测量船遥测数据处理方法研究

摘要：测量船作为我国测控网的组成部分，在航天测控任务中仍发挥着重要的作用，为适应航天测控网对遥测数据的新需求，测量船处理遥测数据的方法及流程需要改进。本文分析了测量船遥测系统，火箭遥测原始数据格式，并对原始数据的处理方法进行了研究。

关键字：遥测；测量船；数据格式

中图分类号：TP873 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.03.026

0 引言

在航天测控系统中，测量船作为陆地测量站的延伸，为目标飞行器入轨段及运行段进行测控，对火箭遥测数据进行记录、分析、传输，是保障航天任务顺利进行的关键因素之一。通常，遥测数据在传输前要进过挑处理或挑路处理。挑点处理是指将指定位置的数据进行挑点，然后将结果传输至指定中心；挑路处理是指将指定波道的遥测数据直接送往指定的心。然而随着航天测控网的发展，及数据处理精度的需求，这两种方法正逐步被取代，中心直接接受火箭遥测原始数据是一种发展趋势。

1 火箭遥测原始数据分析

1.1 火箭遥测系统基本工作原理

火箭遥测参数一般由总体系统、控制系统、动力系统、伺服机构、控制系统、环境参数、外测与安全系统、计算机字、数字量、指令参数等组成。箭上遥测设备通过各种传感器、交换器将需要测量的各种物理量转换为符合一定规范要求的电信号，该电信号幅度大小的变化，反映了对应的物理量的变化，两者之间一般呈线性关系。多路复用调制器将各种传感器、变换器输出的各路信号按一定调制体质组合起来，再经调制发射机载波，通过天线发往地面。在接收阶段，无线电信号通过接收机天线进入接收机，然后对载波进行解调，再经过多路复用解调器还原成各路原始电信号，并送入终端各记录设备记录，同时实时对部分参数电平进行显示和处理。介质记录的原始全帧群信号，经专门的处理方法还原成各物理量。火箭遥测系统基本工作原理图如图1：

1.2 火箭遥测原始数据传输

火箭遥测原始数据是指通过火箭上的传感器、变换器近距离测量火箭对象的各种物理量。这些数据通过有线或无线电系统远距离将信号传输至地面。火箭遥测原始数据的传输流程如图2：

火箭遥测原始数据的传输过程主要分为三个部分：第一箭上测量、发送设备：完成各种参量的采集、交换和调制，并由高频发射机用无线电电磁波的方式传送至地面。第二地面遥测接收设备：完成遥测信号的接收、解调。USB基带将接收到的电磁波处理为原始数据后转发给测量船中心机。第三完成遥测信号的处理、记录和传输。测量船中心机将火箭遥测原始数据处理为中心接收的规定的数据格式后经测量船卫通发送至指定的中心。

1.3 火箭遥测原始数据处理方法

火箭遥测全帧原始数据的处理目的是为了与中心进行正确的格式交换。需在全帧的基础上进行处理，如果数据库配置的传输子帧数和子帧计数相同，则只是将全帧数据从缓冲区拷贝数据后修改包头协议。如果数据库配置的传输子帧数和子帧计数不相同，则首先需要对全帧数据进行分包，然后对数据块添加包头协议。加上指定的协议，变为与中心交换的数据格式后，通过指定的路由发往中心与中心进行数据交互。

因此火箭遥测原始数据的处理应包括三大部分：第一，USB基带将箭上控制系统下传的电磁波进行调频解调处理，处理后的原始数据格式具体见图3，即火箭遥测原始数据全帧的数据格式。第二，测量船中心机对火箭遥测原始数据进行全帧数据处理。测量船中心机将接收到的火箭遥测原始数据进行全帧处理后，进行内部数据交互。第三，测量船中心机对火箭遥测全帧原始数据的处理。（图3）

火箭遥测原始数据处理具体流程图如图4所示：

测量船对船载大小卫通进行了变换，对某些业务进行了中断，以满足任务时对数据传输的保障。测量船中心机对火箭遥测原始数据处理是这样的。首先，对其进行全帧数据变换，将内部交换格式变换为全帧数据格式。其次，对全帧进行拆分包，以满足数据库中原始传输子帧数的配置。最后，对拆包后的数据进行处理，将其修改为网发中心的数据格式以满足中心数据交换的格式。

2 今后研究方向

在某次型号任务中，火箭遥测原始数据的传输方法在测量船中得到了应用。本次任务中每秒钟的传输速率达到了2M，随着后续任务发展需求这一数据将会继续增大，甚至可能达到此数据的数倍，如何兼顾数据高效传输和数据实时传输是下一步研究方向。

参考文献

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