Сущность и виды телеметрических измерений

Радиотелеметрические (бортовые) измерения являются основным источником информации о работе бортовых систем, приборов и агрегатов ЛА, медико-биологическом состоянии экипажа, состоянии окружающей среды.

В настоящее время радиотелеметрические системы (РТС) представляют собой сложный информационно-измерительный комплекс, включающий бортовую и наземную подсистемы, каналы связи, специализированные и универсальные ЭВМ (Рис. 9.14).

Рис. 9.14. Структурная схема радиотелеметрической системы.

Используемые при испытаниях ЛА РТС можно классифицировать по следующим основным признакам.

1. По назначению:

- для испытаний и лётно-конструкторской отработки новых образцов ЛА,

- для оперативного контроля и управления полётом ЛА.

2. По виду представления сигналов:

- аналоговые,

- дискретно-аналоговые,

- дискретно-цифровые.

3. По способу разделения каналов:

- с временным разделением,

- с частотным разделением,

- с кодовым разделением,

- с комбинированным разделением каналов.

4. По периодичности формирования выборок:

- циклические,

- ациклические.

5. По виду модуляции первичных сигналов:

- с амплитудно-импульсной,

- с широтно-импульсной,

- с фазово-импульсной,

- с амплитудной,

- с фазовой,

- с частотной модуляцией.

6. По виду модуляции несущих колебаний:

- с амплитудной модуляцией,

- с частотной модуляцией,

- с фазовой модуляцией.

7. По точности измерения телеметрируемых величин:

- высокоточные (погрешность не более 1%),

- низкоточные (погрешность более 1%).

8. По эффективности, под которой понимают произведение числа каналов n на среднюю максимальную частоту спектра сообщений :

- малой эффективности (W = 300 – 600, n = 30 – 40, F_max= 10 – 15 Гц),

- средней эффективности (W = 600 – 9000, n = 15 – 18, F_max= 300 – 500 Гц),

- большой эффективности (W = 200 000 – 300 000, n ≈ 200, F_max= 500 – 1000 Гц).

Выбор типа и принципов построения РТС зависит от её назначения и требуемой точности. Так, например, при испытаниях ракетно-космической системы, предназначенной для доставки пилотируемого ЛА на Луну и возвращения его на Землю, требуется одновременное измерение 1500 – 2000 параметров с частотой до 1000 Гц. При измерении и контроле уже отработанных ЛА число измеряемых параметров значительно меньше (несколько десятков) и требуемая точность не превышает 1 – 3 %.

Однако полностью удовлетворить требованиям по точности и количеству измеряемых параметров при испытании современных ракетно-космических комплексов не удаётся. Это обусловлено тем, что для увеличения точности восстановления телеметрируемых параметров необходимо увеличивать частоты их дискретизации и передачи по радиоканалу большого количества отсчётов, что при ограниченной пропускной способности канала приводит к уменьшению числа измеряемых параметров.

Поэтому выбор рациональной частоты дискретизации представляет собой серьёзную проблему, решаемую с учётом данного противоречия. Однако анализ телеметрических записей показывает, что до 90% всех передаваемых сообщений являются избыточными. Поэтому в настоящее время разрабатываются адаптивные РТС, сокращающие избыточную информацию.

Другим фактором, существенно влияющим на точность телеметрических измерений, является правильный выбор датчиков информации и рациональное их расположение на ЛА (например, при установке датчиков угловых перемещений необходимо учитывать жёсткость корпуса ЛА).

Целью радиотелеметрических измерений является определение кинематических параметров движения объекта (углов ориентации, скоростей, ускорений) и параметров процессов, протекающих на борту ЛА.