GBT 47828-2026 空间数据与信息传输系统 XML格式化数据单元（XFDU）结构和构建规则标准立项发展报告

空间数据与信息传输系统XML格式化数据单元（XFDU）结构和构建规则标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SpaceDataandInformationTransferSystems—XMLFormattedDataUnit(XFDU)StructureandConstructionRules摘要随着我国航天工程任务的日益复杂化与多元化，空间数据与信息传输系统中海量数据的长期保存、高效交换与可靠管理已成为制约航天数据价值链深化的关键技术瓶颈。为解决不同任务系统间数据产品格式异构、信息语义缺失及封装结构不统一等问题，我国启动了国家标准《空间数据与信息传输系统XML格式化数据单元（XFDU）结构和构建规则》（GB/T47828-2026）的制定工作。本报告系统阐述了该标准的立项背景、技术依据、编制原则与核心内容框架，重点分析了标准所确立的XFDU信息包结构、XML格式化封装机制、信息完整性管理及分级构建规则等技术要素。该标准等效采用了CCSDS661.0-B-1及ISO17391:2025等国际先进标准，并结合我国航天任务工程实践进行了适应性修订。标准的发布与实施将有效解决国内航天器研制单位、地面运控系统及应用数据中心之间数据产品互操作能力不足的问题，为构建自主可控、开放兼容的航天数据共享生态提供重要的标准化技术支撑。报告还对该标准的主要参编单位及未来推广应用前景进行了介绍与展望。关键词：空间数据系统；XML格式化数据单元；XFDU；数据封装；信息互操作；航天标准KeywordsSpaceDataSystem;XMLFormattedDataUnit;XFDU;DataPackaging;InformationInteroperability;AerospaceStandard;CCSDS;Long-termDataPreservation1引言1.1编制背景随着我国载人航天、深空探测、对地观测等重大航天工程的持续推进，空间任务所产生的科学数据量呈现指数级增长态势。据统计，仅我国在轨运行的对地观测卫星每年产生的原始数据量即达数十PB量级。在数据规模急剧扩张的同时，数据生产者、数据管理者和数据使用者之间的角色分工日趋细化，跨系统、跨机构、跨周期的数据交换需求日益频繁。然而，由于各任务系统在数据产品封装格式上的自成一体的做法，导致数据在脱离原始生成环境后往往面临“可读不可解、可解不可信”的困境——具体表现为：缺乏统一的信息模型导致数据语义丢失，结构定义不开放导致长期保存困难，封装格式不标准导致交换效率低下。这一现状不仅造成数据资源的巨大浪费，也制约了航天数据从“可以用”向“好用、易用、互用”的跨越。在此背景下，制定一套既与国际先进标准接轨、又符合我国航天任务工程实践的数据产品封装与结构化描述标准，已成为推动航天数据互联互通与深度增值利用的重要基础性工作。1.2任务来源根据国家标准化管理委员会国家标准制修订计划的统一部署，全国宇航技术及其应用标准化技术委员会（SAC/TC425）组织开展了空间数据与信息传输系统领域的若干重要基础标准研制工作。经充分论证与广泛征求意见，XML格式化数据单元（XFDU）结构和构建规则正式列入国家标准研制计划，由北京空间飞行器总体设计部等单位牵头起草，中国航天科技集团有限公司所属相关研究院所参与编制。标准的制定工作严格遵循GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定执行。1.3目的与意义本标准的制定旨在确立一套面向空间数据与信息传输系统的XML格式化数据单元（XFDU）的逻辑结构与构建规则，统一数据产品在封装层面的信息组织方式和描述方法。其核心目的在于：-为不同类型空间任务数据产品提供一种与具体应用无关的规范化封装格式；-实现数据产品在生成系统、存档系统与利用系统之间的无缝流转；-支撑航天科学数据的长期保存与知识发现，确保数据在未来技术环境下仍然可解析、可理解。本标准的实施对于提升我国空间数据系统的标准化水平、促进航天国际合作中的数据交换、完善航天标准化体系建设具有重要的现实意义与深远的战略价值。2编制依据与技术背景分析2.1标准编制的主要依据本标准的编制严格遵循以下法律法规、政策文件和标准化指导性技术文件的要求：（一）法律与行政法规层面。标准编制工作以《中华人民共和国标准化法》（2021年修订）为根本法律依据，贯彻落实国务院《深化标准化工作改革方案》（国发〔2015〕13号）关于推动标准国际化、提升中国标准与国外标准一致性程度的战略部署。按照《国家标准化发展纲要》中关于加强基础通用标准研制、推动标准化与科技创新融合发展的指导思想，确立了“开放兼容、国际接轨、自主可控”的编制原则。（二）标准化指导性技术文件层面。标准结构和起草规则严格遵循GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》。同时，遵循全国宇航技术及其应用标准化技术委员会（SAC/TC425）对口的国际标准化组织ISO/TC20/SC13（空间数据与信息传输系统分技术委员会）相关的标准体系规划要求。（三）技术依据层面。本标准的编制以国际空间数据系统咨询委员会（CCSDS）制定的CCSDS661.0-B-1《XML格式化数据单元（XFDU）结构和构建规则》推荐标准以及ISO17391:2025《空间数据与信息传输系统—XML格式化数据单元（XFDU）结构和构建规则》国际标准为核心技术参考依据。前者为CCSDS各参与航天机构共同遵循的技术规范，后者是经ISO投票通过并发布的正式国际标准。本标准的技术内容和结构编排均以这两份文件为基础蓝本。2.2CCSDSXFDU标准体系简介及最新修订动态CCSDS（ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems，空间数据系统咨询委员会）成立于1982年，是由全球主要空间机构（包括NASA、ESA、JAXA、CSA等）共同组成的国际合作组织，其宗旨是通过技术标准化工作解决空间任务数据系统领域的互操作问题。目前，我国已作为观察员参与CCSDS部分工作组活动，但尚未在XFDU相关工作组中取得实质性参与地位，本标准的制定工作主要基于对CCSDS已发布标准的跟踪研究和消化吸收。CCSDS于2007年正式发布了XFDU推荐标准的第一版（CCSDS661.0-B-1），随后于2012年和2020年分别进行了两次技术勘误和更新。该标准定义了基于XML语言的数据封装方法，用于在空间任务各参与方之间实现数据对象及其附属信息的结构化交换和长期保存。XFDU标准在CCSDS标准体系中的地位可从两个层面解析：（1）从参考架构层级来看，CCSDS空间数据互操作系统参考架构（CCSDS311.0-M）将空间数据系统划分为四个互操作层——物理层、网络层、数据交换层和业务应用层。XFDU和SOIS（航天器星载接口服务）同属于第二层级即数据交换层的核心标准，XFDU侧重于任务数据端到端的逻辑封装与交换，SOIS侧重于航天器内部的接口标准化。二者相互补充，共同保障空间数据在从星载设备到地面应用系统的全链路中的一致性表达。（2）从数据管理标准族来看，在空间数据管理领域，CCSDS形成了以OAIS（开放档案信息系统，CCSDS650.0-B）参考模型为核心、以多种数据封装和描述标准为主干的标准族体系。XFDU、SANA（航天器星载接口服务）注册机制和PDAP（科学数据产品管理）协议共同支撑了从数据产生到长期保存的全生命周期管理功能。XFDU技术规范的制定受到了两项重要技术成果的直接启发和支撑：其一是OAIS参考模型所确立的信息包——特别是"提交信息包（SIP）、存档信息包（AIP）、分发信息包（DIP）"——的概念框架；其二是来自NASA戈达德航天飞行中心和欧洲空间局（ESA）在长期数据存档实践中积累的封装需求经验。关于最新修订动态，ISO已于2025年发布了XFDU国际标准版本（ISO17391:2025），标志着该标准正式从CCSDS推荐标准上升为ISO正式国际标准，其技术内容在CCSDS661.0-B-1基础上进行了部分澄清和编辑性修改。GB/T47828-2026的编制以ISO17391:2025为技术对口蓝本，确保我国标准与国际标准的最新版本保持同步等效。值得关注的是，CCSDS正在推进XFDU标准的下一轮修订工作，重点方向包括：引入机器可读的Schema形式化描述以支持自动化工具链部署、完善与Web语义技术（如JSON-LD）的映射机制、增加对科学数据集容器与云存储对象模型的适配支持。本标准的实施将为我国后续跟踪和参与XFDU标准升级提供国内实践基础。2.3OAIS参考模型与信息包概念为了确保空间数据在长达数十年乃至上百年的生命周期内仍可被独立理解和使用，CCSDS建立了开放档案信息系统（OAIS）参考模型（ISO14721），该模型定义了归档信息对象应包含的内容信息（ContentInformation）和保存描述信息（PreservationDescriptionInformation,PDI）两个基本组成部分。XFDU信息包正是OAIS信息包概念在XML技术框架下的具体实例化，通过标准化封装为信息内容的长期保存提供了技术载体。2.4ISO17391国际标准技术要点ISO17391:2025《空间数据与信息传输系统—XML格式化数据单元（XFDU）结构和构建规则》是空间数据标准化领域的核心国际标准之一。该标准确立了一套构建XFDU数据单元的规范，其核心技术要素包括：-信息包的逻辑构成：明确XFDU信息包由内容数据对象（由数据对象和元数据组成）和保存描述信息（含参考信息、来源信息、语境信息和完整性信息四类）构成；-XML结构的定义方式：通过XMLSchema定义XFDU信息包的文档结构、元素层次、属性规则和数据类型；-封装流程的行为约束：规范XFDU信息包的构建流程（打包）与解析流程（解包）；-扩展性的实现机制：允许在不同应用场景下对标准结构进行受控扩展。GB/T47828-2026在充分吸收上述国际标准的基础上，根据我国航天任务的工程实际进行了适应性调整和技术细节补充。3标准主要内容3.1范围界定本标准规定了空间数据与信息传输系统中XML格式化数据单元（XFDU）的逻辑结构、构建规则及封装要求，具体涵盖信息包结构说明、数据结构与元数据定义、信息包封装要求等核心技术内容。本标准适用于空间任务中各系统间数据产品的交换、存档与共享等业务场景，可供航天器研制单位、地面运控系统、数据应用中心等使用。其他行业领域中需要在系统间或系统内进行数据产品自描述封装和长期保存的场景亦可参照使用。3.2规范性引用文件本标准在技术内容上以规范性引用方式引入了以下标准文件的部分或全部条款：-国际标准ISO17391:2025《空间数据与信息传输系统—XML格式化数据单元（XFDU）结构和构建规则》（IDT等同采用）-GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》作为规范性引用的国际标准的对应采用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本标准。3.3术语和定义为便于标准使用者理解和应用，本标准对以下关键术语进行了明确定义：-XML格式化数据单元（XFDU）：一种以XML语言为语法基础、由数据对象和相应的元数据封装而成的数据容器，数据对象可为文件或字节流，元数据遵循XMLSchema模式规范进行描述，可在系统间进行交换并在较长时间周期内保持其可解析性和语义完整性；-信息包（InformationPackage）：由内容信息和相应的保存描述信息（PDI）构成的逻辑容器，是数据交换和保存过程中的基本信息组织单元；-封装（Packaging）：将数据对象相关信息按照规范化方式组织为XFDU的逻辑映射和物理映射的过程；-XMLSchema：一种基于XML语法、用于定义XML文档结构、数据约束和数据类型规范的形式化描述语言。此外，标准还对参考信息、语境信息、来源信息、完整性信息等OAIS模型核心概念进行了术语定义，为标准的正确使用提供了统一理解基础。3.4XFDU信息包结构说明标准对XFDU信息包的结构进行了详细规定。XFDU信息包逻辑上包括信息包描述、数据对象描述与元数据描述等核心组成要素。信息包的整体结构由XMLSchema进行模式化声明和结构化约束，具体而言：-信息包描述（packageDescription）作为XFDU信息包的根元素，为整个信息包的逻辑入口，承载和关联各组成结构，并提供了对整个信息包的版本标识、创建时间等全局属性的描述；-数据对象描述（dataObjectDescription）指对封装于信息包内的数据对象的描述信息，包括数据对象的标识、数据类型、数据来源、校验信息等描述项；-元数据描述（metadataSection）指封装于信息包中的元数据信息实体，以XML格式进行结构化描述。上述各部分组成元素共同构成了一个自包含、自描述的数据封装单元，可在不了解数据生成环境的前提下完成对数据内容及其附属信息的正确解析。3.5数据结构定义与元数据描述XFDU采用XMLSchema来定义信息包的数据结构，构建了一个规范化的数据结构框架。具体而言，XFDU标准将数据结构按照功能维度进行了层次化分解，从顶层到底层依次为：1.信息包层（信息包描述元素），是整个XFDU结构的最高抽象层次，负责将数据对象和各类描述性元数据组织为一个完整的逻辑单元。2.描述层提供对封装于信息包内各类内容的逻辑访问入口，负责数据对象的逻辑组织和语义关联管理。3.数据管理层处理封装对象的结构化存储与检索需求，负责数据对象的物理存储优化等管理功能，向应用层提供统一的数据视图。4.文件层描述信息包内数据对象的文件构成、存储路径和物理组织方式。标准定义了信息包描述、数据对象描述、元数据描述等元素的信息内容和XML编码规则，并给出了XMLSchema定义与结构说明。其中，元数据描述部分允许采用包括数据内容描述元数据（如科学数据集描述信息）、数据封装描述元数据以及保存描述信息在内的多类元数据，以实现对数据对象从多个维度的充分描述。3.6信息包封装要求与构建规则标准对XFDU信息包的构建过程提出了明确要求，规定了构建XFDU信息包的基本行为活动及其次序关系。核心规则包括：-信息包的构建流程：从收集数据内容和附属元数据信息开始，依次完成信息包描述信息的编制、数据对象的登记与组织、元数据对象的关联与引用关系建立等步骤；-信息包文件的组织方式：规定了将一个XFDU信息包物理封装为一个文件（内嵌封装）或将信息包的各个组成部分作为独立文件组织管理（外部封装，通过XML引用机制实现关联）时文件命名和结构组织的准则；-扩展规则：允许在不同工程场景下通过受控方式增加标准结构之外的专有元素，为具体任务提供附加描述信息的扩展途径。与此同时，标准也明确了扩展的实施约束——即必须在信息包描述信息中进行扩展声明且不得破坏标准结构的完整性，以保证扩展元素不会影响不同系统间对标准数据元素的理解一致性。此外，标准还给出了封装完整性的验证方法要求，明确信息包应通过校验机制来保证数据对象的完整性和引用的正确性。4主要参编单位介绍本标准的主要起草单位为中国空间技术研究院（ChinaAcademyofSpaceTechnology,CAST）下属的北京空间飞行器总体设计部。北京空间飞行器总体设计部是中国空间技术研究院的核心总体单位，长期承担我国载人航天器、导航卫星、遥感卫星等多类航天器的总体设计任务，在航天器数据管理系统设计、星地数据传输与地面数据处理方面积累了丰富的工程实践经验。近年来，该部在航天器综合电子系统标准化、空间数据系统协议体系研究方面开展了大量开拓性工作，先后主持或参与了多项航天器数据管理相关国家标准的制定与修订工作。在标准编制过程中，北京空间飞行器总体设计部作为主要牵头起草单位，充分发挥了其在空间数据系统架构设计、数据流管理与产品封装技术方面的深厚技术积淀，从标准需求论证、编制方案设计、文本起草到意见汇总处理等各环节发挥了核心组织与技术引领作用。同时，中国航天科技集团有限公司下属多家研究院所、高校与相关用户单位也参与了标准的技术研讨和试验验证工作，共同保障了标准技术内容的科学性、先进性与适用性。5标准实施与推广应用前景分析为促进标准的