一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法
【專利摘要】一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，本發(fā)明包括信號變換、數(shù)據(jù)采編、復接存儲及組幀輸出四個步驟，其中信號變換包括物理量到電量的變換、電信號到電信號的變換，物理量到電量的變換由振動、沖擊、過載、噪聲、溫度、壓力傳感器實現(xiàn)，電信號到電信號的變換由電信號變換器實現(xiàn)；數(shù)據(jù)采編完成信號的采集、編碼，實現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的變換；復接存儲步驟將多個數(shù)據(jù)采編設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)流進行復接后形成唯一的數(shù)據(jù)流，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲；組幀輸出是復接存儲設(shè)備在控制信號的控制下，實現(xiàn)變幀格式輸出。本發(fā)明具有較大的靈活性，可以滿足大容量、高碼率遙測需求，適應(yīng)多種不同的測控條件變化。
【專利說明】一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，屬于測控通信系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]遙測系統(tǒng)實現(xiàn)飛行器上電量、振動、沖擊、溫度及氣壓等參數(shù)的采集、傳輸、處理及存儲等功能，為飛行器試驗結(jié)果分析提供可靠數(shù)據(jù)，為飛行器改進設(shè)計提供可靠依據(jù)。
[0003]隨著飛行器復雜程度的增加，飛行器遙測參數(shù)的數(shù)量不斷增多，種類更加多樣，對遙測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲容量及實時傳輸?shù)男诺廊萘刻岢隽嗽絹碓礁叩囊蟆?br> [0004]為了滿足大容量、高碼率存儲及實時傳輸?shù)囊?，通常采用的方法有多點頻法、數(shù)據(jù)壓縮方法、數(shù)據(jù)預(yù)處理方法等。多頻點方案通過增加無線電點頻的辦法增加遙測傳輸信道，信道容量可以成倍增加，但是點頻的增加使飛行器上的電磁環(huán)境更加復雜，在有限的頻段內(nèi)增加過多的點頻會造成信號之間的交叉干擾，嚴重時會影響地面的正常接收，另外多點頻需要增加成套的設(shè)備，信道容量的擴充有限。
[0005]數(shù)據(jù)壓縮是對數(shù)字化后的遙測數(shù)據(jù)進行壓縮處理，去除冗余信息，數(shù)據(jù)壓縮分為有損壓縮和無損壓縮，由于飛行器遙測系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)無失真?zhèn)魉停话悴捎脽o損壓縮技術(shù)。數(shù)據(jù)預(yù)處理是對遙測數(shù)據(jù)進行分析處理，提取特征參數(shù)進行傳輸。數(shù)據(jù)預(yù)處理方案可以大大降低遙測傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，但是會引入延時問題，當實時性要求較高時不適用。由于數(shù)據(jù)預(yù)處理是對數(shù)據(jù)特征譜進行分析和傳輸，具有數(shù)據(jù)不可恢復性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，通過增加無線點頻進行信道容量擴充克服了數(shù)據(jù)壓縮造成數(shù)據(jù)丟失的問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0008]一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，包括步驟如下:
[0009](I)進行遙測信號的采集和變換，根據(jù)遙測信號的種類和特性，在飛行器表面、結(jié)構(gòu)件及設(shè)備表面布置振動、沖擊、過載、噪聲、溫度和壓力傳感器，實現(xiàn)物理量的采集以及物理量到電量的變換并將變換后的電量信號送入步驟(2)中的采編設(shè)備，同時通過電信號變換器實現(xiàn)電量模擬量的采集以及變換形成遙測數(shù)據(jù)流進入步驟(3 );
[0010](2)進行遙測信號的采編，采編設(shè)備在復接存儲設(shè)備輸出的同步控制信號的控制下對各個遙測信號進行采樣，采編設(shè)備對采樣信號進行數(shù)字化處理，數(shù)字化后進行編碼處理，采編設(shè)備將編碼后的各個遙測數(shù)據(jù)按照采樣先后順序形成遙測數(shù)據(jù)流，控制信號通過使能功能控制采編設(shè)備數(shù)據(jù)流的輸出路數(shù)及采編設(shè)備輸出數(shù)據(jù)的速率；
[0011](3)進行數(shù)據(jù)流復接存儲，復接存儲設(shè)備將接收到的步驟(I)和步驟(2)中的遙測數(shù)據(jù)流進行復接形成一個數(shù)據(jù)流，并將該數(shù)據(jù)流存儲至大容量存儲器；[0012](4)進行數(shù)據(jù)組幀輸出，復接存儲設(shè)備在控制信號的控制下從數(shù)據(jù)流存儲器中輸出不同幀格式的數(shù)據(jù)到無線發(fā)射設(shè)備和地面測試設(shè)備。
[0013]所述步驟(2)中的采樣時間間隔滿足采樣頻率大于信號頻率的2倍以上。
[0014]所述步驟(4)中的控制信號可由地面通過遙控指令發(fā)送，也可由飛行器上其他分系統(tǒng)程控發(fā)送。
[0015]所述步驟(2)中的同步控制信號包括使能信號和時鐘信號，使能信號控制相應(yīng)采編器是否輸出數(shù)據(jù)流，時鐘信號控制采編設(shè)備輸出數(shù)據(jù)流的速率。
[0016]所述步驟(4)中的數(shù)據(jù)組幀輸出在控制信號的控制下可以改變數(shù)據(jù)輸出幀的格式,通過改變幀格式中的主幀長度、副幀長度和同步碼來改變輸出幀的格式滿足不同應(yīng)用需求。
[0017]所述步驟(4)中的組幀輸出一種方式是通過無線傳輸至無線發(fā)射設(shè)備，實現(xiàn)遙測數(shù)據(jù)實時傳輸，另一種方式是通過有線方式傳輸至地面測試設(shè)備，實現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)的地面回讀。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0019](I)本發(fā)明采用大容量復接存儲技術(shù)，可以克服通過增加無線點頻等方式進行信道擴容的限制，增大遙測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)容量。
[0020](2)本發(fā)明通過控制信號可以打開或者關(guān)斷某一路采編器數(shù)據(jù)流的輸出，改變采編器到復接存儲器之間的數(shù)據(jù)傳輸速率，從而改變進入復接存儲步驟的總數(shù)據(jù)容量大小，該方法提供了適應(yīng)不同遙測數(shù)據(jù)量的實現(xiàn)方法，提高信道的利用率。
[0021](3)本發(fā)明通過控制信號可以改變復接存儲器的輸出幀格式，包括主幀長、副幀長和同步字，通過改變幀格式適應(yīng)總遙測數(shù)據(jù)容量的變化，使無線遙測數(shù)據(jù)傳輸速率適應(yīng)遙測數(shù)據(jù)容量的變化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明方法流程圖；
[0023]圖2為本發(fā)明控制信號與使能信號示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行進一步的詳細描述。
[0025]如圖1、2所示，本發(fā)明涉及一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，滿足了遙測系統(tǒng)大容量存儲、高碼率傳輸及測控條件變化的要求，同時克服多頻點、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)預(yù)處理等方法的缺點。本發(fā)明的具體步驟如下:
[0026](I)進行遙測信號的采集與變換，遙測信號分為兩類，第一類根據(jù)遙測信號的種類和特性，在飛行器表面、結(jié)構(gòu)件及設(shè)備表面布置振動、沖擊、過載、噪聲、溫度、壓力傳感器，傳感器的量程、測量精度根據(jù)被測參數(shù)的要求進行選擇，傳感器實現(xiàn)物理量遙測信號的采集以及物理量到電量的變換并將其輸出到采編設(shè)備，輸出電量滿足一般采集信號要求，通常為+5V。傳感器由采編設(shè)備提供二次電源供電。
[0027]另一類遙測信號為電量模擬信號，包括設(shè)備供電電壓、采編器二次電源輸出電壓，設(shè)備的工作狀態(tài)電信號，由于該類信號的幅值有28V、15V、5V等幾種不同狀態(tài)，由電信號變換器實現(xiàn)電量模擬信號采集和變換形成遙測數(shù)據(jù)送入步驟(3)中的復接存儲，電信號變換包含兩方面的內(nèi)容，一是信號幅值的變換，如將信號幅值統(tǒng)一變換成5V，但并不局限于5V，二是通過電信號變換器實現(xiàn)輸入信號地和輸出信號地之間的隔離，通過信號地隔離可以避免輸入信號干擾加載到輸出信號上，信號地之間的隔離通常采用的方法有光耦隔離法。
[0028](2)進行遙測信號的采編。采編設(shè)備接收復接存儲設(shè)備輸出的使能信號和時鐘信號，使能信號打開或者關(guān)閉采編器輸出的數(shù)據(jù)流，時鐘信號提供采編設(shè)備采樣觸發(fā)信號，通過改變時鐘信號頻率從而改變采編設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)流速率。采編設(shè)備通過時分復用的方式實現(xiàn)多路信號的采集，時分復用保證每路信號為等間隔采樣，每路信號采樣時間間隔滿足該路信號采樣頻率要求，即采樣時間間隔滿足采樣頻率大于信號頻率2倍以上。采編設(shè)備實現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的變化，過程包括離散抽樣、量化、編碼三個步驟，抽樣點之間的距離由該路信號的采樣時間間隔決定，量化實現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的映射，即將連續(xù)的模擬量同離散的數(shù)字量建立對應(yīng)關(guān)系，編碼采用二進制編碼表示離散化后的數(shù)字量。采編器按照采樣的先后順序?qū)⒏鱾€信號拼接形成一個完整的數(shù)據(jù)流，在同步信號的控制下輸出給復接存儲設(shè)備。
[0029](3)進行數(shù)據(jù)復接存儲。復接存儲設(shè)備接收多路采編器輸出的數(shù)據(jù)流，輸入到復接存儲設(shè)備的采編器數(shù)據(jù)流由復接存儲設(shè)備輸出的控制信號控制，輸入到復接存儲設(shè)備的采編器數(shù)據(jù)流速率由復接存儲設(shè)備輸出的時鐘信號頻率控制。通過設(shè)置控制信號的使能信號和時鐘信號，可以改變輸入到復接存儲設(shè)備總的數(shù)據(jù)容量大小，滿足不同遙測容量的需求。復接存儲設(shè)備對多路數(shù)據(jù)流進行復接，復接采用時分復用的方法。復接之后的數(shù)據(jù)存儲至大容量存儲器。
[0030](4)進行數(shù)據(jù)組幀輸出。復接存儲設(shè)備在控制信號的控制下，輸出固定幀格式的數(shù)據(jù)流，該幀格式包括遙測參數(shù)的波道路序編排、主幀長度、副幀長度和同步字。復接存儲設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)流可以是復接之后的數(shù)據(jù)，也可以是從大容量存儲器中按照先進先出的方式進行讀取，當當前測控條件滿足實時傳輸需求時，取直接復接之后的數(shù)據(jù)流，當當前測控條件不滿足實時傳輸需求時，取大容量存儲器中的數(shù)據(jù)。通過控制信號，可以改變復接存儲設(shè)備輸出的幀格式，該幀格式包括波道路序編排、主幀長度、副幀長度和同步字?？刂茙Y(jié)構(gòu)變換的控制信號通過兩種方式發(fā)送，一是由地面測控站發(fā)送遙控指令，二是通過飛行器上其他分系統(tǒng)程控發(fā)送。
[0031]復接存儲設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)流發(fā)送至無線發(fā)射設(shè)備，通過無線發(fā)射回傳至地面，實現(xiàn)遙測數(shù)據(jù)實時傳輸。當飛行器返回地面后，復接存儲設(shè)備支持通過有線連接方式回讀所存儲的數(shù)據(jù)。
[0032]本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，其特征在于步驟如下: (1)進行遙測信號的采集和變換，根據(jù)遙測信號的種類和特性，在飛行器表面、結(jié)構(gòu)件表面及設(shè)備表面布置振動、沖擊、過載、噪聲、溫度和壓力傳感器，實現(xiàn)物理量的采集以及物理量到電量的變換并將變換后的電量信號送入步驟(2)中的采編設(shè)備，同時通過電信號變換器實現(xiàn)電量模擬量的采集以及變換形成遙測數(shù)據(jù)流進入步驟(3 ); (2)進行遙測信號的采編，采編設(shè)備在復接存儲設(shè)備輸出的同步控制信號的控制下對各個遙測信號進行采樣，采編設(shè)備對采樣信號進行數(shù)字化處理，數(shù)字化后進行編碼處理，采編設(shè)備將編碼后的各個遙測數(shù)據(jù)按照采樣先后順序形成遙測數(shù)據(jù)流，控制信號通過使能控制采編設(shè)備數(shù)據(jù)流的輸出路數(shù)及采編設(shè)備輸出數(shù)據(jù)的速率； (3 )進行數(shù)據(jù)流復接存儲，復接存儲設(shè)備將接收到的步驟(I)和步驟(2 )中的遙測數(shù)據(jù)流進行復接形成一個數(shù)據(jù)流，并將該數(shù)據(jù)流存儲至大容量存儲器； (4)進行數(shù)據(jù)組幀輸出，復接存儲設(shè)備在控制信號的控制下從數(shù)據(jù)流存儲器中輸出不同幀格式的數(shù)據(jù)到無線發(fā)射設(shè)備和地面測試設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，其特征在于:所述步驟(2)中的采樣時間間隔滿足采樣頻率大于信號頻率的2倍以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，其特征在于:所述步驟(4)中的控制信號可由地面通過遙控指令發(fā)送，也可由飛行器上其他分系統(tǒng)程控發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，其特征在于:所述步驟(2)中的同步控制信號包括使能信號和時鐘信號，使能信號控制相應(yīng)采編器是否輸出數(shù)據(jù)流，時鐘信號控制采編設(shè)備輸出數(shù)據(jù)流的速率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，其特征在于:所述步驟(4)中的數(shù)據(jù)組幀輸出在控制信號的控制下可以改變數(shù)據(jù)輸出幀的格式,通過改變幀格式中的主幀長度、副幀長度和同步碼來改變輸出幀的格式滿足不同應(yīng)用需求。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大容量復接、存儲技術(shù)的變幀結(jié)構(gòu)遙測方法，其特征在于:所述步驟(4)中的組幀輸出一種方式是通過無線傳輸至無線發(fā)射設(shè)備，實現(xiàn)遙測數(shù)據(jù)實時傳輸，另一種方式是通過有線方式傳輸至地面測試設(shè)備，實現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)的地面回讀。
【文檔編號】H04L1/00GK103593959SQ201310526833
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】馮忠偉, 梁君, 陳朝霞, 陳玉坤, 李金龍, 曾貴明, 朱永貴, 彭小波, 高祥武 申請人:中國運載火箭技術(shù)研究院