国家标准计划《空间站舱内外无线通信设备接入要求》由 TC570(全国载人航天标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中央军委装备发展部。
主要起草单位 北京空间飞行器总体设计部 、东南大学 、上海航天测控通信研究所 、西安电子科技大学 、西湖大学 、山东航天电子技术研究所 、四川航天系统工程研究所 、北京空间科技信息研究所 。
| 49 航空器和航天器工程 |
| 49.025 航空航天制造用材料 |
| 编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
|---|---|---|---|
| 1 | EN | 北京空间飞行器总体设计部 | 在我国空间站运营阶段后续国际合作背景下,各类服务于航天员、科学载荷及平台运维的无线通信设备数量将持续增长、种类将日益多元、应用将更加深入。 为了保证舱内外无线设备在空间站特有的密闭复杂电磁环境、高可靠长寿命要求、与载人安全深度耦合等方面的适用性,更好的指导国际舱内外无线设备研制、验收和在轨使用,急需一套从技术和管理两方面全面规范舱内外无线设备接入的标准文件。 目前尚无相应的国家外文标准进行规定。 |
本项目规范的产品包括空间站顶层交换机、骨干交换机、接入交换机、网络管理器、舱内无线收发设备、舱外无线收发设备。
我国空间站作为国家级太空实验室,已构建了以高速通信网和载荷网为核心的天基信息基础设施,实现了遥测、遥控、话音及海量科学数据的高效天地一体化传输。
通过部署覆盖舱内外、基于第六代Wi-Fi等先进技术的无线网络,成功为航天员提供了宽带网络接入、天地视频通话、智能站务管理(如智能家居、物资管理、医监医保)等高效便捷的服务,有力支撑了航天员长期在轨工作与生活。
同时,无线网络作为灵活、可扩展的接入手段,已有效承载了舱内外移动设备、科学实验载荷的数据回传等关键业务,成为空间站信息系统不可或缺的组成部分,其优越性能与可靠性已在长期在轨任务中得到了充分验证。
随着我国空间站从建造阶段全面转入长期运营与发展阶段,各类服务于航天员、科学载荷及平台运维的无线通信设备数量将持续增长、种类将日益多元、应用将更加深入。
为确保空间站这一复杂巨系统在未来十年乃至更长时间的稳定、高效、安全运行,并引领相关产业健康有序发展,亟需制定《空间站舱内外无线通信设备接入要求》: 1. 解决现实接入瓶颈,保障工程顺利实施的紧迫需求 目前,我国尚无针对空间站特殊场景的无线通信设备接入国家级标准。
当前设备研制主要依赖项目级技术条件,导致不同来源的设备在工作频段、接口协议、安全机制、网络管理策略等方面存在差异甚至冲突。
这种“无规可循”的状态,已成为制约设备即插即用、系统互联互通和效能最大化的现实瓶颈。
制定本标准,旨在统一接入“接口”,从源头杜绝因兼容性问题导致的工程风险与资源浪费,是保障后续大量设备高效、可靠集成入站的紧迫工程需求。
2. 适应极端空间环境,确保无线通信设备接入安全 空间站的舱内密闭多径环境与舱外极端真空辐照环境,对无线通信的抗干扰能力、电磁兼容性(EMC)、可靠性及安全性提出了远高于地面的苛刻要求。
本标准将通过规定特有的环境适应性指标(如抗空间辐射)、安全防护等级(如数据传输加密、接入认证)以及相应的专项测试验证方法,确保每一台接入设备不仅自身功能完好,更能与空间站整体环境和谐共生,从根本上筑牢人、机、任务的安全防线。
3. 完善航天标准体系的重要支撑,填补标准体系空白,建立技术准则的必然要求 纵观国内外,现有无线通信标准主要面向地面民用或通用航天环境,在空间站特有的密闭复杂电磁环境、高可靠长寿命要求、与载人安全深度耦合等方面存在严重适用性不足。
本标准将系统性地规定空间站舱内外无线设备的接入技术条件、性能指标、测试方法及在轨管理要求,填补该领域国家级技术规范的空白,为设备研制、验收和在轨使用提供技术依据,并为未来载人月球探测、深空站等任务提供可继承、可扩展的标准产品与技术基础。
本标准将是首个系统性地针对我国空间站无线接入场景的国家标准。
其核心创新在于提出了“系统级场景化性能指标”与“整站协同测试方法”,强调设备性能必须在模拟真实空间站网络环境中进行验证,而不仅仅是满足单机指标。
这填补了从“单机合格”到“系统最优”之间的关键标准断层。
通过建立这套标准体系,我国将牢牢掌握空间站信息基础设施建设与发展的技术定义权与规则主导权,对于完善国家载人航天标准体系、保障空间信息基础设施的长治久安具有深远的基础性、战略性意义。
本标准的制定工作已具备扎实深厚的基础,其可行性具体体现在技术储备、工程实践与实施条件三个核心方面。
经过空间站工程从预先研究、产品研制到近四年在轨稳定运行的长期积累,项目团队已系统性地攻克了舱内外无线通信的关键技术,并形成了涵盖通信网与载荷网协议、音视频专项传输协议、无线信号接口设计等在内的一整套经过飞行验证的专用技术规范体系。
这些规范深度耦合了空间站特有的密闭多径环境与复杂电磁兼容性要求,其中多项内容可直接转化并升华为国家标准的技术条款,为标准的编制提供了成熟的底层技术蓝本与核心内容来源。
更为关键的是,基于空间站组合体长期在轨运行所获取的宝贵数据与实践经验,为标准内容的科学性、先进性与适用性提供了无可替代的支撑。
通过多次航天员长期驻留、出舱活动、来访飞行器对接及各类科学实验任务,团队对空间站动态变化的舱内外真实电磁环境积累了超越地面仿真的深刻认知。
长期在轨监测所获得的信道特性、干扰分布及系统耦合效应等海量实测数据,以及由此形成的优化策略与处置流程,为精准定义本标准中的场景化性能指标、极端环境适应性要求及整站协同测试方法提供了最权威的实证依据,确保标准能够紧密贴合实际应用场景。
在组织与实施层面,本标准的主编与参编单位作为空间站测控通信系统的核心研制与保障团队,不仅全程主导了相关所有技术规范与设备的工程实践,更拥有丰富的航天标准编制经验。
团队已建立起高效的内外部协同工作机制,能够有效汇聚国内相关领域的优势科研力量与产业资源,并配备了所需的技术专家、标准专职人员及必要的验证环境。
制定本标准均条件成熟、基础牢靠,具备充分的可行性。
本标准规定了空间站舱内外无线通信设备接入空间站通信网络的通用要求,包括接口参数、性能指标、测试方法、在轨维护及兼容性要求。 本标准适用于接入空间站通信网络的各类无线通信设备的研制、选型、测试、在轨实施和维护。其他航天器舱内外无线通信设备可参照使用。 主要技术内容包括: 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 缩略语 5 空间站舱内外无线接入点架构 5.1 舱内外无线接入点架构 5.2 通信网无线接入设备接口 5.3 载荷网无线接入设备接口 6 通用要求 6.1 元器件、材料选用要求 6.2 可靠性要求 6.3 安全性要求 6.4 维修性要求 6.5寿命要求 6.6 可测试性要求 6.7 电磁兼容性要求 6.8 环境适应性要求 6.9 软件工程化要求 6.10 设备噪声容许水平 7 舱内无线通信设备接入要求 7.1 Wi-Fi无线通信设备接入要求 7.2 RFID无线通信设备接入要求 8 舱外无线通信设备接入要求 8.1 Wi-Fi无线通信设备接入要求 9 性能指标与测试方法 9.1 一般要求 9.2 Wi-Fi设备性能指标与测试 10 在轨操作与维护要求 10.1 接入流程 10.2 维护要求 11 符合性判定 附录A(资料性) 空间站舱内典型电磁环境特征描述 附录B(资料性) 设备场景化性能测试配置示例