3 空间信息网关键技术
空间信息网组网及传输技术
空间信息网以卫星网络作为骨干，联合深空网络、临近空间网络、地面网络共同构成，包括各个轨道层面和深空执行不同任务的卫星及航天系统。这种高度综合性的网络打破了异构系统间数据共享的壁垒，能够有效地综合利用各种资源(包括轨道资源、载荷资源、通信资源等)，不仅可以提供一体化的侦察、导航、指挥通信等服务，也可以为随遇接入、广播通信、气象预报、应急救援等提供全域、全时的支持。
空间信息网是一个稀疏网络，卫星节点之间空间距离大，信息传输时延超出了传统网络传输控制协议的适应范围，星地网络的上下行链路传输带宽不对称，不同的卫星应用系统中星间网络具有异构特性，需要针对大时间/空间尺度、异质异构、链路不对称等特点，设计天地一体化网络协议，实现星地网络、近地空间、行星际网络的组网和互联。
以基于IP的空间组网体系架构，形成一体化空间信息网络协议体系，达到资源高效利用、协调利用和优化利用的目的。研制即插即用的IP业务接入控制技术，定制卫星IP业务服务质量(QoS)保证机制，根据军事应用的特殊需求，设计适合于宽带卫星网络的QoS保证机制......
通过空间信息网一体化组网需求和技术特点的分析，可以提出面向两级空间网络的网络结构，网络协议采用一体化的实现架构满足两级网络的组网和通信传输需要，协议栈架构模型如下图所示。
以跟踪与数据中继卫星、宽带卫星为核心构建空间高速骨干网络，以遥感信息获取、气象环境监测等专用卫星系统构成空间信息接入网络。在骨干网和接入网内部采用基于国际空间数据系统咨询委员会(CCSDS)定义的空间通信协议标准体系，研究适用于星座组网和星间信息转发的传输控制协议、动态路由协议、接入和管理协议等核心软件......
空间接入网的接入互联协议是面向异构网络交互的数据通信网。异构系统间，低轨用户卫星可以借助中高轨骨干卫星的通信链路转发业务数据或完成工程测控。信息传输协议栈采用通用化的链路通信协议，与骨干星座链路互联互通，完成信息在不同链路或系统中的帧格式转换，并通过具体协议设计提高网络寻址和链路成帧效率，兼容地面网络的星地一体化路由，完成面向信息转发的数据通信任务。
空间信息网安全技术
为了保证空间信息系统中信息获取、传输、存储、处理、融合及分发过程的安全性功能，需要针对星间网络的特征和空间信息系统的特点，设计实现高强度加密认证等安全协议技术，使星间组网通信能够得到安全控制和可靠保障，并延伸保证与其他信息系统互联和信息共享的安全可控。探索有效的安全体系构建、安全策略实施及安全/性能综合评估验证分析方法，满足天地一体化信息网络的资源约束、效率代价约束等要求。
分析空间网络保密性、可靠性和实时性需求，充分利用卫星的远程传输优势和宽带卫星链路的广播特性，设计加密、认证与编码过程相融合的基于信息属性的空间数据安全传输机制，保证空间数据在传输过程中始终处于安全可控状态，并能够结合空间信息网络环境特点和任务需求进行基于信息属性的安全传输优化，有效提升空间数据传输安全性和时效性。
针对具有周期星历和网络拓扑变化的卫星网络环境，围绕空间组网安全需求，研究支持空间网络环境的入网鉴权技术，入网鉴权协议以哈希和异或运算为主，运算量小，能够抵抗冒充、篡改、重放等常见攻击，并能针对空间网络环境的周期星历和移动终端移动规律，有效降低协议的计算复杂度和平均传输延迟。
空间信息处理技术
在有限的资源条件下，获取高性能、高效率的数据处理计算机实现，为星上数据处理提供稳定可靠的运行环境，是星上高性能计算技术的主要研究内容。采用现场可编程门阵列(FPGA)实现算法加速，提高处理能力......
在轨功能重构技术是指能够对FPGA等可编程逻辑器件进行功能的重新配置，器件功能重配置后，新的逻辑功能就可正常使用的技术。这样，该系统中就形成了最灵活的动态重构平台，在系统软件的管理下，这一硬件平台能够非常高效地支持在轨功能重构。可重注入和加速部件用于实现算法加速功能，提高单个处理节点的处理能力;实现加速部件的动态功能更新，以支持不同的应用;支持软件重注入功能。(文|王大鹏、等)
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