標準編號:	GJB 1198.2A-2004
中文名稱:	航天器測控和數據管理 第2部分：PCM遙測
英文名稱:	Telemetry tracking command and data handling for spacecraft Part 2:PCM telemetry
行業分類:	GJB    國家軍用行業標準
發布日期:	2004-09-01
實施日期:	2004-12-1
標準狀態:	valid
替代舊標準:	GJB 1198.2-1991
翻譯語言:	英文
文件格式:	PDF
中文字符數:	9000 字
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Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative. GJB 1198 consists of the following eight parts under the general title Telemetry tracking command and data handling for spacecraft: ——Part 1: PCM telecommand; ——Part 2: PCM telemetry ——Part 3: Telemetry channel coding; ——Part 4: Ranging; ——Part 5: Radio frequency and modulation; ——Part 6: Packet telemetry; ——Part 7: Packet telecommand; ——Part 8: Onboard data handling interface. This part is Part 2 of GJB 1198. This part replaces GJB 1198.2-1991 Telemetry tracking command and data handling for satellite: PCM telemetry. The following main changes have been made in this part with respect to the previous edition: a) The format is rearranged according to the relevant provisions of the national military standard; b) Supplementary provisions for use are made for the vacancy of individual clauses such as 6.10 “Frame count word”; c) The representation of some charts and tables is improved; d) To avoid duplication with other standards, some clauses are revised to make them more accurate and rigorous. Annex A of this part is informative. This part was proposed by China Aerospace Science and Technology Corporation. This part is under the jurisdiction of China Astronautics Standards Institute. This part was firstly issued in October 1991, and firstly revised this time. Telemetry tracking command and data handling for spacecraft Part 2: PCM telemetry 1 Scope This part specifies the telemetry channel, modulation characteristics, standard telemetry format, establishment of telemetry format and technical requirements of float format for spacecraft PCM telemetry. This part is applicable to the spacecraft PCM telemetry system, as well as the telemetry interface between the spacecraft and the earth station. 2 Normative references The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this part. For dated reference, subsequent amendments to (excluding any corrigendum), or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to agreements based on this standard are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. For undated references, the latest editions apply to this part. GJB 727A-1998 Terms and acronyms of space tracking telemetry and command system GJB 1198.3A-2004 Telemetry tracking command and data handling for spacecraft — Part 3: Telemetry channel coding GJB 1198.5A-2004 Telemetry tracking command and data handling for spacecraft Part 5: Radio frequency and modulation GJB 1198.8A-2004 Telemetry tracking command and data handling for spacecraft— Part 8: Onboard data handling interface 3 Terms and definitions For the purposes of this part, the terms and definitions established in GJB 727A-1998 and the following ones apply. 3.1 telemetry channel interface channel that can independently input a measured signal in telemetry system 3.2 PCM data stream serial PCM telemetry information stream generated according to the structural hierarchy of bit, telemetry word, frame and format 3.3 telemetry word basic unit, which is composed of successive 8 bits and is used to compose telemetry frames, also called path 3.4 pair of telemetry words telemetry word pair formed by every two adjacent telemetry words starting with an even-numbered serial number, also called path pair 3.5 frame ordered set of telemetry words between the starting points of two adjacent frame synchronization code blocks in PCM telemetry data stream, with the number of telemetry words contained in a frame called the frame length 3.6 format ordered set of a group of telemetry frames sent one after another with the frame count word as synchronization and identification marks 3.7 float format special information zone composed of some telemetry words in standard telemetry format, used to transmit irregular independent data segments 4 Telemetry channel 4.1 Classification 4.1.1 General Telemetry channels are classified into analog channels, digital channels, bi-level channels and timing channels. Technical requirements for interfaces of various channels shall comply with GJB 1198.8A-2004. 4.1.2 Analog channel 4.1.2.1 General The input is the voltage that continuously changes between the specified upper and lower limits, which is sampled and quantized to form telemetry words. The analog channel is classified into single-ended analog channel and double-ended analog channel according to its hardware interface mode. 4.1.2.2 Single-ended analog channel The reference end of the input telemetry signal is connected to the ground reference point of the telemetry coder. The input signal is positive with respect to its reference end. 4.1.2.3 Dual-ended analog channel The input signal end and its reference end are connected to the high end and the low end of the channel respectively. They are in a high impedance state with the ground reference point of the telemetry coder. The input signal is positive with respect to its reference end. 4.1.3 Digital channel 4.1.3.1 General It is a telemetry channel for acquisition of digital signals. It is classified into serial digital channel and parallel digital channel according to interface mode. 4.1.3.2 Serial digital channel Telemetry information is serially input into telemetry channel in the form of PCM NRZ-L, which completes serial data acquisition by means of gating signal and clock signal, and can receive 8Nbit (where N is a positive integer) of input data for each sampling. Gating signals and clock signals are provided by telemetry equipment. The width of the gating signal can meet the requirement of receiving 8Nbit. 4.1.3.3 Parallel digital channel Telemetry information is input into telemetry channel in 8bit parallel form. The length of data can be 8Nbit (where N is a positive integer). The data is acquired by means of a gating signal and a clock signal. The gating signal gates N sampling pulses, each of which is used to acquire parallel 8bit information. 4.1.4 Bi-level digital channel Also known as state quantity channel, used to acquire discrete status bits. Each bi-level channel can only acquire 1 bit of information at a time. The level signal is expressed in the form of voltage, and its voltage has only two different values relative to the ground reference point, namely, an on level ("1" level) and an off level ("0" level). 4.1.5 Timing channel It represents the occurrence time of an event in the form of a single event pulse. When it appears, it samples the contents of the on-board time counter, and then arranges it in the telemetry data stream at a specified position with a length of 8Nbit. It is a special type of telemetry channel. 4.2 Sampling 4.2.1 General Sampling of telemetry channel input is classified into super frame rate sampling, frame rate sampling and low rate sampling. 4.2.2 Super frame rate sampling The channel input signal is sampled more than once per frame. 4.2.3 Frame rate sampling The channel input signal is sampled once every frame. 4.2.4 Low rate sampling The channel input signal is sampled at a rate lower than sampling once per frame but at least once per format. 5 Modulation characteristics 5.1 PCM characteristics 5.1.1 PCM code form See GJB 1198.5A-2004 for the recommended PCM code form and corresponding waveform expression. 5.1.2 Waveform symmetry The width ratio between the high-level and low-level symbols in the PCM output waveform shall be between 0.998 and 1.002. 5.1.3 Jump intensity See GJB 1198.5A-2004 for data jump intensity. 5.1.4 Bit error rate The bit error rate of telemetry system transmission shall be no more than 1×10-5. 5.1.5 Bit rate See GJB 1198.5A-2004 for the bit rate. 5.1.6 Frequency stability of PCM data stream The frequency stability of PCM data stream is the same as that required for PSK subcarrier, as shown in 5.2.4. 5.1.7 Change of data rate In the process of telemetry data transmission, only the earth station is allowed to send remote telecommands to change the bit rate. For a given telemetry format, the time when the data bit rate actually changes can only be at the starting point of the format in the output information stream, that is, the starting point of F0W0B0. When it is possible to change the transmission rate, data indicating the bit rate used shall be arranged in the telemetry data. 5.2 Telemetry video signal 5.2.1 General Telemetry video signal sent to RF transmitter can be PCM waveform or PCM modulated phase shift keying (PSK) subcarrier. The modulation of telemetry video signal to RF carrier shall comply with GJB 1198.5A-2004. 5.2.2 Waveform of PSK subcarrier The waveform of PSK subcarrier is sinusoidal or square wave. 5.2.3 Coherence between PSK and PCM telemetry signals The frequency and phase of PSK subcarrier shall be directly coherent with the clock of PCM information. See GJB 1198.5A-2004 for the ratio of subcarrier frequency to bit rate.

Foreword i 1 Scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 Telemetry channel 5 Modulation characteristics 6 Standard telemetry format 7 Establishment of telemetry format 8 Float format Annex A (Informative) Concept of float format

GJB 中華人民共和國國家軍用標準 FL1830 GJB 1198.2A-2004 代替GJB 1198.2-1991 航天器測控和數據管理 第2部分：PCM 遙測 Telemetry tracking command and data handling for spacecraft Part 2： PCM telemetry 2004-09-01發布 2004-12-01實施 國防科學技術工業委員會 發布 前 言 本系列標準《航天器測控和數據管理》分為以下8個部分： ——第1部分 PCM遙控 ——第2部分 PCM遙測 ——第3部分 遙測信道編碼 ——第4部分 測距 ——第5部分 射頻和調制 ——第6部分 分包遙測 ——第7部分 分包遙控 ——第8部分 數據管理接口 本部分為系列標準的第2部分。 本部分代替GJB 1198.2-1991《衛星測控和數據管理 PCM遙測》 本部分與原標準相比主要有以下變化： a） 按國軍標編寫的有關規定重新編排格式； b） 對個別條款如6.10幀計數字的空位作了補充使用規定； c） 對一些圖表的表示作了改進； d） 為避免和其它標準重復，有些條款作了刪減，使之更加準確嚴謹。 本部分的附錄A為資料性附錄。 本部分由中國航天科技集團公司提出。 本部分由中國航天標準化研究所歸口。 本部分于1991年10月首次發布，本次為第一次修訂。 航天器測控和數據管理 第2部分：PCM遙測 1 范圍 本部分規定了航天器PCM遙測的遙測通道、調制特性、標準遙測格式、遙測格式的建立以及浮動格式的技術要求。 本部分適用于航天器PCM遙測系統，同時適用于航天器與地球站的遙測接口。 2 規范性引用文件 下列文件中的條款通過本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包含勘誤的內容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據本部分達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。 GBJ 727A-1998 航天測控系統術語與縮略語 GJB 1198.3A-2004 航天器測控和數據管理 第3部分 遙測信道編碼 GJB 1198.5A-2004 航天器測控和數據管理 第5部分 射頻和調制 GJB 1198.8A-2004 航天器測控和數據管理 第8部分 數據管理接口 3 術語和定義 GBJ 727A-1998確立的以及下列術語和定義適用于本部分。 3.1 遙測通道 telemetry channel 遙測系統中能單獨輸入一個被測信號的接口通道。 3.2 PCM數據流 PCM data stream 按照比特、遙測字、幀和格式的結構層次所生成的串行PCM遙測信息流。 3.3 遙測字 telemetry word 由相繼的8bit構成的用于組成遙測幀的基本單元，亦稱路。 3.4 遙測字對 pair of telemetry words 以偶數字序號開始，每二個相鄰的遙則字構成一個遙測字對，亦稱路對。 3.5 幀 frame PCM遙測數據流中，二個相鄰幀同步碼組起始點間的一組遙測字的有序集合。一幀中所包含的遙測字的數目稱為幀長。 3.6 格式 format 以幀計數字作為同步和識別標志，相繼發送的一組遙測幀的有序集合。 3.7 浮動格式 float format 標準遙測格式中的一些遙測字構成的特殊的信息區。用以傳送非規則的獨立數據段。 4 遙測通道 4.1 分類 4.1.1 概述 遙測通道的類型分為：模擬通道、數字通道、雙電平通道和標時通道。各類通道的接口技術要求應符合GJB 1198.8A-2004的規定。 4.1.2 模擬通道 4.1.2.1 概述 輸入是在規定的上、下限間連續變化的電壓量，它被采樣和量化，形成遙測字。 模擬通道又按其硬件接口方式劃分為單端模擬通道和雙端模擬通道。 4.1.2.2 單端模擬通道 輸入遙測信號的參考端連接到遙測編碼器的地參考點上。輸入信號相對其參考端為正。4.1.2.3 雙端模擬通道 輸入信號端及其參考端分別與通道的高端和低端相連。它們分別與遙測編碼器的地參考點間呈高阻抗狀態。輸入信號相對其參考端為正。 4.1.3 數字通道 4.1.3.1 概述 它是采集數字信號的遙測通道。按接口方式又分為串行數字通道和并行數字通道。 4.1.3.2 串行數字通道 遙測信息以PCM NRZ-L的形式串行輸入遙測通道，它借助于門控信號和時鐘信號來完成串行數據的采集，每次采樣可接收8Nbit（其中N為正整數）的輸入數據。門控與時鐘信號是由遙測設備提供的。門控信號的寬度能夠滿足接收8Nbit的要求。 4.1.3.3 并行數字通道 遙測信息以8bit并行形式輸入遙測通道。數據長度可為8Nbit（N為正整數）。數據的采集借助于一個門控信號和一個時鐘信號。門控信號選通N個采樣脈沖，每個采樣脈沖用于采集并行的8bit信息。 4.1.4 雙電平通道 又稱狀態量通道。用以采集離散狀態位。每個雙電平通道每次只能采集1bit信息。電平信號以電壓形式表示，其電壓相對地參考點只有二種不同取值，即一個接通電平（“1”電平）和一個斷開電平（“0”電平）。 4.1.5 標時通道 它以單事件脈沖的形式表示一個事件的發生時刻，當其出現時，對星上時間計數器中的內容進行采樣，然后以8Nbit的長度按指定位置安排在遙測數據流中。是遙測通道的一種特殊類型。 4.2 采樣 4.2.1 概述 對遙測通道輸入的采樣分為超幀速率采樣，幀速率采樣和低速率采樣。 4.2.2 超幀速率采樣 對通道輸入信號的采樣，每幀超過一次。 4.2.3 幀速率采樣 對通道輸入信號的采樣，每幀一次。 4.2.4 低速率采樣 對通道輸入信號的采樣，低于每幀一次但至少每格式一次的采樣。 5 調制特性 5.1 PCM特性 5.1.1 PCM碼形 推薦選用的PCM碼型和相應波形的表示見GJB 1198.5A-2004的規定。 5.1.2 波形對稱性 PCM輸出波形中高電平和低電平符號間的寬度比應在0.998～1.002之間。 5.1.3 跳變密集度 有關數據跳變密集度見GJB 1198.5A-2004的規定。 5.1.4 比特差錯率 遙測系統傳輸的比特差錯率應不大于1×10－5。 5.1.5 比特速率 有關比特率見GJB 1198.5A-2004的規定。 5.1.6 PCM數據流的頻率穩定度 PCM數據流的頻率穩定度與PSK副載波的頻率穩定度要求相同，見5.2.4。 5.1.7 數據速度的變更 在遙測數據傳送過程中，僅允許由地球站發遙控命令來改變比特速率。對于給定的遙測格式，數據比特速率實際變更的時刻，只能在輸出信息流中格式的起點，即F0W0B0的起點。 在有可能改變傳輸速率時，遙測數據中應安排有明確指示所用比特速率的數據。 5.2 遙測視頻信號 5.2.1 概述 送往射頻發射機的遙測視頻信號可用PCM波形，也可用PCM調制的相移鍵控（PSK）副載波。遙測視頻信號對射頻載波的調制應符合GJB 1198.5A-2004的規定。 5.2.2 PSK副載波的波形 PSK副載波的波形為正弦或方波。 5.2.3 PSK與PCM遙測信號的相干性 PSK副載波的頻率和相位與PCM信息的時鐘應是直接相干的。有關副載波頻率和比特率之比的規定見GJB 1198.5A-2004。 5.2.4 PSK副載波的頻率穩定度 PSK副載波頻率穩定度的規定見GJB 1198.5A-2004。 5.2.5 PSK副載波的換相點要求 PSK副載波換相點和PCM波形各跳變點的關系以及已調副載波的相位穩定性的規定見GJB 1198.5A-2004。 5.3 信道編碼 信道編碼根據任何需要選用。當使用信道編碼時，應符合GJB 1198.3A-2004的規定。 6 標準遙測格式 6.1 遙測格式示例 遙測格式由若干個遙測幀組成。凡符合本章規定的遙測格式為標準遙測格式。具有浮動信息區的標準遙測格式示例如圖1所示。 字 幀 注： 表示常規數據路； 表示浮動格式信息路； 表示同步或其它識別路；m表示幀長；n表示格式長 圖1 具有浮動信息區的標準遙測格式示例 6.2 遙測字長 遙測字長應是8bit，且保持不變。 6.3 幀長 最大幀長為1024個遙測字。一幀總是由偶數個遙測字組成。推薦使用的幀長為32、64、128、256個遙測字。 6.4 格式長度 最大格式長度為256幀，而且不超過215個遙測字。 6.5 格式 對于一個給定的遙測字格式，格式中的幀數是固定的。格式中幀的排字從0開始，序號為n的幀稱為幀n，在幀序號前冠以字符F作為幀n的符號表示。格式中的各幀，由“幀識別”字中的幀計數來識別。 6.6 幀 對于一個給定的遙測字格式，一幀中的遙測字數N是固定的，幀中的各遙測字從0至N-1排序。序號為n的路稱為路n。在路序號前冠以字符W作為路n的符號表示。 幀是以“幀同步碼組”開始，幀同步用于識別一幀的開端。如幀同步碼組為16bit長時，則位于W0和W1。 6.7 遙測字 遙測字中的比特序號從0到7排序。序號為n的比物稱為比特n，在比特序號前冠以字符B作為比特n的符號表示。遙測字中最后傳送的一個比特B7規定為最低有效位（LSB）。一般的，最低有效位最后傳送。 一個遙測字可以代表一個數據樣值，或一個數據樣值的一部分，或幾個數據樣值。 6.8 格式中各層次單元的符號表示 依次以幀序、路序和比特位序表示法來說明相應的結構單元。如F63W127B7表示幀63路127的比特7，即第63幀第127路的第7比特。 6.9 幀同步碼組 6.9.1 幀同步碼組可以是16bit、24bit的碼組。幀同步組規定如下： 16bit碼組： 1110101110010000（二進制） EB90（十六進制） 24bit碼組：11111010 11110011 00100000（二進制） FAF320（十六進制） 6.9.2 幀同步碼組的使用規定如下： a） 幀長不大于128個遙測字時，使用16bit碼組； b） 帖長大于128個遙測字時，使用24bit碼組。 6.10 幀計數字 為8bit幀序號計數字，在格式中占用一路。其最低有效位在最后傳送，當幀數小于128時，沒有用到的空位處，填補二進制“0”，也可移作別用，并對該位含義加以專門定義或說明 6.11 格式計數字 用來傳送格式計數器的內容，可以是8bit、16bit、24bit或32bit的數，在格式中占用1路～4路。最低有效位最后傳送。在某些任務中格式計數字可以兼作航天器計時的作用。 6.12 格式模式字 格式模式字是辨別不同格式類型的標志。 6.13 航天器時間字 用以傳送航天器時間計數器的內容。航天器時間字的長度應是整數個遙測字，最低有效位最后傳送。 7 遙測格式的建立 7.1 遙測格式的布局 優選的遙測格式的布局如下（幀長×格式長）： 32×32，64×16，64×32，64×64，128×32，128×64，128×128。 7.2 格式中遙測字的分配 7.2.1 幀同步 幀同步碼組位于各幀起始處。對于16bit同步碼組，則位于路0和路1的位置上。 7.2.2 識別字 航天器地址字、航天器計時、幀計數、格式計數和格式模式字均屬識別子。其數據均須固定在格式中所分配的位置上。 7.2. 3 遙測字分配的一般規則 遙測字分配的一般規則如下： a） 以遙測字對為基礎來建立格式； b） 所有16bit數據均按遙測字對來分配（長度大于16bit的數據也應盡量按遙測字來分配）。 7.3 格式的變更 在航天器遙測數據的傳輸過程中，允許變更遙測格式。對于一個給定的任務，所有可使用的遙測格式都應是事先確定的，可識別的。在格式變更過程中，為保證數據的連續性，格式的變更應遵循如下規則： a） 航天器遙測設備在初始加電時或在復位命令控制下，應自動工作在指定的遙測格式下； b） 各種格式幀長應相同； c） 各種遙測格式中幀同步字、航天器地址字、幀計數字和格式模式字在格式中的位置是固定的； d） 遙測格式的轉換只能由遙控或程控進行控制。格式的實際轉換時刻只能發生在格式中幀0路0比特0（F0W0B0）的起點。 8 浮動格式 8.1 浮動格式的基本概念 浮動格式的基本概念參見附錄A。 8.2 浮動信息區 浮動信息區是由標準遙測格式中一些遙測字對（16bit）連接而成的有序集合。可根據特定的數據處理要求，確定各有關遙測字在浮動信息區的符號。 8.3 浮動信息區的使用 浮動信息區可安排若干數據段和填充段。每個數據段是一具有特定結構和意義的數據實體。浮動區中有用數據段之外的部分填入非數據碼組。 8.4 識別參數 在標準遙測格式中（浮動信息區之外）安排有關浮動信息區說明的識別參數。 8.5 數據段的結構 8.5.1 概述 數據段的結構如圖2所示。 段起始標識 段類型 段長度 數據 段說明項 圖2 數據段結構 8.5.2 段起始標識 在一個給定任務中，所有數據段的超始標識碼組均應相同。超始標識碼長為16bit，碼組如下：00001110 11101101 （二進制） OEED （十六進制） 8.5.3 數據段長度 數據段長度包括起始標志在內，最大長度為256個遙測字對（16bit），即512字節 8.5.4 數據段說明項 對一特定任務，可選取16bit或32bit的說明項： a） 選用16bit說明項：前8bit用于識別不同的數據段，后8bit用于說明數據段的長度； b） 選用32bit說明項：前16bit用于識別不同的數據段，后16bit用于說明數據段的長度； 8.6 段的超始位置 數據段應與遙測字對同步，即段的起始位置應從一遙測字對起始處開始。 8.7 填充段起組 在沒有可用數據期間，或數據段安排之后浮動區中的剩余部分應填入填充碼組。可根據特定的傳輸和數據處理要求，來確定所要使用的非數據段填充碼組。 8.8 對遙測信息接收的保護 浮動格式信息的設計應不干擾地面設備對遙測信息的接收及數據處理，尤其應確保比特同步和幀同步的正常捕獲與鎖定。 附錄A （資料性附錄） 浮動格式概念 A.1 基本概念 A.1.1 概述 對標準遙測格式，航天器向地面發送的是以周期性循環方式進行采樣及編碼的遙測數據即規則遙測數據。然而有時需要向地面傳送一些不規則的數據，這些不規則數據的長度、發生的時間或二者均可能變化。 A.1.2 傳送不規則遙測數據，必須確保： a） 利用嚴格的傳送程序，實現正確的地面接收； b） 具有靈活的數據傳送程序，以滿足一定的傳送效率。 為此可用標準格式中的所有可利用的遙測字，構成一種特殊的數據區。利用這種數據區來傳送經事先處理、緩存的非規則PCM信息，由于這種信息與標準遙測格式不同步，所以稱之為浮動格式信息。 A.1.3 對浮動格式信息，地球站的接收分下述二步進行： a） 接收標準PCM遙測信息，并分解出所有遙測字，特別應分解出浮動信息區的數據； b） 按A.2的規定，利用識別技術處理浮動格式數據。 A.2 浮動信息區 用于傳送浮動格式數據的數據區域稱為浮動信息區。在格式建立時，一旦為同步 識別字和所有常規遙測字規定了在標準遙測格式中的位置后，格式中其余的部分就可用來傳送浮動格式信息。浮動格式遙測信息不以固定間隔采樣。 浮動信息區中可包含二類信息段，即數據段和填充段。數據段中包含著有用的浮動數據。而填充段中無任何有用數據，它是沒有可用數據期間的填充物。 數據段由數據段起始標識開始，后跟段類型識別字和長度說明字，最后是數據項。