關(guān)于開展空間數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域國際標準化工作的思考

· 文|中國航天標準化研究所 周玉霞

關(guān)于開展空間數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域國際標準化工作的思考

· 文|中國航天標準化研究所 周玉霞

航天標準國際化是航天大國走向航天強國的重要抓手。本文從分析空間數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域的國際標準化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢入手，結(jié)合空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會（CCSDS）標準化工作進展，系統(tǒng)梳理國際標準制定規(guī)則與一般過程，提出了我國開展航天國際標準化工作的發(fā)展思路與重點方向，期望對在CCSDS組織開展主導性制定標準建議書提供借鑒。

空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會 標準化 體系結(jié)構(gòu)

我國正在從航天大國向航天強國邁進，航天科研生產(chǎn)能力和科研水平大幅提高，航天“硬實力”已經(jīng)順利進入快速提升軌道。如何同步快速提升我國航天“軟實力”，實現(xiàn)“兩手抓，兩手都要硬”，已經(jīng)成為我們面臨的重要課題和重大挑戰(zhàn)。標準國際化是航天大國走向航天強國的重要標志，是“軟實力”的核心組成部分，有效支撐航天“硬實力”發(fā)展的體現(xiàn)。標準國際化的核心任務是主導制定國際航天標準，在國際航天領(lǐng)域中提升話語權(quán)和競爭力。

空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會（CCSDS）于1982年成立，目的是為普遍關(guān)心的空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)的開發(fā)、操作和控制問題提供一個論壇，積極推進空間數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)的標準化開發(fā)，出版相關(guān)的“標準建議書”，降低世界各國空間機構(gòu)空間探測的開發(fā)成本，促進國際空間任務之間的相互支持，改善空間數(shù)據(jù)的可理解性，并妥善保管數(shù)據(jù)的相關(guān)文檔，促進國際應用。

目前，我國航天國際標準化活動已跨入實質(zhì)性參與階段，尤其在跟蹤研究CCSDS組織發(fā)布的標準建議書方面已經(jīng)取得了突破性進展。中國國家航天局于2008年代表中國作為正式成員身份加入CCSDS組織，中國空間技術(shù)研究院、中國科學院和北京測控通信和跟蹤技術(shù)研究所也以CCSDS觀察員身份長期開展相關(guān)的跟蹤研究。如何在空間數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域深入開展國際標準化工作，如何實質(zhì)性地參與CCSDS組織活動，主導制定相關(guān)國際標準，是從事該領(lǐng)域的相關(guān)科研工作者需要考慮的問題，筆者結(jié)合自身工作體會，提出一些建議，供讀者參考。

一、空間數(shù)據(jù)傳輸國際標準化現(xiàn)狀

1.空間數(shù)據(jù)傳輸國際標準化組織

國際標準是指國際標準化組織（ISO）、國際電工委員會（IEC）和國際電信聯(lián)盟（ITU）制定的標準，以及國際標準化組織（ISO）確認并公布的其他國際組織制定的標準。國際標準化組織（International Organization for Standardization，ISO ) 成立于1947年，總部設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦。它是一個全球性的非政府組織，聯(lián)合國甲級咨詢機構(gòu)，由各國國家標準化機構(gòu)組成的世界范圍的聯(lián)合會，現(xiàn)有161個成員，我國是正式成員國（P成員），中國國家標準化管理委員會（SAC）代表國家參加ISO的工作。

航天國際標準制定主要是國際標準化組織/航空航天標準化技術(shù)委員會（ISO/TC20）下屬的2個分技術(shù)委員會SC13（空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)標準化分技術(shù)委員會）和SC14（空間系統(tǒng)及其應用標準化分技術(shù)委員會）完成?？臻g數(shù)據(jù)傳輸?shù)膰H標準制定工作在ISO/TC20/SC13分技術(shù)委員會負責下制定。

空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)分技術(shù)委員會作為TC20第13分技術(shù)委員會（TC20/SC13）是根據(jù)1988年4月ISO/TC20第29屆年會的第504號決議和1989年第30屆年會的第530號決議于1989年正式成立，主要負責空間數(shù)據(jù)傳輸方面的標準制定、修訂工作。根據(jù)SC13的章程和有關(guān)規(guī)定，其宗旨是：①根據(jù)有關(guān)組織和成員提出的建議及標準化的需要，制定空間數(shù)據(jù)與信息傳輸和交換的國際標準；②凡其他組織已制定并得到國際上廣泛承認的、并適合國際數(shù)據(jù)系統(tǒng)標準化的技術(shù)文件，SC13將承認并利用這些文件，避免重復制定國際標準；③在空間技術(shù)方面，推動并鼓勵國際合作和科技進步，并為國際間合作的項目和任務，包括航天、地面無線電技術(shù)、空間與地面跟蹤網(wǎng)絡(luò)等尋求和開創(chuàng)新的方案；④推動發(fā)達國家和發(fā)展中國家在空間應用領(lǐng)域內(nèi)的合作，其中包括空間和地面跟蹤網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)共享。根據(jù)章程規(guī)定，SC13認可CCSDS的最終技術(shù)文檔（藍皮書或紫皮書）直接作為國際標準草案（DIS稿），TC20/SC13和CCSDS組織具有密不可分的關(guān)系。

CCSDS自成立以來經(jīng)過30年的發(fā)展，目前已有39個空間機構(gòu)參與支持，逐步建立了一套基本的空間通信標準，其中大部分已成為國際標準，并被廣泛應用于空間通信領(lǐng)域，超過500個空間任務采用了CCSDS標準建議書。CCSDS主要由成員機構(gòu)、觀察員、聯(lián)絡(luò)組織和合作伙伴組成，一個國家只能有一個代表組織作為正式成員參加，但允許一個國家有多個研究組織參加CCSDS。目前，CCSDS已有11個成員組織，28個觀察員以及100多個工業(yè)合作伙伴。

CCSDS的管理結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，頂層組成包含CCSDS管理委員會（CMC）和CCSDS工程指導小組（CESG）兩部分。其中CMC的附屬機構(gòu)包含ISO/TC20/SC13分技術(shù)委員會、CCSDS聯(lián)絡(luò)組織、工業(yè)關(guān)系管理組織、客戶關(guān)系管理組織、CCSDS秘書處以及空間標識符分配機構(gòu)（SANA）；CESG包括由3個研究范圍衍生出的6個學科業(yè)務領(lǐng)域（Aera），每個業(yè)務領(lǐng)域又包含若干工作組（WG）和專業(yè)組（BOF）。

圖1 CCSDS的管理結(jié)構(gòu)示意圖

2. CCSDS標準化工作進展

CCSDS的主要成果是一系列標準化文件和建議書，最終文件藍皮書即是CCSDS的研究成果，各成員國組織應參照執(zhí)行，但不具約束力。

CCSDS現(xiàn)共有各類文件109項，文件主要分為三類：標準建議書、技術(shù)報告和非技術(shù)性的管理文件或報告，這些建議書以不同的顏色的封面來區(qū)分文件起草過程中的不同版本及其性質(zhì)。標準建議書主要為經(jīng)批準并正式出版的技術(shù)建議書（藍皮書）和操作規(guī)程建議（紫皮書），正在編制的技術(shù)標準建議書草案（紅皮書）；技術(shù)報告包括對建議書中的技術(shù)、設(shè)備使用和執(zhí)行提供技術(shù)指導的技術(shù)報告（綠皮書）以及實驗規(guī)范類技術(shù)報告（橙皮書）為經(jīng)批準并正式出版的技術(shù)建議書（藍皮書）和操作規(guī)程建議（紫皮書）；非技術(shù)性管理文件或報告，主要形s式為黃皮書，一般為CCSDS的規(guī)章、程序和會議紀要等內(nèi)容；被新版本代替或是因其他原因被廢止的過期文檔標識為銀皮書。

截至2014年5月，CCSDS發(fā)布的相關(guān)標準建議書和文檔情況如表1所示。

表1 CCSDS發(fā)布的相關(guān)標準統(tǒng)計情況表

3. 空間數(shù)據(jù)傳輸國際標準化文件制定程序

根據(jù)ISO/IEC工作導則規(guī)定，國際標準制定工作由技術(shù)委員會（TC）或其下屬的分技術(shù)委員會（SC）負責，而國際標準制定過程一般包括新工作項目提案階段、工作組草案準備階段、委員會草案階段、國際標準草案詢問階段、最終國際標準批準階段以及最后出版階段共六個階段，具體見表2所示。SC13分技術(shù)委員會發(fā)布的標準目前均是采用“封面法”方式將CCSDS標準建議書轉(zhuǎn)化成國際標準，其工作過程與常規(guī)新標準的制定有很大區(qū)別。SC13發(fā)布國際標準只需對CCSDS標準建議書進行詢問（DIS和FDIS）和出版（ISO）兩個階段，一般只做編輯性修改，主要技術(shù)問題由CCSDS提交標準建議書負責解決。

表2 國際標準項目階段及相關(guān)文件說明

CCSDS的各類文檔形成軌跡如圖2所示。各類提議、技術(shù)建議以白皮書形式表明其原始狀態(tài)，原始狀態(tài)的白皮書有三個演進的路線，一是標準，其演進路線為由白皮書到紅皮書再到藍皮書或紫皮書三個階段；二是非標準的技術(shù)文件，其演進路線為由白皮書到綠皮書和橙皮書二個階段；三是管理文件，其演進路線為由白皮書到黃皮書。從圖2可以看出，CCSDS標準性文件正好經(jīng)歷了國際標準項目的前三個階段，這三個階段基本上對應為國際標準制定的前三個階段，白皮書對應提案階段的NP，紅皮書對應準備階段的WD稿，藍皮書（紫皮書）對應委員會階段的CD稿。

圖2 CCSDS的各類文檔形成軌跡

二、“引進來”與“走出去”相結(jié)合推動我國航天國際標準化工作

開展國際標準化工作具有十分重要的意義：①建立一套適應我國航天發(fā)展的國際標準化工作模式；②逐步深入，主導制定一批國際航天標準；③通過開展國際標準化工作，可帶出一支國際標準化人才隊伍。

CCSDS組織以及ISO國際標準化工作分析表明：開展空間數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域國際標準化制定工作，必須積極參加CCSDS組織的活動，實質(zhì)性地參與該組織相關(guān)工作組活動，逐步熟悉該組織的工作模式和工作重點，有目標有步驟地開展我國航天標準國際化工作。

首先明確工作領(lǐng)域和工作方向，了解和掌握該領(lǐng)域的背景情況。具體包括：①跟蹤CCSDS以及其他相關(guān)組織標準現(xiàn)狀，工作動態(tài)以及未來發(fā)展方向與趨勢等方面的內(nèi)容；②了解和分析國外主要航天大國的標準化現(xiàn)狀以及參與該組織國際標準化工作動態(tài)等；③分析我國航天技術(shù)現(xiàn)狀以及標準化現(xiàn)狀等，提出開展國際標準化工作的目標以及主要工作內(nèi)容，相應形成工作指南性文件以及配套的機制。

其次做好“引進來”和“走出去”兩方面的工作。“引進來”的工作也稱為國際標準中國化，即將國際先進標準通過分析研究和吸收，轉(zhuǎn)化成我國的標準，可以根據(jù)應用的實際需要轉(zhuǎn)化成國家標準（含國家軍用標準）以及行業(yè)標準；“走出去”的工作也稱為中國標準國際化，即將我國的標準通過國際標準化組織或其他組織，按照既定的工作程序開展國際標準的制定工作，使我國的標準成為國際標準，使我國能在該領(lǐng)域具有一定的話語權(quán)和主導權(quán)。

三、系統(tǒng)推進與專題突破相結(jié)合，做好“引進來”標準化工作

1. CCSDS國際標準已在我國得到廣泛應用

我國自CCSDS組織成立以來，就積極跟蹤研究其發(fā)布的相關(guān)標準。尤其是中國空間技術(shù)研究院自1992年以觀察員的身份加入到CCSDS組織后，開展了大量的情報跟蹤研究，并組織國內(nèi)相關(guān)專家開展數(shù)據(jù)信息傳輸領(lǐng)域的交流研討，組織專家翻譯了大量的CCSDS藍皮書和技術(shù)文件，出版了《空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)》圖書，為我國在航天型號任務中采用CCSDS標準建議書起到了積極的推動作用。同時標準化工作也取得了很好的成績，根據(jù)我國實際應用的需要，將部分CCSDS藍皮書的標準建議書經(jīng)過裁剪，以采標的形式制定了我國的相關(guān)標準，其中最有代表性的標準為航天器測控與數(shù)據(jù)管理系列標準。

2.國際標準引進來工作存在較大提升空間

我國開展國際標準引進工作雖然取得了較大的成績，但仍然有較大的提升空間，主要表現(xiàn)在三個方面：一是CCSDS組織及標準的跟蹤研究成果突出，形成了很好的技術(shù)基礎(chǔ)儲備，但均是各參與單位自發(fā)組織開展，造成很多基礎(chǔ)性工作的重復；二是 CCSDS標準的應用、推廣和采標工作取得一定成果，但是沒有統(tǒng)籌系統(tǒng)的策劃，按照CCSDS組織的空間體系結(jié)構(gòu)規(guī)劃我國空間數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)標準制定工作；三是我國開展CCSDS標準研究、應用和國內(nèi)標準制定工作在20世紀90年代末和21世紀初期為高峰期，但后期工作未能持續(xù)有效的深入開展，尤其是相關(guān)標準制修訂和國外標準轉(zhuǎn)化工作未能持續(xù)推進。

3. 做好標準引進工作的幾點想法

一是站在國家層面開展空間數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域的標準化工作，要充分借鑒先進的國際標準，全面梳理我國需要制定的相關(guān)標準，形成相關(guān)的標準項目群。

二是在做好系統(tǒng)策劃的基礎(chǔ)上，結(jié)合重點領(lǐng)域應用開展專題研究，重點突破，有目標、有步驟地開展標準引進。

三是對在研CCSDS標準建議書開展同步研究，及時跟進研制進程，及時融入我國意見，并通過分析對標，提出采標方案。采標工作要“重過程，重融合，重采用”，使采標的標準真正得到應用。

四是按照“滿足急需，兼顧長遠”的原則有序地開展標準編制工作，適合制定成國家標準的可以通過全國宇航技術(shù)及應用標技委進行標準項目申請，完成標準編制與發(fā)布工作；適合制定成國家軍用標準的，可以通過航天裝備軍標委進行項目申請，完成軍用標準的編制與發(fā)布工作。

五是對于已經(jīng)制定的標準，需要修訂的，要按照相關(guān)程序，結(jié)合CCSDS的最新標準以及我國實際應用情況，開展相關(guān)標準的修訂工作。

四、優(yōu)勢突破與領(lǐng)域拓展相結(jié)合，做好“走出去”標準化工作

1. 我國已具備了開展標準走出去的基礎(chǔ)

主要體現(xiàn)在兩個方面：一是經(jīng)過一段時間的發(fā)展，目前我國相關(guān)單位根據(jù)自身需求和工作特點以不同身份積極參加了該組織的技術(shù)會議和管理會議，對詳細的工作程序和規(guī)則有了清晰認識；二是融入工作取得階段突破，從近幾年參加技術(shù)層面的會議情況看，我國正在逐步深入?yún)⑴c到各工作組的具體工作中，對關(guān)注領(lǐng)域的工作組草案提出了很好的技術(shù)意見，尤其是承擔了Voice工作組的《話音及音頻通信》部分編寫工作取得了實質(zhì)性進展。

2. 我國航天標準走出去工作急需深化

航天標準走出去是體現(xiàn)國家綜合實力和技術(shù)水平的重要指證。我國航天標準國際化急需深入推進，一是急需通過制定數(shù)個甚至數(shù)十個國際標準提升軟實力和地位；二是急需在國際標準制定過程中充分吸收有利于我國航天技術(shù)特色的意見建議；三是主導性標準制定需要進一步取得多方支持，因為CMC是唯一有權(quán)批準CCSDS文檔發(fā)布或文檔正式復審的機構(gòu)，CMC會員都有資格投票決定是否可以發(fā)布相應文檔。

3. 做好標準走出去的幾點想法

一是在前期跟蹤研究的基礎(chǔ)上形成系列工作指導手冊，并開展CCSDS標準化工作相關(guān)培訓工作，讓從事CCSDS技術(shù)研究相關(guān)人員了解該組織的工作程序和規(guī)則，熟悉其標準性文件編寫規(guī)則，培養(yǎng)和鍛煉出一批可以從事國際標準化工作的人才隊伍。

二是扎實做好在該組織的相關(guān)工作，通過參與WG或BOF會議討論，了解其制定標準的方向和重點；通過完成CMC投票任務和秘書處的反饋信息，了解各國對標準的意見，學習航天強國是如何在標準中體現(xiàn)自身利益等，逐步融入到各項工作中去。

三是根據(jù)CCSDS組織的三個研究范圍，六個專業(yè)領(lǐng)域，依托新成立的協(xié)調(diào)工作組和專家組，結(jié)合我國在空間數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和優(yōu)勢，梳理我國可參與和主導制定CCSDS標準建議書的重點方向，形成工作指南或建議性文件。

四是進一步突出主導制定工作重點，明晰策略，以點帶面。一方面，以語音工作組目前的工作為基礎(chǔ)聯(lián)合制定標準建議書，將我國的具體做法和技術(shù)特色融入其標準草案中；另一方面，結(jié)合我國信道編碼技術(shù)優(yōu)勢，培育制定新工作項目計劃，在時機成熟時提出標準建議書編制要求。

五、結(jié)束語

中國航天要走向世界，融入國際航天的“大市場”，參與國際競爭與合作，需要我國航天工作者熟悉并運用國際規(guī)則，力求主導國際規(guī)則。國際航天標準無疑是“國際規(guī)則”和航天先進技術(shù)和經(jīng)驗的重要載體，一方面及時應用國際標準，全面跟蹤國際標準化發(fā)展趨勢和發(fā)達國家標準競爭策略，加強與國際標準分析比對，借鑒國外先進的航天技術(shù)和經(jīng)驗，完善我國相關(guān)標準體系，避免因標準不符或滯后對我國航天產(chǎn)業(yè)造成不利影響，為國際合作奠定基礎(chǔ)；另一方面主導制定國際標準，根據(jù)國際航天標準的制定特點，遵循國際標準制定準則，發(fā)揮國家技術(shù)優(yōu)勢，以已有標準為基礎(chǔ)，選擇突破口積極推動我國標準國際化。堅持“引進來”和“走出去”相結(jié)合對于推動我國邁進航天強國具有十分重要的意義。

[1] CCSDS Publications Manual. CCSDS Record, CCSDS A20.0-Y-2. Yellow Book. Issue 2. Washington, D.C.:CCSDS, June 2005.

[2] Organization and Processes of the CCSDS. CCSDS Record, CCSDS A02.1-Y-2. Yellow Book. Issue 3.Washington, D.C.: CCSDS, July 2011.

[3] Restructured Organization and Processes of the CCSDS.CCSDS A02.1-Y-2. Yellow Book. Issue 2. Washington,D.C.: CCSDS, April 2004.

[4] Procedures Manual for the CCSDS. CCSDS A00.0-Y-9.Yellow Book. Issue 2. Washington, D.C.: CCSDS,November 2003.