的相关信息见表A.2。表 A.2 起飞零点信息编码29110102H信息名称起飞零点数据格式二进制信息属性外部信息类别公共序号参数名称符号字节数参数类型量化单位备注1起飞零点T4无符号整数0.1 ms使用规定传输规定自产生正确起飞零点开始发送。传输频率每秒发送 1 帧,连续发送 20 s。DB61/T 163220229A.3端到端
22、时延测试端到端时延测试的相关信息见表A.3。表 A.3 端到端时延测试信息编码29110103H信息名称端到端时延测试数据格式二进制信息属性外部信息类别公共序号参数名称符号字节数参数类型量化单位备注1数据发出时刻Tf4二进制补码0.1 ms测试发起端发送数据的起始时间2数据收到时刻Ts4二进制补码0.1 ms被测试端收到数据的时间3数据转发时刻Tz4二进制补码0.1 ms被测试端转发数据的时间4转发数据收到时刻Tzs4二进制补码0.1 ms测试发起端收到转发数据的时间使用规定传输规定由时延测试发起端向被测试端发送本格式(只填 Tf,其它参数填 FFFFFFFFH),被测试端收到本格式后,向发起
23、端返回本格式(只填 Ts 和 Tz,Tf 和 Tzs 保持不变),发起端收到被测试端返回的本格式后,填写 Tzs,其他参数不变。传输频率A.4信息接收应答信息接收应答的相关信息见表A.4。表 A.4 信息接收应答信息编码29110104H信息名称信息接收应答数据格式二进制信息属性外部信息类别公共序号参数名称符号字节数参数类型量化单位备注1信息类型LX4二进制代码被回答的信息类型标志2结果JG1二进制代码JG=33H 表示错误,要求重传;JG=CCH 表示正确。使用规定传输规定当数据接收方收到需要回答对方的信息时,接收方经过三判二比对后,向数据发送方发送该信息格式。传输频率每秒传 1 帧,连传
24、3 帧。DB61/T 1632202210A.5气象测量数据气象测量数据的相关信息见表A.5。表 A.5 气象测量数据信息编码29110106H信息名称气象测量数据数据格式二进制信息属性外部信息类别公共序号参数名称符号字节数参数类型量化单位备注1测量日期D2无符号整数1 d2测量时间T4无符号整数0.1 ms3高程 1GC14二进制补码0.1 m海拔高度4温度 1WD12二进制补码0.1 C5气压 1QY12无符号整数0.1 HPa6相对湿度 1SD12无符号整数0.1%7风向 1FX12无符号整数0.1正北为 0,顺时针增加,如 90为正东。8风速 1FS12无符号整数0.1 m/s910高
25、程 nGCn4二进制补码0.1 m海拔高度11温度 nWDn2二进制补码0.1 C12气压 nQYn2无符号整数0.1 HPa13相对湿度 nXDSDn2无符号整数0.1%14风向 nFXn2无符号整数0.1正北为 0,顺时针增加,如 90为正东。15风速 nFSn2无符号整数0.1 m/s使用规定传输规定本格式既可传输地面气象参数(n=1),也可传输高空气象参数(n1);某项目缺测时,填正数的最大值。传输频率每秒传 1 帧,接收方收到3 帧进行三判二比对,正确后发送“信息接收应答”。发送方收到“信息接收应答”或连续发送20s 后停止发送。DB61/T 1632202211A.6航天器遥测原始
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