遙測(cè)數(shù)據(jù)處理

遙測(cè)數(shù)據(jù)處理分為輸入、拼接、時(shí)間加工、判幀與分組、計(jì)算機(jī)輸出6個(gè)環(huán)節(jié)。

(1)輸入

完成航區(qū)各測(cè)量站、船所測(cè)原始數(shù)據(jù)的輸入，包括磁帶、光盤(pán)和網(wǎng)絡(luò)輸入等，需要磁帶機(jī)、光驅(qū)和網(wǎng)絡(luò)接口支持，一般在數(shù)據(jù)處理軟件中設(shè)計(jì)專門(mén)的數(shù)據(jù)輸入軟件配置項(xiàng)。

2)檢查、選帶、拼接

完成對(duì)各測(cè)量站、船所測(cè)原始數(shù)據(jù)的記錄質(zhì)量檢查，并形成數(shù)據(jù)和記錄介質(zhì)的綜合數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查報(bào)告。同時(shí)，對(duì)有重復(fù)測(cè)量的數(shù)據(jù)要擇優(yōu)選取并按首尾幀對(duì)接出全程最佳原始測(cè)量數(shù)據(jù)。

(3)時(shí)間加工與糾錯(cuò)。

主要完成如下3項(xiàng)工作:一是以發(fā)射場(chǎng)區(qū)所給起飛時(shí)間為零秒，將各測(cè)量站、船所記絕對(duì)時(shí)換算成相對(duì)時(shí);二是以首區(qū)時(shí)間為基準(zhǔn)，修正航區(qū)各測(cè)量站、船所記時(shí)間的系統(tǒng)誤差;三是糾正各測(cè)量站、船轄段內(nèi)由隨機(jī)原因產(chǎn)生的時(shí)間跳變及亂散點(diǎn)。

(4)判幀與分組

主要完成判別幀同步碼，剔出亂散點(diǎn);識(shí)別幀同步、子幀同步和副幀同步碼，根據(jù)遙測(cè)波道分配表，將原始數(shù)據(jù)流分解成對(duì)應(yīng)各參數(shù)獨(dú)立的原始數(shù)據(jù)文件。在事后遙測(cè)數(shù)據(jù)處理軟件中，為適應(yīng)各種遙測(cè)幀結(jié)構(gòu)的需要，建立多子集樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，采用逐層分解的辦法，一直到葉節(jié)點(diǎn)。這一步是遙測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理中設(shè)計(jì)最復(fù)雜，費(fèi)時(shí)最多，最需要技巧和經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)環(huán)節(jié)。

(5)計(jì)算

主要完成對(duì)運(yùn)載火箭動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、總體系統(tǒng)、外安系統(tǒng)、指令、計(jì)算機(jī)字、平臺(tái)加速度表等各分系統(tǒng)遙測(cè)參數(shù)的處理，包括按各種不同要求取點(diǎn)與去跳點(diǎn)、計(jì)算與修正并還原成物理量。

(6)結(jié)果輸出

按處理要求將結(jié)果數(shù)據(jù)刻盤(pán)，刻盤(pán)文件除數(shù)據(jù)文件外還有對(duì)應(yīng)的結(jié)果說(shuō)明，包括文件名的命名規(guī)則，各參數(shù)文件的格式等，以便于存檔和數(shù)據(jù)分析單位使用。

(1)緩變參數(shù)處理方法

遙測(cè)參數(shù)種類繁多，不同型號(hào)的導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星，不同的遙測(cè)系統(tǒng)，不同測(cè)量原理的傳感器、變換器，處理方法都不盡相同。在實(shí)際處理時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)部門(mén)給出的"飛行試驗(yàn)遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)處理要求和方法"進(jìn)行處理。

(2)速變參數(shù)處埋方法

速變參數(shù)種類較多，常用的復(fù)合值及時(shí)間歷程、傅里葉幅值譜、功率譜密度、沖擊響應(yīng)譜、聲壓級(jí)譜等參數(shù)的處理方法

(1)第一階段為20世紀(jì)60年代初期至中期，是以手工處理為主的時(shí)期。在此階段，遙測(cè)設(shè)備以6甲無(wú)線電遙測(cè)為代表，采用PAM-FM體制，數(shù)據(jù)流量的總采樣率僅為每秒幾十千位，以320mm的寬膠片記錄為主，25.4ram模擬磁帶記錄為輔，通過(guò)光學(xué)判讀儀人工判讀膠片數(shù)據(jù)后，再通過(guò)手搖計(jì)算機(jī)處理，一次任務(wù)處理約需(2~3)個(gè)月。

(2)第二階段為20世紀(jì)60年代末至70年代，是半自動(dòng)化處理時(shí)期。在此階段，遙測(cè)設(shè)備以大容量無(wú)線電遙測(cè)為代表，采用PACM-FM體制，數(shù)據(jù)流量總采樣率為每秒百余千位，以光學(xué)膠片和25.4ram磁帶記錄，部分緩變編碼參數(shù)在晶體管計(jì)算機(jī)上處理，每秒才運(yùn)算數(shù)萬(wàn)次，一次任務(wù)處理約需2個(gè)月。

(3)第三階段為20世紀(jì)80年代至90年代，這是我國(guó)導(dǎo)彈及航天事業(yè)迅速發(fā)展的時(shí)期。前期以綜合遙測(cè)為代表，采用PACM-FM體制，數(shù)據(jù)總采樣率已達(dá)每秒數(shù)百個(gè)千位，以靜電打印及12.7mm數(shù)字磁帶及25.4mm檢前磁帶記錄，以某系列為代表的數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)速度已達(dá)每秒上百萬(wàn)次;后期從90年代中期，遙測(cè)采用可編程系統(tǒng)，已完成頻段的更新，而且彈(箭)上也已采用全PCM體制，總采樣率已達(dá)到每秒數(shù)兆千位。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用方式是采用高速小型機(jī)或高檔微機(jī)為服務(wù)器，以多臺(tái)微機(jī)為工作站的分布式并行處理;遙測(cè)終端也形成以雙數(shù)據(jù)流的旋轉(zhuǎn)頭磁記錄器為主、熱敏記錄儀繪圖為輔的方式，一次任務(wù)的事后處理速度比過(guò)去有了很大幅度的提高。

(1)實(shí)時(shí)處理

在遙測(cè)進(jìn)行過(guò)隧中。邊測(cè)量邊進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理稱為實(shí)時(shí)處理。這種處理的特點(diǎn)是處理和測(cè)量同時(shí)進(jìn)行。因此，要求處理設(shè)備速度高，處理方法要盡量簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)處理的參數(shù)數(shù)量也受到限制。這種處理一般在遙測(cè)站進(jìn)行。處理的參數(shù)為實(shí)時(shí)傳輸挑點(diǎn)參數(shù)、時(shí)間指令參數(shù)和計(jì)算機(jī)字等。

(2)準(zhǔn)實(shí)時(shí)處理

在遙測(cè)結(jié)束后，利用遙測(cè)站記錄的遙測(cè)數(shù)據(jù)，在遙測(cè)站立即進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理稱為準(zhǔn)實(shí)時(shí)處理。這種處理的特點(diǎn)是測(cè)量結(jié)束后立即進(jìn)行處理，一般應(yīng)在測(cè)量結(jié)束后的1~2h內(nèi)，提供數(shù)據(jù)處理結(jié)果。這種處理一般用二技術(shù)陣地模擬飛行、發(fā)射陣地模擬飛行和故障彈等的處理。這種處理由于沒(méi)有對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、綜合檢查，處理結(jié)果僅供掌握模擬飛行情況和分析故障用，不作為最終結(jié)果提供用戶和存檔。處理的參數(shù)一般為制導(dǎo)和控制系統(tǒng)參數(shù)、時(shí)間指令參數(shù)、安全系統(tǒng)參數(shù)，以及與故障分析有關(guān)的參數(shù)。故障彈處理參數(shù)一般在處理現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)決定。

(3)事后處理

事后處理是指在遙測(cè)測(cè)量結(jié)束后，對(duì)遙測(cè)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、綜合檢查，使用裝彈(箭、星)產(chǎn)品的有效校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對(duì)全部遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;并給出完整的處理結(jié)果報(bào)告。事后處理的特點(diǎn)是處理工作嚴(yán)格按照有關(guān)文件規(guī)定進(jìn)行，這些文件包括:飛行試驗(yàn)大綱、遙測(cè)大綱、遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)處理要求和方法及飛行試驗(yàn)遙測(cè)實(shí)施方案等。處理前。要對(duì)遙測(cè)站提供的全部記錄介質(zhì)(如:磁帶、軟磁盤(pán)、記錄紙帶等)進(jìn)行記錄質(zhì)量檢查，選擇質(zhì)量好的記錄介質(zhì)供處理用;并認(rèn)真查驗(yàn)遙測(cè)站提供的戰(zhàn)斗報(bào)告表等原始資料。處理使用的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)必須是裝彈(箭、星)產(chǎn)品的有效數(shù)據(jù)。處理結(jié)果必須經(jīng)過(guò)認(rèn)真校核，裝訂成冊(cè)，制定密級(jí)，并有處理、校核、審核、批準(zhǔn)等人員簽名。遙測(cè)數(shù)據(jù)事后處理報(bào)告是遙測(cè)數(shù)據(jù)處理的最終結(jié)果，是評(píng)定飛行試驗(yàn)質(zhì)量的有效依據(jù)，應(yīng)存檔并長(zhǎng)期保存。事后處理應(yīng)在數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行。

衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是航天器運(yùn)控信息管理系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能是接收航天器下行的遙測(cè)數(shù)據(jù)幀，并在系統(tǒng)內(nèi)部解析處理這些數(shù)據(jù)幀，然后將處理結(jié)果分發(fā)到運(yùn)控信息管理系統(tǒng)的其它組成部件。作為遙測(cè)數(shù)據(jù)解析的第一道程序，遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有著十分重要的作用。

遙測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理的下行數(shù)據(jù)主要是CCSDS(空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)格式的遙測(cè)數(shù)據(jù)幀，這些數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)流的形式發(fā)送給遙測(cè)數(shù)據(jù)處理軟件。數(shù)據(jù)處理軟件接收到這些數(shù)據(jù)后進(jìn)行解包處理，得到最終的遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)。

實(shí)際的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)發(fā)送端，衛(wèi)星上不同的信源產(chǎn)生的遙測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)編碼后，分別以不同的服務(wù)形式生成對(duì)應(yīng)的虛擬信道幀，其中每個(gè)虛擬信道有一個(gè)唯一的虛擬信道標(biāo)識(shí)符(VCID)。多路虛擬信道幀復(fù)用一個(gè)物理信道完成數(shù)據(jù)的下行傳輸。對(duì)于工程遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)量較小，其下行速率相對(duì)較低;而空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如圖像、視頻等，由于數(shù)據(jù)量很大，航天器一次過(guò)境的可視時(shí)間又很短，所以其下行數(shù)據(jù)的速率就會(huì)很高。因此對(duì)于不同的遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)的下行速率也是不盡相同的，帶寬變化可以從幾比特每秒至上百兆每秒或更高的量級(jí)。