多测站遥测数据处理方法的研究与应用

赵圣占，杨若红

(92941部队96分队，辽宁 葫芦岛 125000)

0 引言

在导弹武器试验中，遥测信号记录的是内弹道参数，其数据处理结果作为指挥、故判和鉴定的重要依据[1-2]。随着新时期导弹武器的不断发展，大射程导弹试验任务的逐年增加，多测站遥测数据处理问题就显得尤为突出。在设备布站中，一般是根据导弹飞行航路和遥测设备作用距离，采用多台遥测设备进行接力测量。特别是对于大射程导弹试验来说，参试遥测设备多，记录数据量大，如何充分利用设备测量信息，提供高质量、全弹道的数据处理结果，是一个至关重要的问题。目前，在靶场遥测数据处理中，有多台设备参试的情况下，往往是根据各台测量设备记录数据的质量检查情况，划分若干个时间段落，采用原始数据对接方式进行数据处理的。由于不同站位测量设备记录的遥测零点不同，并且这种数据处理模式是在原始数据级上进行对接，一方面不便于设备测量信息的充分利用；另一方面也影响了数据处理的效率和质量。本文在综合分析遥测数据帧结构和参数记录格式的基础上，给出一种可靠实用的多测站遥测数据处理方法，满足了大射程导弹试验对遥测数据的处理要求。

1 遥测数据帧格式和质量检查

1.1 PCM帧格式

目前，靶场采用脉冲编码调制(PCM)遥测系统，该系统是典型的数字式时分多路传输系统。每路数据在同一采样周期内采集一次，形成一帧PCM数据，经过一定的时间间隔再次采集，循环往复形成最终的PCM遥测数据流[3-4]。BCD码为时间计数，表示遥测接收装置接收到当前帧的解调时间；SFC码为副帧计数，当某路开始记录副帧时，其值锁定为0，作为副帧的开始，之后依次递增直至结束，若未记录副帧，其值为0保持不变；表示记录遥测数据的路号，值大小不固定，根据各型导弹具体要求而定；同步码位于数据区域的末端，它的正确与否直接反映该帧数据记录的质量。如图1所示。

图l 遥测数据流格式

1.2 遥测数据质量检查

1.2.1 时间码检查

在遥测原始数据记录中，时间码会出错，直接影响了遥测数据的处理。对时间码的检查方法，可分别进行时码、分码和秒码的检查，看是否符合BCD码的记录格式。

1.2.2 时间零点检查

检查时间零点信号记录是否正确，其方法是根据多波道测量时间零点的变化状态和弹上帧计数值进行综合分析判断。

1.2.3 校准电平检查

检查校准电平信号是否正常，利用校准电平的周期变化规律进行判断比较，看变化规律是否正确。

1.2.4 信号判别

首先需判别的是子帧同步码、副帧同步码，除了判别各同步码本身是否正确外，还应判别相邻两同步码之间的路间隔是否正确。

对帧码的检查，主要是统计帧码的出错率，并对出错码值进行分析。其检查计算内容包括记录总帧数和帧码出错数等内容。

对帧长的检查，主要是根据数据采样时间间隔，判断帧长记录的是否正确，对丢帧和丢路等非正常帧还需进一步处理。

2 多测站遥测数据的处理方法

基于遥测数据帧结构和参数记录格式，改变现有处理模式，根据设备记录数据质量检查情况，在分路数据的基础上进行拼接，克服原始数据对接需要重新检查和分路处理，各测量设备记录遥测零点不同而导致时间偏差等弊端。多测站遥测数据处理主要有以下几个步骤：

1）时间对齐，根据设备记录遥测零点，将测量数据转化为相对时，统一到一致的时间零点，使各设备记录的数据转化成一个时间坐标序列里连续的数据文件。若子帧第路记录的参数为，则该参数在第帧对应的相对时为：

其中：l——子帧长；

2）单台设备处理，在测量数据质量检查的基础上，完成缓变参数的工程物理量换算和速变参数的分析处理。

3）数据处理方案拟制，根据各测量设备跟踪时间和遥测数据处理要求，一般按模拟量和数字量两大类别，分别确定遥测参数数据处理时间段落，制定数据处理方案。

4）多台设备综合处理，按照数据处理方案，对于数据处理时间段落中每一个采样时刻，从各设备测量数据处理结果中找出该时刻对应的物理量值并进行对比分析：

a 如果物理量值全部一致，则取此值作为该时刻的处理结果；

b 如果某一设备测量数据该时刻对应的物理量值与其它设备测量数据处理的结果不一致，则这一设备在该时刻记录异常，可从设备状态和布站位置等方面分析原因，同时把其它设备测量数据的物理量值作为该时刻的处理结果；

c 对于只有两台参试设备且该时刻对应物理量值不一致的情况，不仅要看设备状态和布站情况，还要根据帧同步码、副帧计数字和遥测参数变化特性进行综合分析，然后确定该时刻对应的物理量值。

5）特殊情况处理，对于各设备测量数据处理结果中均没有对应该时刻物理量值的情况，就要根据前后数据点进行插值来补点[5-7]，这种方法不适用于大量连续丢点的情形。

6）数据处理结果输出，编写数据处理结果报告，以光盘形式给出相应的电子文档，并将结果文件和中间处理文件转存到数据库中，为遥外联合处理和可视化评估与分析提供数据支持。

3 应用实例

对文中提出的方法编程实现，并通过实测数据验证。在某型号导弹试验任务中，有6台参试遥测设备，设备编号记为遥测信号记录时间为1500秒，在对各遥测设备记录数据质量检查的基础上，分别应用新方法和传统方法进行数据处理。传统方法采用4台设备记录的原始数据对接处理，处理时间段落0～1500秒，其中0～4200秒、4200～7500秒、7500～1280秒和1280～1500秒分别为设备记录的数据，而新方法直接在分路数据级上进行对接换算，充分利用6台遥测设备测量信息，无须重新分路，节省数据处理时间，两种方法的具体应用情况如表1所示。

表l 两种方法应用情况对照表

为了使曲线图清晰和直观，如图2所示，只给出新方法处理中模拟量参数和数字量参数在0～163秒时间段的处理结果。

图2 遥测两类参数的处理结果

应用结果表明，该方法适用于多测站遥测数据的处理，提高了数据处理效率和结果数据质量，满足了导弹试验任务的需求。

4 结束语

本文研究分析靶场遥测数据处理现状，基于遥测数据的记录特点和变化规律，提出在各遥测设备分路数据基础上直接对接处理的方法，解决了多测站遥测数据处理问题。该方法在试验任务中进行应用，不仅改变数据对接模式，提高测量数据的利用率，而且消除多测站记录数据对接所产生的时间误差，提高数据处理质量，简化操作程序，在靶场数据处理中有一定的应用价值。□

[1] 杨榜林,岳全发.军事装备试验学[M].北京:国防工业出版社,2002:42-47.

[2] 陈以恩等.遥测数据处理[M].北京:国防工业出版社,2002:16-20.

[3] 李邦复.遥测系统(上,下)[M].北京:宇航出版社,1994:28-32.

[4] 黄学德等.导弹测控系统[M].北京:国防工业出版社,2002:49-53.

[5] 丁丽娟.数值计算方法[M].北京:北京理工大学出版社,2001:35-39.

[6] 孙荣恒.应用数理统计(第二版)[M].北京:科技出版社,2002:26-31.

[7] 张贤达.现代信号处理(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2002:105-131.