随着航天活动不断增多,航天技术也呈现出一些新的发展趋势。一方面为降低成本和缩短研发周期,工程人员寻找各种简化和加快航天器设计与建造的手段,如模块化和各种总线技术等;另一方面,新型航天器朝着灵活化、信息化的方向发展,特别是微小卫星的繁荣使得有机会试验更多新的甚至是激进的技术。航天器即插即用技术便是当前的一个研究热点,它融合了模块化、标准化、软硬件复用等大量新思想,在降低空间系统研制成本、缩短航天器部署周期以及赋予航天器在轨可重构的能力等方面有着巨大前景。本文首先以空间即插即用架构(Space Plug-and-Play Architecture,SPA)核心理念和方法为根据,分析了航天器即插即用的核心技术和支撑技术。然后本文将组件间通信的问题归纳到航天器网络问题中,用计算机网络的方法来分析SPA的网络架构,得到SPA分层网络模型,为构建支持多种物理层接口的、可扩展的星上网络结构提供框架。在网络架构分析的基础上,本文继续探讨即插即用软件架构的解决方案,提出基于机器人操作系统(ROS)的空间即插即用架构(RSPA),该架构利用ROS解决了SPA网络模型在应用层之下的需求,同时有效利用ROS的软件组织方式和开发工具简化应用程序开发。根据软件解决方案进行了软件代码的编制,实现了SPA的核心组件和功能,并将所有代码存放在公众可访问的存储库中。为验证软件架构的可用性,搭建了一个即插即用演示系统,用两组典型的组件演示了组件发现、xTEDS注册、数据查询、订阅关系的建立和组件移除检测的功能。结果表明,所开发的软件架构可以简化航天器应用程序的编写和模块化组件的集成,从而加快模块化航天器的设计和建造。