多星公用编码遥测实时处理技术研究

本文介绍多星公用编码遥测实时处理软件系统的总体设计思路、控制逻辑,归纳出要解决的技术难题,并给出一种解决的方法,最终可实现多星统一处理。     

一种新型的遥测预处理机——YSJ-1A

一、概述 YSJ—1A遥测预处理机由DJS—131计算机、专用通道接口分机及一些专用和通用外部设备所组成。该机可以承担遥测数据流的实时处理,也可用作遥测数据的事后处理。在我国通讯卫星发射任务中,它主要作为实时遥测预处理机。在硬件上该机是在原YSJ-1遥测处理机的基础上修改设计而成;在软件上,则重新为该机配了一个专用的实时管理程序及应用程序。     

数字信息压缩技术在遥测数据处理中的应用

一、前言无线电遥测数据处理是航天发射场的一项主要工作。遥测数据事后处理中,首先把遥测磁带信息输入计算机,才能对遥测信息进行处理。改进输入方式,提高输入效率,对提高数据处理的速度和质量有很大作用。遥测数据的特点是记录时间长、数据多、信息量大,而计算机的容量是有一定限度的。为了解决这一矛盾,我们在320机上进行了遥测数字信息压缩试验,并与统一目的程序及30千码数字量处理程序进行了联合试验,与原来的磁带输入程序相比,输入效率提高三倍以上。我们将这一技术应用于五次遥测数据事后处理工作,数据用     

数据库在遥测处理系统中的应用

用计算机来设置整个遥测系统并处理数据所需的信息量正在日益增加。遥测格式数量多而且复杂常常需要在计算机里保存前端处理机的各种设置参量。而且,随着硬件预处理器的普遍使用,需要在计算机内保存一个用于控制各参数实时处理过程的信息。为了存贮这些设置和参数定义,并能快速检索这些信息,在设计良好的遥测系统中必须使用数据库。     

运用数字处理的高频数据采集过程

随着现代飞行器的发展，拥有高效处理大量复杂飞行试验数据的能力变得非常必要，这对提供动态数据的飞行传感器是十分重要的。现代传感器和模／数（A／D）转换技术，允许高采样率磁道对飞行数据采集系统输入，对于输出，数据的存储迫切要求系统把数据通过遥测传到地面站或者把数据以交联方式存储到机载设备中，遥测系统有限带宽以及机载数据记录设备存储／转换能力，经常使能够转换或提存归档的数据总量受到限制，本文介绍了一个借助脉码调制（PCM）流方式执行采集，处理，压缩以及遥测传送大量数据的系统，服务于实时处理的设备，需要Pegasus横向传递特征参数试验，此系统所具有的特点使其非常适应大量测量的应用，通过飞行数据的分析应用，简要介绍系统的关键特征。     

遥测数据时间序列滑动窗口动态分割技术

经由传感器采集的航天器遥测数据是产品验证、算法检验、数据挖掘等学科和方向重要的数据来源之一。由于原始测量数据采集密度高、信息量大,通常采用滑动窗口技术进行逐段处理和算法应用。但当滑动窗口的宽度固定时,数据的局部信息不能被充分提取出来;为此,提出遥测时序滑动窗口的动态分割流程。仿真结果表明:提出的时序分割和窗口宽度计算方法,可以根据数据自身的特点得到更加准确合理的非等长窗口集合;在保持曲线线段曲率的基础上,滑动窗口动态计算方法可以极大地提取拐点信息,合理地给出窗口宽度,对数据进行了简化与提纯,降低了建模难度,为下一步聚类分析、曲线匹配等工作提供了技术支持,提高了遥测数据的诊断与分析效率。     

一种基于时序形态的航天器动态模式提取方法

针对航天器动态特性分析过程中遇到的建模过程复杂、处理速度较慢、分析结果不易进行直观解释等问题,通过借鉴符号化近似思想,提出了一种基于时序形态的航天器动态模式提取方法。该方法首先采用分段线性化算法获取一系列分割线段以近似表示遥测序列形态,然后使用系统聚类分析技术对分割线段进行分类,最后基于分类结果将遥测时间序列数据转化为蕴含形态信息的符号序列。验证结果表明该方法简单、有效,所提取的动态模式符号序列不仅可体现遥测时序数据的显著变化,也可表征遥测序列的细微变化,可作为遥测序列识别与异常检测的依据。     

小波包变换对遥测速变数据噪声消除效果的改进

在介绍小波包定义和降噪声原理的基础上,提出了采用小波包变换降低噪声的方法。为验证该方法的有效性,将其用于某型导弹试验中所测遥测数据的降噪处理中,并与小波变换降噪效果进行比较。结果表明,小波包变换改进了遥测速变数据的消噪效果,是速变信号降噪一种更为有效的方法。     

基于时间序列数据挖掘的航天器故障诊断方法

时间序列方法是数据挖掘技术的一个重要分支,在航天器故障诊断领域具有非常广阔的应用前景。本文在系统研究时间序列数据挖掘技术现状基础上,重点介绍了一种基于时间序列数据挖掘的航天器故障诊断方法,包括确定诊断对象、航天器遥测数据选取、航天器遥测数据再处理、航天器遥测数据时间序列特征表示、航天器故障诊断的时间序列数据挖掘方法执行、挖掘结果的解释与评估、软件系统开发共7个步骤。最后通过卫星实例描述了该方法在航天器故障诊断中的具体应用。     

遥测数据仿真系统的设计和实现

针对遥测数据种类的多样性和处理方法的复杂性给软件测试带来的问题,对遥测系统基本工作原理、遥测格式、遥测处理方法进行了深入研究,设计和实现了一个适合不同遥测系统评测的遥测数据仿真模型。该模型的设计和实现使测试软件具备良好的可扩展性和可重用性,缩短了软件测试周期。     

三级数据的遥测交互软件架构设计及实现

针对遥测交互分系统实时处理数据量大、数据种类多样、数据收发模式灵活、技术状态变换频繁、软件维护要求高的问题,提出了一种数据池—数据表—数据通道的三级数据交互软件架构,该架构对交互分系统中所有数据进行高度抽象,采用通用化的处理过程,可以很好地适应各种需求。目前,基于该架构的遥测数据交互软件已在国产麒麟系统下实现,通过快捷、可视化的配置及灵活的人机交互,可以快速实现任务状态转换,能够满足各种航天测量任务的需求。这表明,该架构是一种理想、高效的数据交互软件通用解决方案,可推广到雷达、光学等其他测量设备。     

基于双树复小波和形态学的卫星异常数据滤波方法

受系统结构复杂、工作环境恶劣等因素影响,卫星的工作状态会存在介于正常和故障之间的异常状态,导致其遥测数据中不仅含有噪声,还存在异常数据。采用传统滤波算法进行去噪处理时,会存在对异常数据保留不充分的问题,从而导致突变信息丢失。针对上述问题,提出一种基于双树复小波与形态学滤波的卫星遥测数据组合滤波方法,设计一种半软阈值滤波函数来提高双树复小波的滤波性能,并提出一种组合滤波算法。通过仿真实验进行验证,结果表明:本文方法可以对遥测数据中的噪声进行有效滤除并对异常数据进行保留。     

减少数字遥测数据中噪声的数值滤波技术

本文介绍了几种事后数值滤波技术。在数字遥测数据用于自动化计算机数据分析以前,利用这些技术减少或/和消除数字遥测数据中的噪声。这种遥测数据噪声来源于遥测载波信号过小或完全丢失,引起接收的脉码调制(PCM)数据出错。剔除错误的采样数据是事后分析中一项特别重要的工作,因为被污染数据可能给自动化计算机事后数据分析过程造成错误或偏差。当这些错误在最终换算后的数据中常接近测量值的上限或下限(数据跳点),很容易从采样数据中滤除。数据噪声偶尔表现为比较小的、不明显的波动,则分析员只有从图形(而不是数表)才能看出有噪声。因此,这类噪声更难于数字滤波。通常,采用手工噪声剔除或平滑,其结果变化较大。其主要缺点是:对现今的高采样率数字系统,采样数据量很大,因而耗时过大。另外,任何一种手工滤波总是对操作员依赖性很大。对错误采样数据的检测和识别显然是数据滤波中最困难的一步。我们已研究出几种识别方法,并在消除和平滑技术以前先加以详细介绍。研究了这些方法的技术局限性,对此也作了介绍。最后,对每种方法用图形绘出滤波处理前后的几组数据例子。     

当代遥测计算机系统中的预处理

当前,越来越多的遥测数据处理工作从主机移向通用小型前端预处理机。本文讨论了预处理的必要性,介绍了一种通用预处理机。阐述了在变换“军用1553多路总线”数据中使用预处理机的情况,以及在更广泛的例行处理中使用预处理机的情况,例如数据合并、识别、压缩、工程单位转换、数组形成和数据分类等。     

低轨卫星可控式冗余分包遥测技术

随着卫星功能日趋复杂,遥测参数越来越多,处理要求越来越快,遥测设计面临越来越大的压力,必须拓展新的设计思路.本文讨论了一种低轨卫星可控式冗余分包遥测技术,更好地缓解遥测信道“瓶颈”,满足用户多样化的遥测需求,提高卫星遥测能力.该设计采用PCM（Pulse Code Modulation,脉冲编码调制）遥测和分包遥测相结合的方案,在信道资源有限,遥测参数庞大、用户需求多样的约束条件下,通过星载软件模式控制的方法实现了动态可编程遥测处理和遥测数传通道的冗余处理,提高了遥测信道的资源利用率、遥测设计的灵活性和系统的可靠性,该技术已成功应用于某在轨卫星,并被多颗在研卫星所采用.     

NT平台上扩频接收机和计算机之间数据通信的研究

为了满足遥测数据实时处理和联网通信的要求,选用了 Windows NT操作系统,制订了扩频接收机和计算机之间的通信协议,研究了 NT平台上 PIO和 DMA两种数据传输的方式,并针对数据传输率为4 0.2 6kbit/s的课题要求,实际编写了 NT设备驱动程序和用户检测程序,实现了总线插卡式的扩频接收机和计算机之间数据通信。     

数据库技术在航天测控任务中的应用

本文论述了数据库技术用于航天测控任务的可行性与应用范围，并举例介绍了其实现过程。生成遥测、遥控处理初始化数据文件、生成定义遥测处理结果表的批命令文件和生成数据转入程序这三个例子，对遥测参数描述表进行了多用途利用，突破了一般数据库的查询统计操作，实现了对数据的深层利用。本文通过对遥控指令查询遥测相关参数变化的例子，说明了用关系数据库描述实体关系简单明了，体现了数据库技术的优越性。     

一种卫星延时遥测分类处理和下传方法

延时遥测是掌握卫星在测控站不可观测弧段工作状态的重要手段,在深入分析卫星遥测参数特征的基础上,对卫星遥测参数按类型进行分类处理,提出了对各类延时遥测参数不同的处理、存储和下传方法;实现了下行遥测码速率受限情况下优化利用卫星存储资源和下行信道资源,使地面可准确掌握卫星在不可观测弧段的工作状态,尤其为不可观测弧段异常问题的判断和定位提供有效的遥测数据支持;实现了延时遥测数据的自主存储和下传,大大减轻了地面测控站的控制工作量.该延时遥测方法已成功应用于某卫星,取得了良好的应用效果.     

选用最佳遥测跟踪天线接收转发的GPS信号

本文给出了对三种波束扫瞄原理相差甚远的遥测跟踪天线进行测量所得的性能数据。在S波段测量了天线馈源引起的相位噪声,并做了比较。     

Exponent及Gauss型遥测数据建模初始化算法

在对某大型航天电子设备的遥测数据建模时,经常遇到含有指数类变化规律的数据,对其进行建模可以为研究设备性能的变化规律、实际与设计的差异等提供手段。针对有指数变化趋势的遥测数据,采用Exponent模型、Gauss模型对遥测数据建模,给出了这种数据模型的表达式,研究了2种模型的参数初始化算法。通过数值实验说明模型参数初始化算法的有效性,为后续利用最优化理论求解模型精确参数提供了良好的初试点。