飞行试验实时数据系统简介 Ⅱ地面站

一、概述飞行试验实时数据系统地面站(以下简称“地面站”)是整个飞行试验实时数据系统的一个重要组成部分。地面站主要用于对机上采集的各种参数进行数据处理。它可以完成下列两类任务:从数据处理的任务类型看,这些任务是——对遥测数据作实时处理、对机载或地     

氙离子火箭发动机配电调节分系统的时序控制

从理论和实验两个方面对直径９ｃｍ氙离子火箭发动机配电及控制系统进行了研究，并设计出以８０３１单片机为核心组成的微机实时监控系统．为了减少加热电源和阴极本身的热冲击，阴极电源分五档位制；考虑到束流电源的瞬变特性，为避免对发动机和电源产生不利的影响，采用了慢起动特性；对子在发动机工作过程中有时出现的过载、灭弧、高压打火或短路等现象，能及时发现并作出实时处理和控制。     

航天器集成健康管理系统研究

航天器故障诊断技术不仅要求提高航天器安全性和可靠性 ,而且要求削减航天器全寿命周期成本 ,现在的故障诊断系统已从原来单一的分系统 (如电源系统 )的故障诊断专家系统 ,向集系统状态监测、故障诊断和故障修复为一体的航天器集成健康管理 (IVHM)系统发展。本文介绍了航天器集成健康管理系统的基本概念 ,并对我国新型航天器整个集成健康管理系统、在轨健康管理系统、地面健康管理系统以及主要采用的技术作了详细的阐述。文中强调了基于模型推理技术 (特别是多信号建模技术 )在航天器集成健康管理系统中的重要性。文章最后指出了应采用从上至下的方案开发该集成健康管理系统。     

一种新的亚米级星载GPS伪距实时定轨方法

提出了一种新的星载GPS实时定轨方法,该方法以伪距作为主要观测值,通过在卡尔曼滤波模型中设置参数来吸收广播星历中的轨道误差与钟误差,从而实现亚米级精度的实时定轨。采用自主研制的实时定轨软件SATODS对GRACE-A卫星的实测数据模拟实时处理,结果表明:采用本文方法后,实时定轨的位置精度和速度精度(3DRMS)分别可达0.4~0.6 m与0.4~0.6 mm/s;相比于传统的伪距实时定轨精度可提高40%。     

DMA方式下实现的中大容量遥测数据的连续采集与实时处理

文章介绍一个用于无人机发射与回收试验的遥测数据采集与实时处理系统。该系统的特点是能对码速率在800kbps 以内的中大容量遥测数据进行不间断的采集,并在采集的同时完成工程单位转换、实时显示和打印数据、将数据一字不漏地存入硬盘或软盘等实时处理任务。当采用双软盘驱动器作为外存储设备时,可在理论上实现无限长时间的数据采集和处理。和其它同类系统相比,该系统硬件结构简单,工作可靠,性能价格比较高。系统配备的遥测数据处理软件包,可以方便地完成实时处理和事后处理二大任务。     

高分三号卫星自主健康管理系统设计与实现

在分析遥感卫星自主健康管理需求和目标的基础上,对自主健康管理进行分级,提出高分三号(GF-3)卫星自主健康管理系统架构,设计可重配置的遥测在轨实时监测与量化管理系统,实现了标准化遥测监视表设计、可量化故障事件包设计、可量化统计事件包设计、故障和统计事件包自主生成条件、曲线比对功能等共性关键技术。GF-3卫星在轨运行结果表明:卫星能够在非地面干预的情况下自主对整星健康状态进行实时监测,并在故障发生时实施自主诊断、隔离和恢复,最大限度地保证卫星安全,有效提高卫星在轨自主运行的可靠性。     

航天器电源智能判读规则框架构建与应用

规则判读是航天器地面测试与在轨异常检测的重要手段,具有机理清晰、结论明确、易于工程实施的优点。目前,判读规则制定缺乏指导性框架与模板,不利于规则的有效推开。针对该问题,文章基于航天器电源设计机理与判读方法论,从工作模式分析、冗余遥测一致性、遥测参数功能关联、能源趋势分析4个方面出发,设计了航天器电源智能判读规则框架,并在航天器测试与在轨监测中进行了实例化应用。应用结果表明：智能判读规则框架能提升航天器电源系统异常的实时检测能力,可作为国内航天器电源健康状态监测的技术参考。     

多传感器信息融合技术与无人机PHM系统

通过分析多传感器数据融合技术故障诊断方法与无人机PHM系统（故障预测与健康管理）的特点,在不改变当前无人机系统硬件组成的情况下,将多传感器信息融合技术运用于无人机PHM系统,实现对无人机系统的实时状态监测、健康评估和故障诊断。     

RMPS实时并行计算机系统

研究和试验需要处理越来越多的数据,普遍认为:实时提供压缩了的工程单位的和派生的参数数据能减少试验费用,因为试验者能对试验点(方式)的有效性作实时判断。传统的遥测预处理器不能作这么多的实时处理,因为在设计这些处理器时已假定了原始数据是在单个PCM字内并仅仅做一个简单的mx b的工理单位转换,或者只要求简单的数据压缩。目前的预处理器已用专门的位片技术来加速实时处理。它们只是一个或二个总线系统。它们处理参数的能力常小于每秒300k到400k。此外,许多预处理器都不能处理字连结(相邻的PCM字除外),没有一个能处理象推力、升力、总重量、重力中心、失速速度,谐波分析等复杂的派生参数。为了寻找突破这些限制的方法:开发了一个整体并行的计算机系统,该系统拥有60个通用并行工作的IMFLOP浮点计算机,用以支持吞吐量达1.5Mw/s的任何类型的实时处理。这个系统能够合并多达8个不同异步源来的实时数据,每个源具有高过2.0Mw/s的字速率,多达32768个不同参数与附加的32768个标识符一起能被作为输入接收。标识符用作级联和派生参数的标记。一个功能很强的实时软件包允许计算机系统用户将任一个或多个算法用于任一个或全部被处理的参数。     

SSME实时振动监测系统在先进发动机健康管理中的应用

介绍了由马歇尔太空飞行中心(MSFC)开发的实时振动监测系统(RTVMS)的工作能力,该系统用于航天飞机主发动机(SSME)高速涡轮泵振动分析和减轻破坏。在斯坦尼斯太空中心(SSC)的 SSME 静态试车中正在使用 RTVMS 系统,表明已具有了在发动机工作过程中进行实时振动分析和健康监测的能力。由这些数据可评估高速运转的涡轮泵主要健康指标的离散谱信号,以减缓潜在的灾难性破坏。监测潜在故障的指标可使 SSME 项目能够开发一种基于振动分析的数字化发动机健康监测系统,从而在航天飞机飞行计划历史上首次实现了一种发动机高压涡轮泵振动飞行红线预警。     

基于监测信息的固体火箭发动机健康状态评估技术

针对固体发动机难以建立复杂环境下可信度较高的失效模型对固体发动机进行健康状态评估的现状,建立了基于定期无损探伤数据和长期环境监测数据为检测信息指标的固体发动机健康状态评估模型。首先划分固体发动机健康状态等级,在此基础上,确定影响健康状态等级的具体监测信息指标及其权重,界定各监测信息单项指标处在不同健康状态等级的标准范围,基于实测检测信息和不同健康状态等级的标准范围明确监测信息的评估量化值、量值域和全域,并计算监测信息指标关于各健康状态等级的关联度,加权求和即可得出处于不同健康状态等级的综合关联度,实现基于监测信息的固体发动机健康状态的评估。     

一种卫星有效载荷地面远程测试系统设计

提出了一种卫星载荷数据的地面远程测试实时处理分析方法,详细论述了其实现原理及实际系统中的各功能模块,重点介绍了远程测试服务平台内部结构设计、远程测试终端内部结构设计、内部数据通信协议设计、系统工作流程等及部件的设计思路和实现方法。文章所介绍的卫星有效载荷远程测试系统,能够支持卫星下传的超大数据量数据在远程终端监控下进行就近实时处理分析功能,从而使有限的专家力量集中在北京的测试大厅对远在发射场的卫星进行实时监视和测试。     

USB主机技术在车载继电保护状态监控系统的应用

针对飞机空调车维修周期长与继电保护状态不易判断等问题,本文采用嵌入式USB主机技术,为飞机空调车提供了方便快捷的继电保护状态数据采集存储途径,并为控制系统控制策略的发展和完善提供了客观充足的数据依据。在飞机空调车运行实验过程中,该数据采集系统运行稳定,数据记录完整、准确。离线数据分析过程中,数据曲线能较好地反映飞机空调车的继电保护状态判断状况。实践证明,在飞机空调车中引入USB主机技术对继电保护状态进行实时数据采集是可行的。     

高分多模卫星自主健康管理系统设计与验证

在分析现有遥感卫星自主健康管理系统不足的基础上,提出了高分多模卫星(GFDM-1)自主健康管理系统设计架构,给出了关键设计内容,提出了故障判决条件优化设计及操控接口与事件报告规范化的设计思路。卫星在轨运行结果表明:高分多模卫星能自主对整星健康状态进行实时监测;并在故障发生时,实施自主诊断、隔离和恢复,最大限度地保证卫星安全;能有效监测并报告,短期可自恢复异常;提高了卫星在轨自主运行的可靠性及地面运行管理的效率。     

基于SPC的导弹控制系统仪器电源在线安全监控

电源参数是导弹控制系统仪器电源健康状况的重要表征，为了对导弹控制系统仪器电源的安全进行监控，定义了电源参数的质量指标及电源参数监测数据点异常时的小概率事件，并针对这些小概率事件制定了相应的报警规则。由于统计过程控制技术用于电源参数监控与用于传统质量控制时的差异，以平台电磁阻电源电压为例，给出了基于统计过程控制的平台电源监测报警规则的制定过程。     

基于实时数据库的小卫星数据监视工具设计

提出了一种基于实时数据库的小卫星数据监视工具设计方法,根据实时数据库的技术特点,采用模块化设计方式,将多种数据监视功能进行组合。该数据监视工具主要功能包括遥测参数、遥测帧包数据、遥控指令、遥控指令判读数据、默认监视数据、自定义监视数据、遥测衍生数据、遥测基础信息数据、测试过程事件等的实时监视。在数据处理方面采用共享内存和哈希算法,可保证数据读写的可靠性和数据刷新效率,便于测试人员快速了解卫星当前的工作状态和健康状态。     

实时遥测原始数据对接方法的研究与应用

实时遥测数据处理系统借鉴了事后处理中多站原始数据对接设计思路,实现了实时遥测原始数据对接。实时对接数据处理具备了实时处理的速度和事后处理的质量,提供了一种全程连续的结果,并能克服部分设备数据散乱造成的参数误解问题,更好地满足了任务需求。实时对接技术是实时遥测数据处理系统中的亮点和难点,本文提出并实现了以遥测数据帧为粒度的实时多站遥测原始数据对接方法,分析了实时对接中面临的现实问题和困难,给出了方法实现的关键步骤、核心算法和具体流程,并指出了与事后对接的相同点和不同点及难点。最后,对方法的应用效果分别同单站设备结果、事后对接结果进行了比对分析,比对结果表明了该方法的可靠性、有效性和鲁棒性。该方法已多次应用于实时任务中,效果良好。     

多通道分布式航天器舱体健康数据采集方案设计

针对航天器长期处于辐照、冷热交变等恶劣环境下,内部、外部结构产生疲劳、屈曲等威胁航天器安全等因素,提出多通道分布式航天器舱体健康数据采集方案。该方案能够实时将舱体强度、力、热等飞行参数采集、存储及分时下传。采用FPGA+数字信号处理器(DSP)架构设计多通道、高精度数据采集系统,通过"调零"及"差分电桥"技术消除远距离线损阻抗及压降,并通过多级选通开关高速轮询采集变化的模拟信号。测试结果表明:电阻信号采集精度高于5‰,微弱电压信号采集精度高于2‰,可应用于航天器的实时健康监测与状态评估。     

遥测数据实时预处理器

本文介绍我国首次研制成功的工程实用化的ＹＺ４—４遥测数据实时预处理器的设计思想、系统工作原理和主要技术特点。该预处理器采用数据流。作方式的硬件体系结构，以高速单片数字信号处理器作为核心运算单元，实现遥测数据的高速实时处理，全部数据处理功能均由软件实现，使预处理器具各通用性、功能可扩充性、实时性、可靠性等多种特点。该预处理器可配置于各类大、中型遥测地面实时处理系统，以提高系统的实时数据处理能力与多种任务的适应能力。     

船摇数据实时处理的一种新方法

对船摇数据建立了一个时间序列自回归实时处理模型，在该模型的基础上，对船摇数据进行实时滤波及预报。经过大量实测数据及仿真数据的计算，从均方根差、均方根偏差、残差相关性、预报误差等多个方面研究了该方法的处理效果。计算结果表明该方法具有计算速度快、滤波及预报精度高等优点；将该方法与指数递推滤波＋极大似然预报法进行比较，前者明显优于后者。