航天测控系统中的PDXP包数据交换协议详解

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@小白创作中心

航天测控系统中的PDXP包数据交换协议详解

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CSDN

https://blog.csdn.net/qq_40657528/article/details/137554274

一、序

航天测控系统在完成IP（网际协议）化改造之后，测量站/船与中心、中心与中心之间的实时数据交换从原先的简化HDLC(高级数据链路控制)协议转换成了PDXP（Packet Data Exchange Protocol，包数据交换协议）。较之HDLC协议，PDXP协议定义了更加丰富的数据描述信息：通过对这些信息的挖掘和利用，可以用软件技术实现对任务数据的实时监视和分析这一以前很难实现的目标。尤其是数据连续性监视分析，以前只能以离线方式分析记盘文件，才能发现数据丢失的具体情况，不仅使用不方便而且不具有实时性。

二、PDXP协议

2.1 PDXP协议

PDXP协议是一种用于航天测控系统中的数据传输协议。它基于TCP/IP协议模型的分层结构定义，属于应用层的数据交换协议。在PDXP协议中，通信双方通过结构化数据包的形式进行数据交换，采用数据主动推送的方式。这种协议的数据包由固定字节的包头数据和不定长度的数据域组成，其中包头数据包含版本、数据标识、时标和数据域长度等信息，而数据域则包含需要传输的有效数据。数据域可以按相应帧格式传输起飞零点、设备状态、遥测参数、光学数据、雷达数据、轨道数据等各种实时信息。

2.2 协议格式

PDXP协议可以采用组播和单播两种传输方式进行数据传输，传输层采用UDP协议，UDP用户数据报接收端口号为24584。PDXP协议数据格式如下：

VER：标识协议版本。
MID：标识任务代号。
SID 和 DID：标识信息的发送方和接收方。
BID：唯一标识应用数据包内数据域的内容，表明数据的类别与类型。
No.：包序号，发送同一种数据包的累计计数。
L：该应用数据包内数据域的字节长度。
Data：承载需要传输的各类有效数据。

三、应用场景

3.1 数据分析软件

研究人员开发了基于Lua的PDXP协议数据分析插件，用于对PDXP数据包进行解析和分析，以便及时发现并处理这些问题。在Wireshark软件平台上利用Lua脚本语言完成了PDXP数据的完整解析，并运用PDXP数据报包头中相关字段的关联规律对是否丢包、乱序进行判断，开发出了嵌入式的PDXP协议分析插件。

3.2 数据监视软件

基于PDXP协议的数据监视软件的开发，支持对任务数据进行实时连续性监视分析，对及时发现定位问题非常有帮助，可以增强任务应急指挥能力。基于UDP(用户数据报协议)组播数据传输方式，通过对接收到数据包中相关PDXP字段的实时解析和挖掘分析，采用BackgroundWorker（后台工作者线程）模型简化多线程交互方式，以分级缓存为基础优化数据存储结构，通过直接调用GDI（图形设备接口）和绘图接口设计开发高效的UI显示控件，并且利用Linq（语言级集成查询）数据访问技术，以可视化的形式对PDXP数据包的丢包和乱序等问题进行实时判读和基于源码的分析,提供了一种对中心之间交互的数据进行实时连续性监视分析的简捷、直观和有效的途径。