高级在轨系统(AOS)是空间数据系统咨询委员会(CCSDS)面向载人飞船和空间站等复杂任务航天器的高带宽数据通信需求制定的一套数据通信体制标准,已逐渐被各航天技术发达国家所采用。“神舟”系列载人飞船的成功发射与返回等一系列令世人瞩目的航天技术成果,标志着我国正在步入世界航天技术大国的行列。研究AOS标准及关键应用技术对进一步推动我国航天技术发展、广泛参与国际交流与合作有着重要意义。论文论述了AOS标准的国内外研究与应用现状,深入分析研究了CCSDS标准建议书关于AOS空间数据链路协议子层的相关标准,详细讨论了AOS的分层模型、主要业务类型、数据单元格式和数据处理的过程与规则;设计拟定了AOS演示验证系统的功能结构和实现方案,开发完成了分别运行于Linux和Windows环境的演示验证系统接收端信道分路器和各AOS业务链路控制器等功能模块,实现了虚拟信道帧(VCF)、虚拟信道存取(VCA)、包、多路复用、位流等AOS业务数据接收处理功能的演示验证。论文详细论述了各业务链路控制器和信道分路器软件的设计开发思路、方法和过程。链路控制器采用套接字和多线程编程技术在Windows XP和Visual C++环境下开发和运行。信道分路器在Linux和GCC编译器环境下开发,运行于方舟Draco开发板。论文还介绍了在我国自主知识产权高性能嵌入式微处理器“方舟GT2000”开发板上嵌入ArcaBoot与Linux操作系统以构建开发运行平台的具体方法和过程,和对作为信道分路器底层接口运行于上述平台的“PCI总线同步与信道编码数据收发卡”Linux驱动程序所做的改进设计。