Общие понятия о системах обработки результатов траекторных и радиотелеметрических измерений

Материалы лекции № 1.7.

Общие понятия о системах обработки результатов траекторных и радиотелеметрических измерений.

*****

Назначение и структура автоматизированных систем обработки результатов измерений. Классификация этапов обработки информации. Предварительная обработка информации. Первичная обработка информации. Вторичная обработка измерительной информации. Оперативная обработка данных. Технические средства автоматизированных систем обработки данных.

*****

1.7.1. Назначение и структура автоматизированных систем обработки результатов измерений.

Автоматизированная система обработки измерений (АСОИ) предназначается для обработки больших потоков радиотелеметрических (РТИ) и внешнетраекторных (ВТИ) измерений, получаемых в процессе испытаний и эксплуатации различных типов ракет и космических аппаратов.

В зависимости от типа ракет или КА, этапов испытаний или эксплуатации и решаемой задачи - методики обработки измерений могут различаться, и результаты ее используются для различных целей. Так, например, при испытаниях или эксплуатации беспилотных автоматических управляемых ракет информация, полученная в результате обработки РТИ и ВТИ, используется для последующего контроля функционирования бортовых систем, правильности траекторного движения и формирования статистических данных, необходимых для отработки и проектирования аналогичных объектов. Особенно жестких требований ко времени обработки измерений в этом случае не предъявляется, так как обработка и анализ результатов измерений производятся после полета.

При испытаниях и эксплуатации ракет-носителей, ИСЗ и КА требования к количеству измерений, подлежащих обработке, и к допустимому времени их обработки, значительно возрастают. Это обусловлено тем, что полученная при испытаниях информация используется не только для контроля функционирования КА, но также и для оперативного управления программой его полета. В данном случае АСОИ входит в состав наземного автоматизированного комплекса управления (НАКУ), общая структура которого представлена на рисунке 1.7.1.

НАКУ объединяет сеть разнесенных в пространстве измерительных пунктов (КИП) и координационно-вычислительный центр (КВЦ), в состав которого входит АСОИ. Следует отметить, что структура НАКУ может быть как моноцентральной, так и региональной. В моноцентральных НАКУ результаты измерений со всех измерительных пунктов передаются по широкополосным каналам связи в единый КВЦ, осуществляющий централизованную обработку всех измерений и выдачу на борт ЛА соответствующих команд.

Такие централизованные командно-измерительные комплексы обладают рядом достоинств функционального и эксплуатационного характера, однако их организация связана со значительными затратами на создание протяженной системы каналов связи и высокими требованиями к объему памяти и быстродействию вычислительных систем.

В региональных НАКУ координационно-вычислительный центр расположен в непосредственной близости от измерительных пунктов, что позволяет обойтись без дорогостоящих широкополосных каналов связи. Количество элементов, входящих в региональный НАКУ, по сравнению с централизованным сокращается, что удешевляет и повышает надежность его работы. Однако существенным недостатком региональных НАКУ является малая зона наблюдения, ограниченная радиовидимостью измерительных средств. Поэтому для получения информации о космическом аппарате на всей траектории его полета осуществляется объединение централизованных и региональных комплексов в единый НАКУ.

Возможны и другие варианты построения НАКУ. Одним из наиболее перспективных направлений является частичный или полный отказ от использования разветвленной сети измерительных пунктов и передача их функций нескольким спутникам-ретрансляторам запущенным на геостационарную орбиту. Такое решение проблемы позволит резко увеличить пропускную способность каналов связи, которая является в настоящее время узким местом.

Кроме того, использование спутников может обеспечить значительное уменьшение временной задержки прохождения информации с момента ее получения на борту испытываемого аппарата до КВЦ. Запустив достаточное число спутников-ретрансляторов (около 6), можно обеспечить связь и с аппаратом практически над любой точкой земной поверхности. Однако такой принцип построения системы имеет и свои недостатки. Одним из наиболее серьезных причин является низкая помехозащищенность канала связи через спутник.

Поэтому возможен третий, компромиссный, вариант построения, в котором обычным порядком используется имеющаяся сеть измерительных пунктов, наиболее ценная часть измерений с которых передается по телефонным каналам связи, кроме того, имеется ряд. спутников-ретрансляторов, дублирующих этот канал связи и обеспечивающих практически неограниченную пропускную способность линии между измерительным пунктом и координационно-вычислительным центром. Выбор конкретного варианта построения зависит от многих факторов, в том числе от специфики задач, стоящих перед системой испытаний или эксплуатации аппарата, имеющихся ресурсов и т. д.