本发明属于网络环境仿真领域，具体涉及一种天地一体化网络环境地面仿真系统。
背景技术：
载人航天和深空飞行发展对我国航天测控通信系统建设提出了新的技术需求：天地一体化网络的支持，提供多种数据传输方式；航天器对地传输模式向星际中继模式转变；简单的数据交换向网络传输转变。建成完全的天地一体化测控网和数据通信网才能从根本上改变我国空间数据系统的技术面貌。
截止目前，天地一体化网络通信技术目前在我国实际航天任务还未有正式全面应用。因此，充分、有效的地面技术验证是必不可少的。其中，网络环境的仿真是地面技术验证关键部分。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种天地一体化网络环境地面仿真系统，可以在半物理天地网络环境中对网络延时、误码率、断续连接等现象进行仿真。
本发明所采取的技术方案如下：
一种天地一体化网络环境地面仿真系统，包括星上终端、星上网关、星上的链路层网络环境仿真模块、射频通信模块、地面的链路层网络环境仿真模块、地面网关、地面终端；所述星上终端是满足天地网络通信协议，可进行通信的网络终端设备；所述星上网关是满足aos空间链路传输协议，可实现天地一体化网络通信协议网络层、传输层、数据链路层转换的网关设备；所述星上的链路层网络环境仿真模块负责对天地网络环境进行仿真，仿真环境中的延时、误码、断续连接；所述射频通信模块是进行网络通信中物理层工作部分，主要完成编码解码以及调制解调并进行射频的传输；所述地面的链路层网络环境仿真模块负责对天地网络环境进行仿真，仿真环境中的延时、误码、断续连接；所述地面网关是满足aos空间链路传输协议，可实现天地一体化网络通信协议数据链路层、传输层、网络层转换的网关设备；所述地面终端是满足天地网络通信协议，可进行通信的网络终端设备。
对于上述天地一体化网络环境地面仿真系统，其中，所述星上终端为满足天地视频通信的网络摄像机，可以拍摄视频并以网络视频流的方式向外发送网络视频数据。
对于上述天地一体化网络环境地面仿真系统，其中，所述星上的链路层网络环境仿真模块的硬件部分为计算机，软件为对数据链路层数据进行处理的应用软件；所述星上的链路层网络环境仿真模块接收数据链路层数据，并对接收的所述数据进行处理，分别使用数据处理函数完成延时、引入误码、中断数据的设置。
对于上述天地一体化网络环境地面仿真系统，其中，所述星上的链路层网络环境仿真模块分别使用所述数据处理函数完成延时500ms、引入误码0.1％、中断数据3s的设置。
对于上述天地一体化网络环境地面仿真系统，其中，所述射频通信模块为通过无线发射天线和接收天线组成的无线射频通信链路，通过在地面建立无线通信信道实现射频通信。
对于上述天地一体化网络环境地面仿真系统，其中，所述地面的链路层网络环境仿真模块的硬件部分为计算机，软件为对数据链路层数据进行处理的应用软件；所述地面的链路层网络环境仿真模块接收数据链路层数据，并对接收的所述数据进行处理，分别使用数据处理函数完成延时、引入误码、中断数据的设置。
对于上述天地一体化网络环境地面仿真系统，其中，所述地面的链路层网络环境仿真模块分别使用所述数据处理函数完成延时100ms、引入误码0.05％、中断数据2s的设置。
对于上述天地一体化网络环境地面仿真系统，其中，所述地面终端为实现天地视频通信的网络视频显示设备，可以接收视频并进行显示。
对于上述天地一体化网络环境地面仿真系统，其中，所述地面终端的硬件为计算机和显示器，软件为支持网络视频播放的视频播放器。
本发明所采用的天地一体化网络环境地面仿真系统的有益效果是：
1.天地一体化网络环境仿真系统建立在半物理天地一体化网络平台上，星上网关、地面网关、网络终端等均为物理实体，与真实环境接近；
2.仿真网络环境灵活，可以灵活设定网络环境中各个因素的影响程度；
3.方便获取网络通信中各个环节的数据，便于进行进一步分析。
附图说明
图1是天地一体化网络环境仿真系统架构图。
具体实施方式
本发明的天地一体化网络环境地面仿真系统基于天地一体化网络半物理环境。如图1所示，天地一体化网络环境地面仿真系统包括星上终端、星上网关、星上的链路层网络环境仿真模块、射频通信、地面的链路层网络环境仿真模块、地面网关、地面终端。
星上终端是满足天地网络通信协议，可进行通信的网络终端设备。
星上网关是协议满足ccsds(空间数据咨询委员会)制定的aos空间链路传输协议，可实现天地一体化网络通信协议网络层、传输层、数据链路层转换的网关设备。
星上的链路层网络环境仿真模块负责对天地网络环境进行仿真，仿真环境中的延时、误码、断续连接。该模块为网络环境仿真的执行部分，工作过程如下：接收aos协议中数据链路层数据，输数据链路层数据，通过数据处理软件完成对网络环境的仿真，模块通过对数据加延时，完成网络环境中“延时”的仿真，即在数据处理软件中引入“delay(**s)”功能，可以对延时时间进行设定。模块通过对数据加误码，完成网络环境中“误码”的仿真，即在数据处理软件中引入“filter(**)”功能，可以对误码率进行设定。模块通过对数据输入和输出加中止断点，完成网络环境中“断续连接”的仿真，即在数据处理软件中引入“stop(**s)”功能，可以对断续时间进行设定。
射频通信模块是进行网络通信中物理层工作部分，主要完成编码解码以及调制解调功能并进行射频的传输，可分为有线和无线两种模式。
地面的链路层网络环境仿真模块完成功能与星上的链路层网络环境仿真模块相同，负责对天地网络环境进行仿真，仿真环境中的延时、误码、断续连接，实现第二级网络环境仿真。
地面网关是协议满足ccsds(空间数据咨询委员会)制定的aos空间链路传输协议，可实现天地一体化网络通信协议数据链路层、传输层、网络层转换的网关设备。
地面终端是指满足天地网络通信协议，可进行通信的网络终端设备。
以天地一体化网络视频通信中网络环境仿真为例进行介绍，具体内容如下：
(1)星上终端
在天地一体化网络环境地面仿真系统中，星上终端可以是满足天地网络通信的任意网络终端设备。在本实例中为满足天地视频通信功能的网络摄像机，该终端可以拍摄视频并以网络视频流的方式向外发送网络视频数据。
(2)星上网关
在天地一体化网络环境地面仿真系统中，星上网关主要完成网络通信中网络协议的转换工作，使得数据链路层数据满足天地网络通信协议标准。星上网关可以是真实的网关设备也可为满足网关功能的仿真平台。在本实例中为网关设备。
(3)星上的链路层网络环境仿真模块
星上的链路层网络环境仿真模块在本实例中具体实现上硬件部分为计算机，软件为对数据链路层数据进行处理的应用软件。该模块接收数据链路层数据，并对接收数据进行处理，分别使用数据处理函数完成延时500ms，引入误码0.1％，中断数据3s等设置，完成天地一体化网络环境受扰的环境仿真功能。即在数据处理软件中引入“delay(500ms)”功能，对延时时间进行设定，数据处理软件中引入“filter(0.1％)”功能，对误码率进行设定，在数据处理软件中引入“stop(3s)”功能，对断续时间进行设定。对数据处理完毕后输出链路层数据。
(4)射频通信模块
射频通信模块可以为有线通信或无线通信模式，在本实例中具体实现上为通过无线发射天线和接收天线组成的无线射频通信链路，通过在地面建立无线通信信道实现射频通信功能。
(5)地面的链路层网络环境仿真模块
地面的链路层网络环境仿真模块在本实例中具体实现上硬件部分为计算机，软件为对数据链路层数据进行处理的应用软件。该模块接收数据链路层数据，并对接收数据进行处理，分别使用数据处理函数完成延时100ms，引入误码0.05％，中断数据2s等设置，完成天地一体化网络环境受扰的试验。即在数据处理软件中引入“delay(100ms)”功能，对延时时间进行设定，数据处理软件中引入“filter(0.05％)”功能，对误码率进行设定，在数据处理软件中引入“stop(2s)”功能，对断续时间进行设定。对数据处理完毕后输出链路层数据。
(6)地面网关
地面网关在本实例中同星上网关，为协议满足ccsds(空间数据咨询委员会)标准的网关设备。
(7)地面终端
地面终端可以是满足天地网络通信的任意网络终端设备。在本实例中为满足天地视频通信功能的网络视频显示设备，该终端可以接收视频并进行显示。终端硬件上为计算机和显示器，软件上为支持网络视频播放的视频播放器。
本发明中未说明部分属于本领域的公知技术。