一體化試驗遙測網絡的發展與思考

陳志毅 玄志武

摘? 要：隨著裝備試驗正在向空天地一體化試驗方向發展，遙測技術正逐步從“單向、點對點”傳統模式轉向“雙向、多點對多點的空地一體化”綜合遙測網絡模式。文章從國內外遙測現狀出發，分析了遙測技術面臨的挑戰，并結合美國遙測網絡系統的概念，討論了遙測系統發展趨勢。

關鍵詞：一體化;試驗;遙測

中圖分類號：TP393? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）06-0077-02

隨著空地一體、全球網格等網絡為中心的大型復雜系統的出現，綜合網絡系統已成為未來的主要模式。過去的方式以單一平臺為中心，主要依靠自身傳感器和系統，相互之間比較獨立，沒有形成網絡實現信息共享;當前和未來的發展趨勢是在“以網絡為中心”的背景下，單一平臺的性能發揮取決于整個設備系統的發展[1]。每個分散的業務要素通過全球信息網絡聯網，共享戰場態勢感知，協調統一行動，將信息優勢轉化為行動優勢，充分發揮整體效力。

現有的試驗和評估方法已不再適用于基于網絡的大規模復雜系統測試和評估需求，正在向空地一體化測試網絡發展，測試環境也將從真實的大氣層變為復雜的電磁環境和網絡空間。因此，美國對測試與評估提出了新的要求，并正在向空地一體化測試網絡發展。遙測技術也逐漸從“單向，點對點”傳統模式轉變“雙向，多點到多點空地一體化”綜合遙測網絡模式[2]。本文從國內外遙測現狀出發，分析了遙測技術面臨的挑戰，并結合美國遙測網絡系統的概念和技術實現，討論了遙測系統發展趨勢。

1 空中飛行試驗遙測技術現狀及發展

1.1 國外遙測技術現狀

目前，美國飛行試驗模式主要分為獨立試驗與聯合試驗。獨立試驗一般針對短程、單一試驗，而對于巡航飛行試驗，區域可能長達數千公里，為實現全程測量，美國設計的航線盡量穿越現有測試的路線，使用現有的若干雷達和光學測量設備組成測量和控制網絡進行分割測量，重點保障典型地形匹配區的軌跡測量，需要動用多個跟蹤測控設備一起來聯合試驗，通過地面遙測站和空中測量飛機組網實現數據的采集和中繼。

美國在遙測技術研究方面一直處于國際領先水平，其研究主要在兩個方向進行[3]：一個方向是基于單向、點到點、串行流遙測（SST）技術，主要體現在IRIG106標準的每兩年修訂版上，其卓越的技術特點是高可靠性和強大的實時傳輸;另一個方向是遙測網絡技術研究方面，主要體現在iNET遙測網絡標準的研究上，其卓越的技術特點是可互操作、可重復使用和可重新配置的動態網絡，實時和準實時的遙測數據傳輸、遙測數據錯誤恢復和動態頻譜資源管理等。

1.2 國內遙測技術現狀

經過幾十年的發展，我國測控系統已達到一定的規模，測控系統主要包括陸基固定測控站系統，陸基移動測控站系統，海基船站測控系統?？蓪崿F對我國發射的各種航天飛行器測控，廣泛應用于試驗、航天器發射以及飛行器運行管理等。

遙測標準也基本上參考了IRIG106標準，遙測調制主要使用PCM/FM。隨著IRIG106標準不斷完善以及iNET標準的引入，它引起了國內研究機構和學者的關注。在過去十年中，中國在遙測領域取得了一些技術成果，如調頻遙測性能增強技術，實時軟件基帶技術，加密和解密技術，信道編碼和解碼技術，高比特率數字遙測調制傳輸技術。然而與歐洲和美國等發達國家相比，遙測標準的修訂，新遙測技術的應用以及網絡遙測系統的建設仍然存在一些差距。

2 遙測技術面臨的挑戰

2.1 體系與體系的對抗

未來是體系之間的對抗，以一個單獨的單元來對抗一個體系，絕不是一個等級上的較量！基于信息系統的系統的運行能力是決定結果的關鍵。系統對抗訓練逐步形成，訓練模式機制正在發生變化。因此，組織系統對抗訓練，綜合聯合訓練和復雜環境訓練是軍事訓練轉型的正確含義。這就需要對當前的測量和控制標準以及超前標準進行適當的處理?；谖锢頊y試的傳統實驗模型已無法滿足新模型下復雜系統的開發需求。隨著軍事裝備技術的不斷完善，在真實環境條件下對大型復雜系統的測試變得越來越迫切，需要聯合分布式仿真測試和評估技術來提高系統的測試和評估能力[4]。

2.2 使用與效能評估

效能是指系統在特定條件下滿足指定使用目標的能力?！疤囟l件”是指環境條件，時間，人員和使用方法等因素;“指定使用目標”是指要達到的目的;“能力”是指目標的定量或定性實現程度。效果評估是基于影響設備性能的主要因素，使用一般系統分析方法，在收集信息的基礎上，確定分析目標，建立能力測量算法，全面反映設備對指定目標的實現情況，最后給出衡量和評估設備有效性的指標。自20世紀70年代以來，美國建立了相對完整的測試系統。將軍事訓練計劃與實驗任務相結合，充分利用各種設備和裝備以及參加試驗的新裝備。組織參與單位在接近實戰條件下進行訓練和演練[5，6]。

為了滿足信息化網絡的要求，測試將從單一的技術指標轉變為使用性能測試和效能評估，測試對象轉換為多系統平臺和多平臺系統。系統本身作為主要測試對象之一，具有結構復雜，速度更快，射程更長，制導復合和多態的特點。多方向、多批次、多高度和多平臺協同樣式將成為發展趨勢。

2.3 測控信息安全與防護

我國測控系統主要采用統一載波測控體制，抗干擾性能差，需要研究先進的加解密算法及適用于空間測控與信息傳輸的抗干擾體制，如Ka頻段擴頻，跳頻，自適應空間濾波等;結合測控通信系統的具體情況提出具體的數字信號處理技術、信道編譯碼技術等抗干擾措施。

3 一體化試驗遙測網絡

3.1 基于iNET的集成網絡體系

增強型遙測集成網絡（iNET）是一種網絡架構，可實現測試資源的高效集成。iNET包括：遙測網絡系統（TmNS，telemetrynetworksystem）、iNET外圍設備（vNET，vehiclenetwork）和網絡管理（NM，networkmanager）、頻譜資源管理（SAM，spectrumassignmentmanager）外設配置、人機接口（HMI）等應用軟件組成。它基本涵蓋三個主要方面：航空，航天飛行試驗，遙測傳輸和地面數據處理。

與傳統的遙測系統相比，新的遙測網絡系統保留了傳統的PCM串行數據流（SST）點對點，實時遙測傳輸功能。新的遠程和寬帶RF網絡數據鏈路使系統具有上行鏈路遠程控制功能，從而增強了系統的下行鏈路遙測傳輸能力?？梢栽谙嗤瑓^域或多個區域中的多個不同測試環境（天，空和地）中實現多個測試對象之間的數據采集網絡和遙測網絡系統的集成和集成。

3.2 遙測系統發展趨勢

西方國家的大多數飛行測試都是按照美國IRIG106遙測標準進行測試的。美國遙測標準通過持續改進，改進和補充，在各個階段對飛行試驗規范做出了合理的規定。然而，隨著今天飛行測試中對遙測技術的需求不斷增加，遙測技術正朝著“遙測加遙控”模式發展。

隨著通信技術的發展，無線通信技術的應用越來越廣泛、數字調制技術、新的傳輸協議等已得到很好的應用。地面數據處理系統是空中飛行試驗遙測系統的重要組成部分，地面數據處理系統實現了網絡化應用。遠程，雙向和寬帶射頻網絡鏈路技術在遙測中的應用和實現，為遙測傳輸網絡奠定了良好的基礎。它還促進了測試系統與地面數據處理系統的集成。并與網絡形成空間網絡集成，測試資源高效整合遙測網絡系統。

4 結束語

作為全球技術的領導者，美國的遙測技術發展趨勢對航空飛行試驗的未來發展具有重要的指導作用。到2025年，美國將實現全國海陸空遙測網絡系統的整合。作為新一代遙測網絡的典范，INET項目反映了遙測系統聯網和空地一體化的發展趨勢。隨著信息和網絡技術的迅猛發展，未來的遙測系統正向標準化、一體化和網絡化發展，將為多目標測試提供全面的全覆蓋遙測數據傳輸鏈路。

參考文獻：

[1]楊廷梧.航空飛行試驗遙測理論與方法[M].北京：國防工業出版社，2017，1：321-322.

[2]羅清華，彭宇，周鵬太，等.航空飛行試驗新一代網絡化遙測技術淺析[J].儀器儀表學報，2017，2：261-270.

[3]李宏偉，張華棟，山鵬.基于美國新版IRIG106標準的遙測技術分析[J].飛航導彈，2013（8）：54-57.

[4]楊廷梧.五維空間一體化試驗體系的發展與思考[J].飛行力學，2016，10：1-6.

[5]王國盛，洛剛.美國一體化試驗鑒定分析及啟示[J].裝備指揮技術學院學報，2010，4：95-98.

[6]鐘志通，方立恭.美國試驗訓練結合狀況[J].國防科技，2011，1：74-78.