5.2. Виды и задачи автоматизированной обработки телеметрической информации

Информация, передаваемая по радио-телеметрическим каналам с КА , содержит большое количество данных о физических процессах, протекающих в окружающем пространстве. К числу таких данных относят­ся сведения о функционировании систем, узлов и агрегатов ап­парата, о выполнении заданных программ или команд. Все эти дан­ные представляют электрическими сигналами в выбранном масштабе.

Часть принятой информации должна представляться потребите­лям в темпе ее поступления. Большая еёчасть ее обычно требует­ся для более детального анализа функционирования систем и агре­гатов, определения взаимосвязи контролируемых параметров, рас­чета различного рода характеристик систем и т.д. Как в том, так и в другом случае поступающая телеметрическая информация долж­на подвергаться обработке.

Основными операциями обработки телеметрических измерений являются:

- выбор необходимой информации из полного объема поступающей или уже принятой;

- повышение достоверности телеметрических данных (фильтра­ция ошибок измерений);

- устранение избыточности (сжатие) телеметрических данных;

- дешифровка выбранного объема данных;

- представление и анализ результатов обработай.

Рассмотрим задачи, решаемые с помощью этих операций.

Выбор информации для обработки производится с целью удовлет­ворения требований по управлению полетом КА.

Задача повышения достоверности дан­ных измерений решается путем отбраковки аномальных ошибок и сглаживания измерений. При сглаживании данных уменьшается ошиб­ка воспроизведения измеренного параметра.

Устранение избыточности (сжатие) данных осуществляется с целью минимизации объема измерений при заданном объеме полезной информации. Избыточность устраняется путем исключения излишней информации.

В результате дешифровки вычисляются истинные значения передаваемых параметров. Дешифровка представляет со­бой комплекс логических и математических операций над приняты­ми сигналами. Представление информации имеет целью подготовить и выдать на устройства отображения и документирования резуль­таты обработки в виде, удобном для непосредственного исполь­зования или дальнейшей обработки. Анализ результатов телеизмере­ний производится с целью получения требуемых характеристик объ­екта и оценки правильности его функционирования. В процессе анализа определяют летно-техиические и технические характери­стики, оценивают надежность и качество функционирования систем объекта, вычисляют статистические характеристики параметров и ДР.

Выбор определенного круга задач обработки из полного их пе­речня определяется целями использования информации. По целям использования автоматизированная обработка подразделяется на оперативную и полную.

Оперативная обработка осуществлятся с целью определения работоспособности систем объекта и принятия реше­ния по управлению объектом в целом. Она проводится в темпе поступления информации с объекта. Объем оперативной обработки ог­раничен теп минимумом информации, который соответствует количе­ству возможных управляющих воздействий. Информацию, подлежащую оперативной обработке, часто называют экспресс-информацией. Кон­тролируемые параметры, данные о которых включены в экспресс-ин­формацию, подразделяются на дежурные и оперативные. Перечень оперативных параметров зависит от выполняемых объектом задач и программ работы специальной аппаратуры. Их количество колеблет­ся в пределах до 2.0% от всего состава контролируемых парамет­ров на объекте.

Под полной обработкой понимается обработка и ана­лиз всего объема информации, полученной в процессе испытаний или эксплуатации объекта. Полная обработка производится с целью получения летно-технических характеристик систем и объекта в це­лом, оценки эффективности функционирования систем, определения соответствия характеристик КА заданным техническими требова­ниями. Жестких временных ограничений на полную обработку, как правило, не накладывается.

По этапам и содержанию операций оба вида обработки телемет­рической информации разделяются на первичную и вторичную обра­ботку.

Первичная оперативная обработка заклю­чается в получении достоверной и существенной информации в ви­де, удобном для последующего использования. Она должна решать следующие задачи:

- выбор экспресс-информации из общего потока ТИ;

- автоматическая оценка качества поступающей информации и выбор интервалов ТИ, пригодных к автоматизированной обработке;

- отбраковка недостоверных измерений;

- сглаживание данных измерений;

- сжатие данных;

- учет тарировочных характеристик датчиков и калибровочной характеристики РТС;

- привязка измерений к московскому времени;

- представление результатов обработки, т.е. Формирование массивов обработанной информации в виде, удобном для выдачи на средства наглядного отображения (документирования), дальнейшей (вторичной) обработки или хранения в архиве.

Вторичная оперативная обработка про­изводится с целью решения трех основных задач:

- определения работоспособности систем и объекта в целом;

- определения и локализации неисправностей в системах;

- прогноза состояния систем на определенном интервале вре­мени.

Первые две задачи представляют собой задачи технической диагностики. Конечным итогом вторичной оперативной обработки должны явиться сведения о техническом состоянии систем объекта, а также о характере и причинах возникших неисправностей для принятия решения на дальнейшее управление объектом.

Первичная полная обработка ТИ решает прак­тически те же задачи, что и первичная оперативная обработка. Раз­ница заключается в целях, качестве и методах обработки. Цель данного вида обработки - получение компактного, в частности ана­литического представления телеметрируемых процессов для после­дующего вычисления по ним характеристик систем. Менее жесткие временные ограничения позволяют организовать первичную обработ­ку по более оптимальным в смысле точности и надежности алгорит­мам для достижения большей точности обработки. Точность обра­ботки здесь играет первостепенную роль, так как полученные функ­ции поведения параметров необходимо будет в дальнейшем дифферен­цировать, интегрировать и производить другие вычислительные операции.

Вторичная полная обработка решает задачи полного и тщательного анализа качества функционирования и на­дежности систем, определения летно-технических и технических характеристик систем, вычисления статистических характеристик процессов, происходящих на объекте, определения характеристик вибраций, оценки точности полученных результатов и т.д. Реше­ние перечисленных задач основано на использовании сложных мате­матических методов, таких, как методы теории случайных функций, методы идентификации и оптимального управления, методы регрес­сионного и дисперсионного анализа и т.д. Реализация этих мето­дов требует больших мощностей вычислительных средств комплек­сов автоматизированной обработки.