CN106292636A - 一种集成化地面测控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于信息测控技术领域，具体涉及一种集成化地面测控系统，解决的技术问题为现有技术设备数量多、功能复杂且不适用于机动运输要求。技术方案：本发明的集成化地面测控系统包括供配电系统和测试系统，供配电用于给箭上系统供电，测试系统用于接收箭上系统传输信号和传输信号的数据处理；供配电系统和测试系统集成安装在遥测车中。有益效果：本发明的集成化地面测控系统将原有分散在不同场所的多种设备集成化安装在遥测车中，一方面简化了设备之间装配的复杂程度，减小了设备体积，另一方面实现了整体设备的方便运输和移动。

Description

一种集成化地面测控系统
技术领域
本发明属于信息测控技术领域，具体涉及一种集成化地面测控系统。
背景技术
测量系统地面测控系统是测量系统的重要组成部分，测量系统地面测控系统完成对于设备的供配电功能，同时接收无线装置发出的无线遥测信号，通过无线信号接收设备的接收、解调完成对于无线信号的处理，同时将接收到的无线数据通过后端设备及软件进行数据处理。上述功能需要多个设备实现，数据是分别获得的，无法实现数据的综合处理，无法快速判读并确定系统状态；设备数量多、功能复杂且不适用于机动运输要求。因此，需要提供一种集成化地面测控系统，简化系统结构，优化系统设计并实现数据的综合处理。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术设备数量多、功能复杂且不适用于机动运输要求的技术问题，提供一种集成化地面测控系统。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种集成化地面测控系统，包括供配电系统和测试系统，供配电用于给箭上系统供电，测试系统用于接收箭上系统传输信号和传输信号的数据处理；供配电系统和测试系统集成安装在遥测车中。
所述供配电系统包括地面电源和供电控制设备，地面电源与供电控制设备通过电缆连接；供电控制设备通过供电线与箭上两个二次电源装置连接，通过供电控制设备开关分别实现给火箭一级所有设备和伺服控制舱的所有设备供电。
所述二次电源装置用于实现电气设备的二次供配电，能将供电输入和输出电压转换为0～5V信号，并发送到数据采编器进行采集，数据采编器再将信号发送到无线数据集成装置。
所述地面电源采用开关式直流稳压电源，每台电源独立进行单机自检，接入系统后，每台地面电源均有检测接口，通过检测参数完全能够判断地面电源的工作状态；所述开关式直流稳压电源具有过压、过流(或短路)保护功能、本调功能，过压功能是在供电电压过高时切断通路断开供电，过流保护功能在主要通路负载短路的情况下切断电路停止供电输出。
所述供电控制设备用于将地面电源的输出电流经过继电器开关对箭上的主要设备进行供电，通过执行手动控制指令可以实现箭上不同设备测试时的供电。
所述供电控制设备还具有应采集漏电检查、接插件连好等信息的功能，并具有相应指示灯。
所述测试系统包括无线信号接收设备和数据处理与服务系统；S波段双点频地面检测和处理系统，完成无线信号的射频接收、信道处理、接收解调和实时存盘任务；数据处理与服务系统用于数据处理与发布和数据判读，从而实现综合自动化测试和判读的数据应用系统。
所述无线信号接收设备包括天线、两个低噪声放大器、切换开关、分路器、4个下变频器、4个遥测接收解调机、电脑切换器、显示器、网络交换机和数据服务计算机；天线安装遥测车上，用于接收两路无线信号，即L路和R路；两个低噪声放大器与天线连接，每个低噪声放大器用于除去L路或R路无线信号的噪声，并将信号放大；分路器与低噪声放大器连接，用于将天线接受的L路和R路无线信号各分成四路，分别进入4个下变频器；下变频器与分路器连接，每个下变频器接收一个L路和一个R路信号，用于将接收到的无线信号变为低频信号，发送到遥测接收解调机；遥测接收解调机与下变频器连接，用于将低频信号进行解调，得到原始遥测数据；原始遥测数据一方面通过电脑切换器在显示器中进行显示，另一方面通过网络交换机进入数据处理与服务系统。
所述数据处理与服务系统包括通过局域网连接的处理服务器、数据显示终端、数据库服务器、网上判读服务器、浏览终端和判读终端；无线信号接收设备将无线数据解调为网络数据向数据处理与服务系统的处理服务器发送，在处理服务器上进行数据处理和发布；各数据显示终端接收和显示处理服务器发送的数据；同时，处理服务器将处理后的数据存储到数据库服务器，用于进行事后判读。
本发明的有益效果在于：
本发明的集成化地面测控系统将测试中的供配电、数据处理、数据网络交互等技术于一体，具有强大的测试能力。同时避免了地面测试设备庞大，技术状态复杂，各种资源的浪费。改善遥测系统测试专机专用造成人力物力浪费、测试设备庞大、操作复杂、不适用于机动运输要求的问题，不适用于机动运输要求使系统地面测试方案优化，更好的适应测量需求。
附图说明
图1为本发明的地面供配电实现原理图；
图2为地面电源供电连接关系示意图；
图3为图3无线信号接收设备构成示意图；
图4为数据处理与服务结构示意图；
图5为遥测数据处理与服务系统工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的描述。
本实施例提供了一种集成化地面测控系统，包括供配电系统和测试系统，供配电用于给箭上系统供电，测试系统用于接收箭上系统传输信号和传输信号的数据处理；供配电系统和测试系统集成安装在遥测车中。本实施例的地面测控系统将原有分散在不同场所的多种设备集成化安装在遥测车中，一方面简化了设备之间装配的复杂程度，减小了设备体积，另一方面实现了整体设备的方便运输和移动。
供配电系统包括地面电源和供电控制设备，其组成和连接关系如图1所示，地面电源与供电控制设备通过电缆连接，所述电缆选用9芯截面积为1mm的成缆；供电控制设备通过供电线与箭上两个二次电源装置连接，分别给火箭一级所有设备和伺服控制舱的所有设备供电，供电线选用35芯截面积为0.5mm的成缆；
ΔU＝(A×L×R)/N
式中，A-总电流、L-电缆长度、R-电缆阻抗、N-芯线数、ΔU-每条成缆上的压降。
根据上述计算公式可以得出，地面电源输出端电压减去线缆压降等于箭上设备供电端电压为28±3V。
所述二次电源装置是二次供配电设备，实现电气设备的二次供配电，功能如下：将一次电源(28V)转换为二次电源(±15V和5V)输出、将送来的一次电源转接输出；二次电源装置能将供电输入和输出电压转换为0～5V信号送数据采编器进行采集，数据采编器将数据发送到无线数据集成装置。
由于本实施例供配电系统采用一体化供电，通过地面电源和供配电控制台向箭上的遥测系统加电，因此无需设置配电控制器。地面电源和供配电控制台提供的28V电经过二次电源装置向各个设备供电。供配电系统通过供电控制设备开关给所有供电功能手动实现，实现简单化一体化设计。
所述地面电源采用开关式直流稳压电源，依据系统的实际负载情况，地面共配置2台，采用冷备份供电方式。对每台电源独立进行单机自检，接入系统后，每台地面电源均有检测接口，通过检测参数完全能够判断地面电源的工作状态。地面电源供电连接关系如图2所示。电源具有过压、过流(或短路)保护功能、本调功能。设备的过压功能是在供电电压过高时切断通路，断开供电。设备的过流保护功能在主要通路负载短路的情况下，切断电路，停止供电输出。
所述供电控制设备是主要电气接口设备、地面供配电的执行机构，也是地面供配电的核心设备之一。供电控制设备的主要功能是将地面电源的输出电流经过继电器开关对箭上的主要设备进行供电，通过执行手动控制指令可以实现箭上不同设备测试时的供电。供电控制设备还具有应采集漏电检查、接插件连好等信息的功能，并具有相应指示灯。具体而言，供电控制设备的功能主要有：
1)能够执行各种手动控制动作，如：地供、断电等；
2)采集相应供电通道电气参数并显示在面板上；
3)完成漏电检测，在面板上应有漏电指示；
4)检测接插件连好状态，在面板上设置指示灯。
供电控制设备使用多组电磁继电器用于实现对供电的控制，接收地面控制系统的信号，并完成与控制系统的联动，并将执行情况送，将测量系统的一些工作状态送控制系统，同时在负责供电的28V正负母线之间加漏电表，完成漏电检测。
所述测试系统包括无线信号接收设备和数据处理与服务系统；
所述无线信号接收设备的构成如图3所示，包括天线、两个低噪声放大器(LNA)、切换开关、分路器、4个下变频器、4个遥测接收解调机、时码器、电脑切换器、显示器、网络交换机和各种数据服务计算机，构成一套完整的S波段双点频地面检测和处理系统，完成无线信号的射频接收、信道处理、接收解调、实时存盘等任务。
无线信号接收设备的接收天线为背射式天线，安装遥测车上，能够通过自动升降机构实现升降至遥测车顶或收到遥测车内，用于接收无线信号并将接收到的无线信号传输至下变频器和遥测接收解调机，实现遥测无线信号的接收处理。天线接收两路信号，即L和R路；
LNA用于除去一路无线信号的噪声，并将信号放大；
分路器用于将无线信号分成四路，分别进入4个下变频器；
下变频器用于将无线信号变为低频信号；
遥测接收解调机用于将低频信号进行解调，得到原始遥测数据；
两路信号一方面通过电脑切换器在显示器中进行显示，另一方面通过网络交换机进入数据处理与服务系统；
本实施例中的遥测接收解调机无需经过无线信号接收设备内部的交换机，而是直接连接到总网络交换机上，将遥测信号的原始数据通过总网络交换机发送给数据处理与服务系统的处理服务器，实现遥测数据的处理与发布。这样，遥测原码数据传输避免了无线信号接收设备内部交换机这一单点环节，有利于后续环节数据获取可靠性的提高。
无线信号接收设备实现的主要功能如下：
a)背射式遥测接收天线具有程控跟踪能力；
b)具备同时接收、处理两个点频无线信号能力；
c)接收解调机能够通过下变频器接收无线信号；
d)具有完善的自检、自校功能；
e)具有时统管理功能，可从外时统和内置时码器中任选一种计时方式；
f)接收解调机能对信道、解调、系统工作参数、记录等功能进行配置、管理；
g)具有完整的数字化记录、存储和回放数据的能力；
h)能够实现(遥测原码)的实时存盘和网络传输，送处理服务器进行数据实时处理。
数据处理与服务系统用于数据处理与发布和数据判读，从而实现综合自动化测试和判读的数据应用系统；主要由各类计算机组成，用以太网技术构成局域网，完成数据的监测和发布，结构图如图4所示。设备包括数据库服务器、网上判读服务器、浏览终端、判读终端等。数据处理与发布功能和数据判读能够通过现有数据处理软件实现；
通过各种功能软件，数据服务系统能够实时解析、处理遥测数据帧，并能通过网络实时发布数据，显示图像，具备数值、曲线、条图、虚拟表头、虚拟指示灯等多种显示方式。数据处理与服务系统的工作流程如图5所示。无线信号接收设备将无线数据解调为网络数据向处理服务器发送，在处理服务器上进行处理、发布，各数据显示终端进行接收和显示，同时，将处理后的数据存储到数据库服务器，用于进行事后判读。
各检测站上运行接收解调上网软件，接收无线数据。数据接收完成后存储到数据库，提供数据发布接口。一台数据库服务器用于保存数据处理结果，为浏览终端计算机提供判读服务。测量系统终端计算机用于运行客户端应用软件，进行浏览和判读。
供电控制设备所采集的地面电压电流参数直接显示在供电控制设备的控制面板上，而测量系统主要设备的电压、电流参数发送至箭上的无线数据集成装置，再通过无线传输装置传输到测试系统的无线信号接收设备，进行实时显示。
本实施例技术方案的技术特点和有益效果在于：
根据新型测量系统特点，对于地面测控系统进行集成化测控设计。在系统中集成应用了局域网技术、服务器、数据处理与发布等多种技术，采用统一数据传输平台，对测量数据进行处理与发布，完成自动化数据处理及判读功能，降低测试复杂度，简化系统结构，实现整个系统的优化设计，更好地适应基于集成化测试设计。地面测控系统从功能上分为地面供配电设备、数据处理与服务几个部分。通过统一规划设计，地面测控设备得以简化，具备一体化测试和自动化数据处理及判读功能。
1)针对于需要移动方便的地面测控系统，进行简化集成
在通常的地面测控系统中，供配电设备体积大而多，由于主要电气设备数据种类多，因此地面测试设备也较复杂，基于此地面测控系统采用了简化集成的设计思路，将供电设备简化为1台，很大程度减少了设备数量及存贮空间，同时方便测试与运输，与快速移动的目的相一致。
2)针对于电气系统的接口，进行了软件的数据自动处理设计
在传统的测量系统中，因为数据种类较多，所以地面软件处理较为复杂和繁琐，在地面软件系统中，对于数据进行了整合，将数据归类，同时在软件设计中增加自动化处理环节，提升了地面数据处理效率，同时提升了数据处理正确性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种集成化地面测控系统，其特征在于：包括供配电系统和测试系统，供配电用于给箭上系统供电，测试系统用于接收箭上系统传输信号和传输信号的数据处理；供配电系统和测试系统集成安装在遥测车中。
2.如权利要求1所述的一种集成化地面测控系统，其特征在于：所述供配电系统包括地面电源和供电控制设备，地面电源与供电控制设备通过电缆连接；供电控制设备通过供电线与箭上两个二次电源装置连接，通过供电控制设备开关分别实现给火箭一级所有设备和伺服控制舱的所有设备供电。
3.如权利要求2所述的一种集成化地面测控系统，其特征在于：所述二次电源装置用于实现电气设备的二次供配电，能将供电输入和输出电压转换为0～5V信号，并发送到数据采编器进行采集，数据采编器再将信号发送到无线数据集成装置。
4.如权利要求2所述的一种集成化地面测控系统，其特征在于：所述地面电源采用开关式直流稳压电源，每台电源独立进行单机自检，接入系统后，每台地面电源均有检测接口，通过检测参数完全能够判断地面电源的工作状态；所述开关式直流稳压电源具有过压、过流(或短路)保护功能、本调功能，过压功能是在供电电压过高时切断通路断开供电，过流保护功能在主要通路负载短路的情况下切断电路停止供电输出。
5.如权利要求2所述的一种集成化地面测控系统，其特征在于：所述供电控制设备用于将地面电源的输出电流经过继电器开关对箭上的主要设备进行供电，通过执行手动控制指令可以实现箭上不同设备测试时的供电。
6.如权利要求5所述的一种集成化地面测控系统，其特征在于：所述供电控制设备还具有应采集漏电检查、接插件连好等信息的功能，并具有相应指示灯。
7.如权利要求1或2所述的一种集成化地面测控系统，其特征在于：所述测试系统包括无线信号接收设备和数据处理与服务系统；S波段双点频地面检测和处理系统，完成无线信号的射频接收、信道处理、接收解调和实时存盘任务；数据处理与服务系统用于数据处理与发布和数据判读，从而实现综合自动化测试和判读的数据应用系统。
8.如权利要求7所述的一种集成化地面测控系统，其特征在于：所述无线信号接收设备包括天线、两个低噪声放大器、切换开关、分路器、4个下变频器、4个遥测接收解调机、电脑切换器、显示器、网络交换机和数据服务计算机；天线安装遥测车上，用于接收两路无线信号，即L路和R路；两个低噪声放大器与天线连接，每个低噪声放大器用于除去L路或R路无线信号的噪声，并将信号放大；分路器与低噪声放大器连接，用于将天线接受的L路和R路无线信号各分成四路，分别进入4个下变频器；下变频器与分路器连接，每个下变频器接收一个L路和一个R路信号，用于将接收到的无线信号变为低频信号，发送到遥测接收解调机；遥测接收解调机与下变频器连接，用于将低频信号进行解调，得到原始遥测数据；原始遥测数据一方面通过电脑切换器在显示器中进行显示，另一方面通过网络交换机进入数据处理与服务系统。
9.如权利要求7所述的一种集成化地面测控系统，其特征在于：所述数据处理与服务系统包括通过局域网连接的处理服务器、数据显示终端、数据库服务器、网上判读服务器、浏览终端和判读终端；无线信号接收设备将无线数据解调为网络数据向数据处理与服务系统的处理服务器发送，在处理服务器上进行数据处理和发布；各数据显示终端接收和显示处理服务器发送的数据；同时，处理服务器将处理后的数据存储到数据库服务器，用于进行事后判读。
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