多測(cè)站遙測(cè)數(shù)據(jù)處理方法的研究與應(yīng)用

趙圣占，楊若紅

(92941部隊(duì)96分隊(duì)，遼寧 葫蘆島 125000)

0 引言

在導(dǎo)彈武器試驗(yàn)中，遙測(cè)信號(hào)記錄的是內(nèi)彈道參數(shù)，其數(shù)據(jù)處理結(jié)果作為指揮、故判和鑒定的重要依據(jù)[1-2]。隨著新時(shí)期導(dǎo)彈武器的不斷發(fā)展，大射程導(dǎo)彈試驗(yàn)任務(wù)的逐年增加，多測(cè)站遙測(cè)數(shù)據(jù)處理問題就顯得尤為突出。在設(shè)備布站中，一般是根據(jù)導(dǎo)彈飛行航路和遙測(cè)設(shè)備作用距離，采用多臺(tái)遙測(cè)設(shè)備進(jìn)行接力測(cè)量。特別是對(duì)于大射程導(dǎo)彈試驗(yàn)來說，參試遙測(cè)設(shè)備多，記錄數(shù)據(jù)量大，如何充分利用設(shè)備測(cè)量信息，提供高質(zhì)量、全彈道的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，是一個(gè)至關(guān)重要的問題。目前，在靶場(chǎng)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理中，有多臺(tái)設(shè)備參試的情況下，往往是根據(jù)各臺(tái)測(cè)量設(shè)備記錄數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查情況，劃分若干個(gè)時(shí)間段落，采用原始數(shù)據(jù)對(duì)接方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的。由于不同站位測(cè)量設(shè)備記錄的遙測(cè)零點(diǎn)不同，并且這種數(shù)據(jù)處理模式是在原始數(shù)據(jù)級(jí)上進(jìn)行對(duì)接，一方面不便于設(shè)備測(cè)量信息的充分利用；另一方面也影響了數(shù)據(jù)處理的效率和質(zhì)量。本文在綜合分析遙測(cè)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)和參數(shù)記錄格式的基礎(chǔ)上，給出一種可靠實(shí)用的多測(cè)站遙測(cè)數(shù)據(jù)處理方法，滿足了大射程導(dǎo)彈試驗(yàn)對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)的處理要求。

1 遙測(cè)數(shù)據(jù)幀格式和質(zhì)量檢查

1.1 PCM幀格式

目前，靶場(chǎng)采用脈沖編碼調(diào)制(PCM)遙測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是典型的數(shù)字式時(shí)分多路傳輸系統(tǒng)。每路數(shù)據(jù)在同一采樣周期內(nèi)采集一次，形成一幀PCM數(shù)據(jù)，經(jīng)過一定的時(shí)間間隔再次采集，循環(huán)往復(fù)形成最終的PCM遙測(cè)數(shù)據(jù)流[3-4]。BCD碼為時(shí)間計(jì)數(shù)，表示遙測(cè)接收裝置接收到當(dāng)前幀的解調(diào)時(shí)間；SFC碼為副幀計(jì)數(shù)，當(dāng)某路開始記錄副幀時(shí)，其值鎖定為0，作為副幀的開始，之后依次遞增直至結(jié)束，若未記錄副幀，其值為0保持不變；表示記錄遙測(cè)數(shù)據(jù)的路號(hào)，值大小不固定，根據(jù)各型導(dǎo)彈具體要求而定；同步碼位于數(shù)據(jù)區(qū)域的末端，它的正確與否直接反映該幀數(shù)據(jù)記錄的質(zhì)量。如圖1所示。

圖l 遙測(cè)數(shù)據(jù)流格式

1.2 遙測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

1.2.1 時(shí)間碼檢查

在遙測(cè)原始數(shù)據(jù)記錄中，時(shí)間碼會(huì)出錯(cuò)，直接影響了遙測(cè)數(shù)據(jù)的處理。對(duì)時(shí)間碼的檢查方法，可分別進(jìn)行時(shí)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(shí)間零點(diǎn)檢查

檢查時(shí)間零點(diǎn)信號(hào)記錄是否正確，其方法是根據(jù)多波道測(cè)量時(shí)間零點(diǎn)的變化狀態(tài)和彈上幀計(jì)數(shù)值進(jìn)行綜合分析判斷。

1.2.3 校準(zhǔn)電平檢查

檢查校準(zhǔn)電平信號(hào)是否正常，利用校準(zhǔn)電平的周期變化規(guī)律進(jìn)行判斷比較，看變化規(guī)律是否正確。

1.2.4 信號(hào)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(yīng)判別相鄰兩同步碼之間的路間隔是否正確。

對(duì)幀碼的檢查，主要是統(tǒng)計(jì)幀碼的出錯(cuò)率，并對(duì)出錯(cuò)碼值進(jìn)行分析。其檢查計(jì)算內(nèi)容包括記錄總幀數(shù)和幀碼出錯(cuò)數(shù)等內(nèi)容。

對(duì)幀長的檢查，主要是根據(jù)數(shù)據(jù)采樣時(shí)間間隔，判斷幀長記錄的是否正確，對(duì)丟幀和丟路等非正常幀還需進(jìn)一步處理。

2 多測(cè)站遙測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法

基于遙測(cè)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)和參數(shù)記錄格式，改變現(xiàn)有處理模式，根據(jù)設(shè)備記錄數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查情況，在分路數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拼接，克服原始數(shù)據(jù)對(duì)接需要重新檢查和分路處理，各測(cè)量設(shè)備記錄遙測(cè)零點(diǎn)不同而導(dǎo)致時(shí)間偏差等弊端。多測(cè)站遙測(cè)數(shù)據(jù)處理主要有以下幾個(gè)步驟：

1）時(shí)間對(duì)齊，根據(jù)設(shè)備記錄遙測(cè)零點(diǎn)，將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相對(duì)時(shí)，統(tǒng)一到一致的時(shí)間零點(diǎn)，使各設(shè)備記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成一個(gè)時(shí)間坐標(biāo)序列里連續(xù)的數(shù)據(jù)文件。若子幀第路記錄的參數(shù)為，則該參數(shù)在第幀對(duì)應(yīng)的相對(duì)時(shí)為：

其中：l——子幀長；

2）單臺(tái)設(shè)備處理，在測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的基礎(chǔ)上，完成緩變參數(shù)的工程物理量換算和速變參數(shù)的分析處理。

3）數(shù)據(jù)處理方案擬制，根據(jù)各測(cè)量設(shè)備跟蹤時(shí)間和遙測(cè)數(shù)據(jù)處理要求，一般按模擬量和數(shù)字量兩大類別，分別確定遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)處理時(shí)間段落，制定數(shù)據(jù)處理方案。

4）多臺(tái)設(shè)備綜合處理，按照數(shù)據(jù)處理方案，對(duì)于數(shù)據(jù)處理時(shí)間段落中每一個(gè)采樣時(shí)刻，從各設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)處理結(jié)果中找出該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的物理量值并進(jìn)行對(duì)比分析：

a 如果物理量值全部一致，則取此值作為該時(shí)刻的處理結(jié)果；

b 如果某一設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的物理量值與其它設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)處理的結(jié)果不一致，則這一設(shè)備在該時(shí)刻記錄異常，可從設(shè)備狀態(tài)和布站位置等方面分析原因，同時(shí)把其它設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)的物理量值作為該時(shí)刻的處理結(jié)果；

c 對(duì)于只有兩臺(tái)參試設(shè)備且該時(shí)刻對(duì)應(yīng)物理量值不一致的情況，不僅要看設(shè)備狀態(tài)和布站情況，還要根據(jù)幀同步碼、副幀計(jì)數(shù)字和遙測(cè)參數(shù)變化特性進(jìn)行綜合分析，然后確定該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的物理量值。

5）特殊情況處理，對(duì)于各設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)處理結(jié)果中均沒有對(duì)應(yīng)該時(shí)刻物理量值的情況，就要根據(jù)前后數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行插值來補(bǔ)點(diǎn)[5-7]，這種方法不適用于大量連續(xù)丟點(diǎn)的情形。

6）數(shù)據(jù)處理結(jié)果輸出，編寫數(shù)據(jù)處理結(jié)果報(bào)告，以光盤形式給出相應(yīng)的電子文檔，并將結(jié)果文件和中間處理文件轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫中，為遙外聯(lián)合處理和可視化評(píng)估與分析提供數(shù)據(jù)支持。

3 應(yīng)用實(shí)例

對(duì)文中提出的方法編程實(shí)現(xiàn)，并通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。在某型號(hào)導(dǎo)彈試驗(yàn)任務(wù)中，有6臺(tái)參試遙測(cè)設(shè)備，設(shè)備編號(hào)記為遙測(cè)信號(hào)記錄時(shí)間為1500秒，在對(duì)各遙測(cè)設(shè)備記錄數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的基礎(chǔ)上，分別應(yīng)用新方法和傳統(tǒng)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。傳統(tǒng)方法采用4臺(tái)設(shè)備記錄的原始數(shù)據(jù)對(duì)接處理，處理時(shí)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(shè)備記錄的數(shù)據(jù)，而新方法直接在分路數(shù)據(jù)級(jí)上進(jìn)行對(duì)接換算，充分利用6臺(tái)遙測(cè)設(shè)備測(cè)量信息，無須重新分路，節(jié)省數(shù)據(jù)處理時(shí)間，兩種方法的具體應(yīng)用情況如表1所示。

表l 兩種方法應(yīng)用情況對(duì)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(shù)和數(shù)字量參數(shù)在0～163秒時(shí)間段的處理結(jié)果。

圖2 遙測(cè)兩類參數(shù)的處理結(jié)果

應(yīng)用結(jié)果表明，該方法適用于多測(cè)站遙測(cè)數(shù)據(jù)的處理，提高了數(shù)據(jù)處理效率和結(jié)果數(shù)據(jù)質(zhì)量，滿足了導(dǎo)彈試驗(yàn)任務(wù)的需求。

4 結(jié)束語

本文研究分析靶場(chǎng)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理現(xiàn)狀，基于遙測(cè)數(shù)據(jù)的記錄特點(diǎn)和變化規(guī)律，提出在各遙測(cè)設(shè)備分路數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上直接對(duì)接處理的方法，解決了多測(cè)站遙測(cè)數(shù)據(jù)處理問題。該方法在試驗(yàn)任務(wù)中進(jìn)行應(yīng)用，不僅改變數(shù)據(jù)對(duì)接模式，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的利用率，而且消除多測(cè)站記錄數(shù)據(jù)對(duì)接所產(chǎn)生的時(shí)間誤差，提高數(shù)據(jù)處理質(zhì)量，簡化操作程序，在靶場(chǎng)數(shù)據(jù)處理中有一定的應(yīng)用價(jià)值?！?/p>

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