【摘 要】
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微纳卫星受功耗、空间等约束,难以实现独立的数据管理系统,目前广泛使用星载计算机集成低功耗的NAND Flash实现微纳卫星数据管理。NAND Flash虽然存储密度高、读写速度快,但在空间环境下直接使用NAND Flash进行数据管理存在可靠性低、使用效率低的缺点,因此在微纳卫星上实现基于NAND Flash高效高可靠嵌入式数据管理系统是一个亟需解决的问题。本文研究了微纳卫星遥测数据压缩算法,提出
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微纳卫星受功耗、空间等约束,难以实现独立的数据管理系统,目前广泛使用星载计算机集成低功耗的NAND Flash实现微纳卫星数据管理。NAND Flash虽然存储密度高、读写速度快,但在空间环境下直接使用NAND Flash进行数据管理存在可靠性低、使用效率低的缺点,因此在微纳卫星上实现基于NAND Flash高效高可靠嵌入式数据管理系统是一个亟需解决的问题。本文研究了微纳卫星遥测数据压缩算法,提出了基于NAND Flash高效高可靠的数据存储方法,设计了微纳卫星嵌入式数据管理系统。论文的主要研究工作包括:（1）根据微纳卫星遥测数据的特性,提出将不同时刻的遥测帧组成“遥测矩阵”按照矩阵列方向进行重组帧以提高数据压缩效果的方法,完成了微纳卫星遥测数据压缩算法的设计。通过对遥测数据压缩效果进行分析,证明了压缩算法的有效性,实现了对遥测数据的高效存储。（2）针对遥测数据读写操作的特点,设计了适用于NAND Flash的微纳卫星文件系统。在此基础上,结合微纳卫星空间环境对可靠性的需求,研究了文件系统垃圾回收、NAND Flash坏块管理和双文件系统冗余备份存储数据的方法,有效提高了NAND Flash数据管理系统在空间环境下的可靠性。（3）完成微纳卫星高效高可靠数据管理嵌入式系统原理样机设计与研制,并搭建测试环境对数据管理系统的性能和可靠性进行了测试。测试结果表明论文设计的系统能够显著提高微纳卫星数据管理的存取效率和可靠性,证明了本文设计的微纳卫星数据管理系统的有效性。论文的研究对微纳卫星数据管理系统的设计具有重要的参考价值和实用价值。
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