多測站遙測數據處理方法的研究與應用

趙圣占，楊若紅

(92941部隊96分隊，遼寧 葫蘆島 125000)

0 引言

在導彈武器試驗中，遙測信號記錄的是內彈道參數，其數據處理結果作為指揮、故判和鑒定的重要依據[1-2]。隨著新時期導彈武器的不斷發展，大射程導彈試驗任務的逐年增加，多測站遙測數據處理問題就顯得尤為突出。在設備布站中，一般是根據導彈飛行航路和遙測設備作用距離，采用多臺遙測設備進行接力測量。特別是對于大射程導彈試驗來說，參試遙測設備多，記錄數據量大，如何充分利用設備測量信息，提供高質量、全彈道的數據處理結果，是一個至關重要的問題。目前，在靶場遙測數據處理中，有多臺設備參試的情況下，往往是根據各臺測量設備記錄數據的質量檢查情況，劃分若干個時間段落，采用原始數據對接方式進行數據處理的。由于不同站位測量設備記錄的遙測零點不同，并且這種數據處理模式是在原始數據級上進行對接，一方面不便于設備測量信息的充分利用；另一方面也影響了數據處理的效率和質量。本文在綜合分析遙測數據幀結構和參數記錄格式的基礎上，給出一種可靠實用的多測站遙測數據處理方法，滿足了大射程導彈試驗對遙測數據的處理要求。

1 遙測數據幀格式和質量檢查

1.1 PCM幀格式

目前，靶場采用脈沖編碼調制(PCM)遙測系統，該系統是典型的數字式時分多路傳輸系統。每路數據在同一采樣周期內采集一次，形成一幀PCM數據，經過一定的時間間隔再次采集，循環往復形成最終的PCM遙測數據流[3-4]。BCD碼為時間計數，表示遙測接收裝置接收到當前幀的解調時間；SFC碼為副幀計數，當某路開始記錄副幀時，其值鎖定為0，作為副幀的開始，之后依次遞增直至結束，若未記錄副幀，其值為0保持不變；表示記錄遙測數據的路號，值大小不固定，根據各型導彈具體要求而定；同步碼位于數據區域的末端，它的正確與否直接反映該幀數據記錄的質量。如圖1所示。

圖l 遙測數據流格式

1.2 遙測數據質量檢查

1.2.1 時間碼檢查

在遙測原始數據記錄中，時間碼會出錯，直接影響了遙測數據的處理。對時間碼的檢查方法，可分別進行時碼、分碼和秒碼的檢查，看是否符合BCD碼的記錄格式。

1.2.2 時間零點檢查

檢查時間零點信號記錄是否正確，其方法是根據多波道測量時間零點的變化狀態和彈上幀計數值進行綜合分析判斷。

1.2.3 校準電平檢查

檢查校準電平信號是否正常，利用校準電平的周期變化規律進行判斷比較，看變化規律是否正確。

1.2.4 信號判別

首先需判別的是子幀同步碼、副幀同步碼，除了判別各同步碼本身是否正確外，還應判別相鄰兩同步碼之間的路間隔是否正確。

對幀碼的檢查，主要是統計幀碼的出錯率，并對出錯碼值進行分析。其檢查計算內容包括記錄總幀數和幀碼出錯數等內容。

對幀長的檢查，主要是根據數據采樣時間間隔，判斷幀長記錄的是否正確，對丟幀和丟路等非正常幀還需進一步處理。

2 多測站遙測數據的處理方法

基于遙測數據幀結構和參數記錄格式，改變現有處理模式，根據設備記錄數據質量檢查情況，在分路數據的基礎上進行拼接，克服原始數據對接需要重新檢查和分路處理，各測量設備記錄遙測零點不同而導致時間偏差等弊端。多測站遙測數據處理主要有以下幾個步驟：

1）時間對齊，根據設備記錄遙測零點，將測量數據轉化為相對時，統一到一致的時間零點，使各設備記錄的數據轉化成一個時間坐標序列里連續的數據文件。若子幀第路記錄的參數為，則該參數在第幀對應的相對時為：

其中：l——子幀長；

2）單臺設備處理，在測量數據質量檢查的基礎上，完成緩變參數的工程物理量換算和速變參數的分析處理。

3）數據處理方案擬制，根據各測量設備跟蹤時間和遙測數據處理要求，一般按模擬量和數字量兩大類別，分別確定遙測參數數據處理時間段落，制定數據處理方案。

4）多臺設備綜合處理，按照數據處理方案，對于數據處理時間段落中每一個采樣時刻，從各設備測量數據處理結果中找出該時刻對應的物理量值并進行對比分析：

a 如果物理量值全部一致，則取此值作為該時刻的處理結果；

b 如果某一設備測量數據該時刻對應的物理量值與其它設備測量數據處理的結果不一致，則這一設備在該時刻記錄異常，可從設備狀態和布站位置等方面分析原因，同時把其它設備測量數據的物理量值作為該時刻的處理結果；

c 對于只有兩臺參試設備且該時刻對應物理量值不一致的情況，不僅要看設備狀態和布站情況，還要根據幀同步碼、副幀計數字和遙測參數變化特性進行綜合分析，然后確定該時刻對應的物理量值。

5）特殊情況處理，對于各設備測量數據處理結果中均沒有對應該時刻物理量值的情況，就要根據前后數據點進行插值來補點[5-7]，這種方法不適用于大量連續丟點的情形。

6）數據處理結果輸出，編寫數據處理結果報告，以光盤形式給出相應的電子文檔，并將結果文件和中間處理文件轉存到數據庫中，為遙外聯合處理和可視化評估與分析提供數據支持。

3 應用實例

對文中提出的方法編程實現，并通過實測數據驗證。在某型號導彈試驗任務中，有6臺參試遙測設備，設備編號記為遙測信號記錄時間為1500秒，在對各遙測設備記錄數據質量檢查的基礎上，分別應用新方法和傳統方法進行數據處理。傳統方法采用4臺設備記錄的原始數據對接處理，處理時間段落0～1500秒，其中0～4200秒、4200～7500秒、7500～1280秒和1280～1500秒分別為設備記錄的數據，而新方法直接在分路數據級上進行對接換算，充分利用6臺遙測設備測量信息，無須重新分路，節省數據處理時間，兩種方法的具體應用情況如表1所示。

表l 兩種方法應用情況對照表

為了使曲線圖清晰和直觀，如圖2所示，只給出新方法處理中模擬量參數和數字量參數在0～163秒時間段的處理結果。

圖2 遙測兩類參數的處理結果

應用結果表明，該方法適用于多測站遙測數據的處理，提高了數據處理效率和結果數據質量，滿足了導彈試驗任務的需求。

4 結束語

本文研究分析靶場遙測數據處理現狀，基于遙測數據的記錄特點和變化規律，提出在各遙測設備分路數據基礎上直接對接處理的方法，解決了多測站遙測數據處理問題。該方法在試驗任務中進行應用，不僅改變數據對接模式，提高測量數據的利用率，而且消除多測站記錄數據對接所產生的時間誤差，提高數據處理質量，簡化操作程序，在靶場數據處理中有一定的應用價值。□

[1] 楊榜林,岳全發.軍事裝備試驗學[M].北京:國防工業出版社,2002:42-47.

[2] 陳以恩等.遙測數據處理[M].北京:國防工業出版社,2002:16-20.

[3] 李邦復.遙測系統(上,下)[M].北京:宇航出版社,1994:28-32.

[4] 黃學德等.導彈測控系統[M].北京:國防工業出版社,2002:49-53.

[5] 丁麗娟.數值計算方法[M].北京:北京理工大學出版社,2001:35-39.

[6] 孫榮恒.應用數理統計(第二版)[M].北京:科技出版社,2002:26-31.

[7] 張賢達.現代信號處理(第二版)[M].北京:清華大學出版社,2002:105-131.