遙測系統

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遙測系統是中國科技名詞。

世界三大漢語詞典分別是中國大陸的《 漢語大詞典》(共13冊，5.6萬詞條，37萬單詞)、中國台灣的《 中文大辭典 》(共10冊，5萬詞條，40萬單詞)以及日本的《 大漢和辭典 》(共13冊，4.9萬詞條，40萬單詞)。漢字是記錄漢語的文字，它已有六千年左右的歷史，是世界上最古老的文字之一。

目錄

名詞解釋

遙測系統（telemetry system）是指具有對一定距離的被測對象的某些參數進行測量、傳輸和處理功能 的系統，即是將對象參量的近距離測量值傳輸至遠距離的測量站來實現遠距離測量的系統。遙測系統一般由輸入設備、數據傳輸設備、終端設備三大部分組成， 如概述圖所示。其中，數據傳輸設備包括把從輸入設備來的多路信號進行多路復用、發射、接收和分路的設備。遙測系統的工作原理涉及信息採集、信息傳輸和信息處理等方面。遙測系統實質上是一類多路數據傳輸系統系統。為了能用一個信道來完成多路信息傳輸，可採用多路傳輸技術。

工作原理

遙測系統的工作過程分為航天器上的發送端和地面的接收端兩個部分。在發送端,首先由傳感器將參數信號轉換成弱電信號，再由信號調節器將其放大為適合採集的規範化電壓信號，然後由多路信號調製器將多路已規範化的信號按一定體制組合形成適合單一信道傳送的群信號去調製發射機的載波，最後調製後的信號經發射機功率放大後送發射天線發射到空間。在接收端，信號經無線電鏈路傳送到接收端後，首先由接收天線送入接收機進行載波解調得到群信號，再經多路復用解調器恢復出各路遙測信號送處理設備進行記錄、顯示和數據處理。

多路傳輸技術又稱多路復用技術，方法有頻率劃分法（簡稱頻分）、時間劃分法（簡稱時分）、編碼劃分法（簡稱碼分）和空間劃分法（簡稱空分）。實際的遙測系統都是把被控對象所在地選作發送端，測量站作為接收端，兩者之間通過通信設備用信道連接起來（見圖2）。發送端有傳感、變換、采編、存儲、記錄重放和發送等設備。接收端有接收、解碼、顯示、記錄和數據處理等設備。傳感器用來將被測對象的參量信息變換成電信號或其他便於傳輸和使用的信號。變換器又稱匹配器，它的主要作用是將傳感器輸出的信號變換成適合於多路傳輸的電信號，並有提高系統線性、進行溫度補償和實現數據壓縮等功能。采編器又稱編碼器，它的作用是將各變換器輸出的多路參量信息採集在一起，編輯成便於發送和接收的信號。為了在接收時能區分各路參量信息，可採用時分制、頻分制或碼分制。存儲器用來將暫時不需要或不能傳送的數據存儲起來，留待適當的時機重放記錄，發往測量站，或設法加以回收。遙測系統中最常用的存儲器是磁帶記錄儀和數字磁帶機。發送器又稱發射機，它的作用是將編碼器輸出的信號進一步變換成適合於長途傳輸的電信號。

分類

按照傳輸信號類型的不同，遙測系統可分為模擬遙測系統和數字遙測系統。模擬遙測系統所傳輸的信號為模擬信號，因此，當遙測參數中有數字參量時,不需對其進行變換，僅將其視為模擬參量傳輸即可。當遙測信號有模擬信號時，數字遙測系統需要先將模擬信號採樣編碼變為數字信號後方能傳輸。

按照信道多路復用方式或者信號分割參量方式不同，遙測系統可分為頻分制、時分制和包分制。其中，頻分制和時分制歷史悠久和應用廣泛；包分製作為一種新的遙測方式,近年來逐步被採用。

頻分制記將各路信號調製到不同頻率的副載波上，分割的參量是信號的頻率。為防止混疊，各副載波的頻率間隔應取得足夠大。採用頻分制時，首先使用多路副載波調製器對信號進行調製，然後再用相加器將其合成為群信號;在接收端，先用一組帶通濾波器將群信號分拆為多個調製信號，再用相應的副載波解調器對各個信號進行解調，在頻分制遙測系統中，多路復用調製器為各路副載波調製器及接於其後的相加器，多路信號解調器為各路的分路帶通濾波器及副載波解調器。頻分制的優點是設備簡單，但容量小，精度低，抗干擾能力差，適用於測試參數較少(少於30個)的應用場合。

時分制是將各路信號安排在不同的時間段，按一定的時間順序依次傳輸，分割的參量是信號占用的時間。其原理是通過對信號進行採樣，產生在時間上互不重疊的多路信號採樣點序列以便通過單個公用的信道傳輸信號。信號採樣的基本要求是滿足採樣定理。時分制的基帶信號是脈衝信號，按調製方式不同可分為脈衝幅度調製(PAM)、脈衝寬度調製(PDM)、脈衝位置調製(PPM)和脈衝編碼調製(PCM)。其中，PAM是共用的基礎。當需要進行PDM、PPM和PCM時，首先需要將信號進行PAM，然後再將得到的PAM序列送相應的調製器進行調製。PAM的本質是對多路信號的同步採樣，多路復用調製器的功能相當於數據採集系統中的多路隔離開關和採樣保持器。PCM是應用最為廣泛的遙測系統，其編碼過程類似於A/D轉換器的功能。經時分制變換得到的信號傳輸時仍需經載波調製。時分制的優點是容量大、精度高和抗干擾能力強。雖然其設備相對較為複雜，但設計時因可選用許多採樣器和A/D轉換器等專用集成芯片而變得相對簡單，因此，應用於航天器的遙測系統多為時分制的數字系統。

包分制，也稱為分包遙測，是依據開放系統互連模型(OSI)開發出來的，以分包的方式進行數據的分層動態管理。與PCM遙測等端對端數字遙測系統相比，分包遙測最顯著的特點是多信源和多用戶的開放性。因此，分包遙測需要通過複雜的流控制過程解決如何把不同長度、不同速率、不同地址(源端和終端)和不同傳輸要求的數據組織在一起並實現傳輸後的正確分離問題。分包遙測過程可分為包裝、分段和傳送3個層次功能。包裝是將需要傳送的遙測應用數據分包成若干個標準數據單元(稱為遙測源包)。遙測源包是由應用數據加上包頭製成的。包頭的作用在於識別不同的應用過程和標明同一應用過程包序列中的相對位置以及其他勤務信息。分段是將過長的遙測源包分成若干段，並在每段前面加上段頭構成遙測段。同樣，段頭的作用也是用於識別該段。傳送是將遙測源包或者由經過分段後形成的遙測段加上幀頭構成遙測幀，也是分包遙測面向傳輸過程的關鍵環節。幀頭除了提供識別幀功能外，還具有提供虛擬信道的功能。所謂虛擬信道，是一種使多信源、多用戶分享同一物理信道的傳輸控制機制。傳送層通過統一分配傳送幀頭的虛擬信道識別碼，使不同用戶應用數據分時交替占有物理通道，從而解決長數據源壟斷信道問題。經分層處理後的遙測幀還需通過信道編碼進行糾錯編碼處理後方能調製發送，遙測中採用的信道編碼方案是R—S碼為外碼、卷積碼為內碼的級連碼。與網絡系統協議類似，分包遙測的基本思路是分層和標準數據單元，要處理的核心問題是多信源多用戶的識別和組織方法、有效利用信道能力的源控制、層間傳送和信道傳送的差錯控制以及必要的操作業務。