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论文以我国的探月工程为背景,对月球车与地面站间的数据传输技术作了研究。根据空间数据系统咨询委员会(CCSDS)建议的高级在轨系统(AOS)的体制和标准,设计并实现了整个AOS系统,其中核心部分包括:下行高速合路器/分路器,上行链路合路器/分路器、月球车控制数据上行合路器/分路器、月球车图像数据下行合路器/分路器。 下行高速合路器/分路器使用Stratix FPGA芯片将十路(其中一路为320Mbps的高速信号)不同信源不同码速率的信号进行合路分路,使多路动态数据共用一个物理信道;上行链路合路器/分路器用Cyclone FPGA芯片将来自地面的七个不同数据源的数据(包括2路2.5Mbps数据和5路RS-232数据)传送到航天器,并为航天器提供因特网服务;月球车控制数据上行合路器/分路器传输地面控制台发出的月球车遥控指令,控制月球车的运动;月球车图像数据下行合路器/分路器负责将月球车车载摄像头拍摄到的图像传送到地面站。整个AOS系统中加入了月球车无线定位系统,通过测量月球车相对于基站的距离和方向角,确定出其准确位置。 最后对整个AOS系统进行了联调和测试:下行高速合路器/分路器码速率达到480Mbps,可以完成多路信号复用;上行链路合路/分路器数据传输码速率达到16Mbps,可以同时进行因特网数据以及5路低速串行数据的传输;月球车控制指令码速率为250Kbps,能够准确控制月球车的运动;月球车图像数据码速率达86Kbps,画面清晰流畅;月球车测距精度为1m,测向精度小于20mrad。以上各项指标均达到了设计要求,整个系统功能可靠,运行稳定。