測控軟件系統實時數據采集的分析處理方法

李瑛

測控技術與儀器是目前一門高新技術密集型綜合學科，被廣泛的應用到各行各業，其中測控實時數據處理軟件更是航天測控系統中的重要組成部分，通過數控軟件系統將飛行數據進行有效實時的采集、處理、記錄，具有極強的可靠性。本文主要根據測控技術與儀器在國內諸多領域飛速發展的背景下，以航天測控系統為依據，分析測控軟件系統對實時數據采集的分析、處理方式方法。

【關鍵詞】測控軟件系統 實時數據 采集 處理

隨著信息科學技術的不斷提升，數據采集和存儲技術研究成為了數據信號處理中非常重要的環節，是人們獲取外界信息的重要手段。測控技術軟件系統是實時數據采集分析處理的重要工具，但是由于軟件研制的周期短、維護使用時間長、人員流動性強等問題，導致測控軟件系統在維護工作上存在很多問題。對此，國內測控實時處理軟件采用了專用硬件平臺的面向過程處理模式，在研究數據處理方法上起到很大的促進作用，成為了業界廣泛關注的重點話題。

1 測控軟件系統的發展前景

隨著信息科學的飛速發展，數據采集和存儲技術已經是數字信號處理中非常重要的環節，將決定整個系統的性能。它廣泛應用于雷達，通信，遙測遙感等領域。它己經成為人們獲得外界信息的重要手段。隨著計算機技術逐步滲透到測控和儀器儀表技術領域，讓測控軟件系統得到了極大的完善和提升，在數據采集方面，數據采集卡、儀器放大器、數字信號處理芯片等技術的不斷升級和更新，也有效地加快了數據采集的速率和效率。至此，與計算機技術緊密結合，已是當今儀器與測控技術發展的主潮流。

當今時代，以Internet為代表的計算機網絡的迅速發展及相關技術的日益完善，突破了傳統通信方式的時空限制和地域障礙，將計算機、高檔外設和通信線路等硬件資源以及大型數據庫、程序、數據、文件等軟件資源納入網絡，可實現資源的共享。其次，通過組建網絡化測控系統增加系統冗余度的方法能提高系統的可靠性，便于系統的擴展和變動。由計算機和工作站作為結點的網絡也就相當于現代儀器的網絡。計算機已成為現代測控系統的中堅。

2 航天測控系統實時數據采集分析處理方法

近年來，我國航天測控系統隨著航天事業的發展而日趨臻于完善，為了擴展觀測的范圍，實時采集航天信息，我們將航天測控系統與互聯網相結合，對航天器的飛行和工作數據信息進行獲取，然后通過自動化系統上的信號加以采集、整理、處理，并用計算機進行計算、決策和實時反饋來控制航天器飛行的軌道和姿態，在整個測控系統中使用了多臺計算機，并有貫通各個測控站、測量船和測控中心的通信網絡。筆者主要闡述出航天測控系統對實時數據采集分析處理過程，具體分析如下：

2.1 航天測控系統的數據采集

在整個航天測控系統中，對航天器跟蹤測量所獲得數據進行實時采集，在將這種信息號轉換成電信號，方便信息的傳遞和處理。通常航天測控系統的所收集到的信息號包括兩種，一種是通過傳感器采集到的物理信息號，如溫度、流量、氣壓等等；另一個種是化學信息，如濕度、氣味等等，除此之外還有一些信號，如開關量信號等。這些都是航天測控系統日常所需要對航天器數據信息進行采集的重要部分，通過這些信息能夠及時掌握好航天器的飛行軌道、飛行狀況，為后續的信息處理做好充足準備工作。

2.2 航天測控系統的數據整理

在數據信號的整理過程中，航天器跟蹤測量數據，如彈道、軌道或位置的信息，通過航天測控系統所采集的電信號進行平整、濾波、模數轉換等，轉換成便于處理的數字信號。通常整理信號的類型會根據不同的傳感器信號采用不同的整理辦法，如對傳感器傳來的信號主要是進行信號放大、平整、濾波和模數轉換的過程；對于圖像信號，經采集之后主要是用于顯示，若還需對圖像進行處理，再顯示，或者發出控制信號，那么也必須將圖像信號轉換成數字信號。

2.3 航天測控系統的數據處理

航天測控系統整理后的數字信號，我們需要通過測控系統進行分類顯示，或者發出控制信號，但航天器采集到的信息對象顯示不正常，則代表我們需要航天測控系統進行對信號的計算和處理。遙測所提供的數據，經過處理、分析可給出航天器的狀態信息，它們都是系統中反饋回路的重要信息源，將這些重要的信息源發送給地面接收站，從而對問題對象進行調控整理，使其恢復正常。

2.4 航天測控系統的顯示控制

航天測控系統在電子測量和控制系統的地面部分，要有與裝在航天器上的電子設備相配合才能完成測控任務。對于測量，航天器上必須有相應的信標機或應答機，它們發回地面跟蹤和測速用的射頻信號，應答機還發回測距信息。地面控制中心可以通過我們觀察的形式顯示出來，便于我們進行判斷、檢測各種參數的傳感器和發送這些參數的射頻發射機。

像這種航天測控對實時數據分析處理的四個環節，采集、整理、處理、控制信息號進行逐一完成，從而形成了航天測控系統對實時數據控制的一個閉環，從而更好的輔助和控制航天器的安全運行。

3 結語

測控軟件系統是現今數據采集處理分析的重要工具，在國內眾多領域有著非常廣闊的發展前景，在數據采集與存儲上，有著可靠易實現、經濟低成本的有點被廣泛的應用，在航天飛行數據采集上也得到很好的應用，是航天測控系統的重要組成部分。由于測控軟件系統與互聯網的重要關系，測控網絡必須要基于于網絡化、模塊化、開放性等原則，成為具有開放性、可互操作性、分散性、網絡化，像這種智能化的測控系統在數據采集分析處理上將會更為實時、可靠，有效的提升航天測控系統的工作效率。

參考文獻

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作者單位

西安航天動力測控技術研究所 陜西省西安市 710025