RU2571584C2 - Method of transmission of telemetric information, adapted to different situations, arising during tests of rocket and space equipment, and system for its realisation - Google Patents
Method of transmission of telemetric information, adapted to different situations, arising during tests of rocket and space equipment, and system for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571584C2 RU2571584C2 RU2014111014/08A RU2014111014A RU2571584C2 RU 2571584 C2 RU2571584 C2 RU 2571584C2 RU 2014111014/08 A RU2014111014/08 A RU 2014111014/08A RU 2014111014 A RU2014111014 A RU 2014111014A RU 2571584 C2 RU2571584 C2 RU 2571584C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- telemetry
- information
- outputs
- code
- tmp
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к телеметрии, технике связи и может быть использовано для расширения возможностей информационно-измерительного обеспечения испытаний сложных технических комплексов и систем на основе адаптивных принципов телеизмерений и повышения эффективности систем передачи данных по цифровым каналам связи. The invention relates to telemetry, communication technology and can be used to expand the capabilities of information-measuring support for testing complex technical complexes and systems based on adaptive principles of television measurements and improve the efficiency of data transmission systems via digital communication channels.
Особенность существующих способов передачи телеметрической информации (ТМИ) заключается в том, что режимы функционирования систем телеизмерений определены заранее подготовленной Программой телеизмерений, в которой не предусмотрена возможность появления нештатной ситуации и изменения ранее принятого режима формирования ТМИ. В то же время нештатные ситуации объективно не могут быть исключены, что связано, в первую очередь, со значительным повышением сложности испытываемой ракетно-космической техники (РКТ), а также целей и задач летных испытаний.A feature of the existing methods for transmitting telemetric information (TMI) is that the modes of operation of the telemetry systems are determined by the pre-prepared Telemetry Program, which does not provide for the possibility of an emergency situation and changes in the previously adopted mode of TMI formation. At the same time, contingencies cannot be objectively excluded, which is primarily due to a significant increase in the complexity of the tested rocket and space technology (RCT), as well as the goals and objectives of flight tests.
Известен «Способ передачи ТМИ, адаптированный к неравномерности потока данных телеизмерений, и система для его осуществления» ([1], Патент RU №2480838 С1, опубл. 25.04.2013, бюл. №21 - 16 с.). Он заключается в том, что на передающей стороне с помощью датчиков формируют множество телеметрируемых параметров (ТМП), изменение которых с течением времени с допустимыми погрешностями, устанавливаемыми как для отдельных ТМП, так и для заранее сформированных их групп, совпадает с соответствующими контролируемыми физическими процессами, формируют по каждому из них первичные телеметрические сигналы с заранее рассчитанными динамическими диапазонами, которые находят путем аналого-цифрового преобразования сформированных первичных сигналов, выполняемого с рассчитанным периодом дискретизации и c заданным шагом квантования, кодовые слова-измерения определенной разрядности объединяют в телеметрические кадры, начало которых задано синхросигналами, имеющими структуру представления кода, отличную от аналогичных показателей слов-измерений, и определяющими начало и установленный порядок следования данных телеизмерений различных датчиков, осуществляют передачу следующих друг за другом телеметрических кадров по каналу связи на приемную сторону и прием на приемной стороне полученной последовательности телеметрических кадров и содержащихся в них синхрослов и кодовых слов-измерений, производят формирование на приемной стороне восстановленной последовательности выборок первичного сигнала путем такого преобразования принятых синхросигналов и последовательности кодовых слов-измерений, что значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала равно значению соответствующего принятого кодового слова.The well-known "Method of transmitting TMI, adapted to the uneven flow of telemetry data, and a system for its implementation" ([1], Patent RU No. 2480838 C1, publ. 04/25/2013, bull. No. 21 - 16 S.). It lies in the fact that on the transmitting side using sensors form a lot of telemetry parameters (TMP),which change over time with permissible errors established for both individual TMPs and their preformed groups, it coincides with the corresponding controlled physical processes; primary telemetric signals are generated for each of them with pre-calculated dynamic ranges that are found by analog-to-digital conversion of the generated primary signals, performed with a calculated sampling period and with a given quantization step, code words-measurements of a certain bit depth are combined into telemetric frames, the beginning of which is given by clock signals having a code representation structure different from similar indicators of measurement words, and determining the beginning and established sequence of telemetry data of various sensors, transmit telemetry frames successive over the communication channel to the receiving side and receiving received on the receiving side the sequence of telemetric frames and the sync words and code words-measurements contained in them, produce the formation on the receiving side of the reconstructed the sequence of samples of the primary signal by converting the received clock signals and the sequence of measurement code words such that the value of each reconstructed sample of the primary signal is equal to the value of the corresponding received codeword.
От известных аналогов он отличается тем, что на передающей стороне формируют две группы телеметрируемых параметров, при этом первая из них, называемая информационно-значимыми, составлена из данных телеизмерений датчиков, функционирование которых не связано с отделяющимися элементами конструкции ракеты, а вторую представляют данные, функционирование которых прекращается при отделении элементов конструкции ракеты, при отделении элементов конструкции ракеты вместе с датчиками телеизмерений, в формируемых телеметрических кадрах в места, ранее занимаемые измерениями отделившихся датчиков, подставляют избыточные проверочные символы, превращающие простые коды измерений оставшихся информационно-значимых телеметрируемых параметров в помехоустойчивые, обладающие способностью обнаруживать и исправлять ошибки передачи данных, при этом количество проверочных символов равно числу символов слов-измерений, принадлежащих ко второй группе телеметрируемых параметров, которые были исключены из передачи при отделении телеметрируемых элементов конструкций ракеты, в результате чего длина телеметрических кадров остается постоянной, при приеме ТМИ определяют моменты изменения полярностей результатов обработки синхросигналов, которые связаны с моментами времени изменения заранее рассчитанных режимов формирования и передачи данных, идентифицированные по данным принимаемой ТМИ моменты времени используют для выбора алгоритма обнаружения ошибок передачи и их исправления, который соответствует действующему режиму формирования и передачи данных, установленному на борту ракеты.It differs from the known analogues in that two groups of telemetered parameters are formed on the transmitting side, the first of them, called information-significant, made up of sensor telemetry data, the functioning of which is not connected with detachable rocket design elements, and the second is data, functioning which ceases when the structural elements of the rocket are separated, when the structural elements of the rocket are separated along with the telemetry sensors, in the formed telemetric frames in places and, previously occupied with measurements of separated sensors, substitute redundant verification symbols that turn simple measurement codes of the remaining information-significant telemetry parameters into noise-resistant, capable of detecting and correcting data transmission errors, while the number of verification symbols is equal to the number of symbols of measurement words belonging to the second a group of telemetry parameters that were excluded from transmission during the separation of telemetry elements of rocket structures, as a result why the length of the telemetric frames remains constant, when receiving TMI, the moments of change in the polarity of the clock processing results are determined, which are associated with the time points of change of the previously calculated data generation and transmission modes, the time moments identified by the received TMI are used to select the algorithm for detecting transmission errors and correcting them , which corresponds to the current mode of formation and transmission of data installed on board the rocket.
Способ-прототип [1] включает в себя систему передачи информации, адаптированную к неравномерности потока данных телеизмерений, содержащую на передающей стороне N блоков формирования основных (информационно-значимых) телеметрируемых параметров и Mi блоков формирования дополнительных телеметрируемых параметров, относящихся к i = 1, 2,…, S отделяемым телеметрируемым элементам ракеты, соответственно, выходы каждого из блоков формирования основных телеметрируемых параметров подключены к первой группе из N входов коммутатора непосредственно, а Mi выходов блоков формирования дополнительных телеметрируемых параметров подключены к другой группе входов коммутатора, состоящей из Mi входов, дополнительный вход коммутатора соединен с выходом блока формирования синхросигналов, а его выход подключен ко входу передатчика, содержащую на приемной стороне приемник, выход которого соединен со входом декоммутатора каналов передачи, (N + Mi) выходов которого через блок декодирования подключены к выходу системы. Кроме того, на передающей стороне введены первый блок управления, блок переключения режима формирования данных телеизмерений, блок формирования проверочных символов, а на приемной стороне второй блок управления, блок декодирования с (N + Mi) входами и выходами разделен на два декодера с числом входов и выходов, равным N и Mi соответственно, блок идентификации режимов переключений, блок обнаружения и исправления ошибок, при этом Mi выходов блоков формирования дополнительных телеметрируемых параметров подключены к соответствующим Mi входам второй группы входов коммутатора через блок переключения режима формирования данных телеизмерений, N дополнительных входов которого соединены с соответствующими выходами блока формирования проверочных символов, N входов которого объединены с выходами соответствующих блоков формирования основных телеметрируемых параметров, а управляющий (N+1) вход - объединен с управляющим входом блока переключения режима формирования данных телеизмерений и подключен к первому выходу первого блока управления, имеющему управляющий вход задания режимов переключений, второй выход которого подключен через блок формирования синхросигналов к дополнительному входу коммутатора, выход которого через передатчик и канал связи подключен ко входу приемника, выход которого соединен со входом декоммутатора каналов передачи, имеющего управляющий вход, первые N выходов которого соединены через первый декодер с соответствующими входами блока обнаружения и исправления ошибок, вторые Mi входов которого соединены через второй декодер с соответствующими выходами декоммутатора каналов передачи, дополнительный выход которого соединен через блок идентификации режимов переключений и второй управляющий блок с управляющим входом блока обнаружения и исправления ошибок, второй вход второго блока управления является входом задания режимов переключений, второй выход блока идентификации режимов переключений соединен с объединенными управляющими входами первого и второго декодеров, Mi выходов последнего и N выходов блока обнаружения и исправления ошибок являются выходами системы.The prototype method [1] includes an information transfer system, adapted to the irregularity of the telemetry data stream, containing on the transmitting side N blocks for the formation of the main (information-significant) telemetry parameters and Mi blocks for the formation of additional telemetry parameters related to i = 1, 2, ..., S detachable telemetry elements of the rocket, respectively, the outputs of each of the blocks for the formation of the main telemetry parameters are connected to the first group of N inputs of the switch directly, and Mi the outputs of the blocks for the formation of additional telemetry parameters are connected to another group of inputs of the switch, consisting of Mi of inputs, an additional input of the switch is connected to the output of the clock generation unit, and its output is connected to the input of the transmitter containing a receiver on the receiving side, the output of which is connected to the input of the transmission channel decommutator, (N + Mi) whose outputs are connected to the system output through the decoding unit. In addition, on the transmitting side, the first control unit, a switching unit for generating the telemetry data generation mode, a test symbol generation unit, and on the receiving side a second control unit, a decoding unit with (N + Mi) the inputs and outputs is divided into two decoders with the number of inputs and outputs equal to N and Mi accordingly, a switching mode identification unit, an error detection and correction unit, while Mi the outputs of the blocks for the formation of additional telemetry parameters are connected to the corresponding Mi the inputs of the second group of inputs of the switch through the switching unit of the mode for generating data of telemetry, N additional inputs of which are connected to the corresponding outputs of the unit for generating test characters, N inputs of which are combined with the outputs of the respective units for generating the main telemetry parameters, and the control (N + 1) input is combined with the control input of the switching unit of the formation mode of the telemetry data and is connected to the first output of the first control unit having a control input of the job switching modes, the second output of which is connected through the block for generating clock signals to the auxiliary input of the switch, the output of which through the transmitter and the communication channel is connected to the input of the receiver, the output of which is connected to the input of the channel decompressor having a control input, the first N outputs of which are connected through the first decoder with the corresponding inputs of the error detection and correction unit, the second Mithe inputs of which are connected through the second decoder to the corresponding outputs of the transmission channel decommutator, the additional output of which is connected through the switching mode identification unit and the second control unit with the control input of the error detection and correction unit, the second input of the second control unit is the input of the switching mode setting, the second output of the identification unit switching modes connected to the combined control inputs of the first and second decoders, Mi the outputs of the last and N outputs of the error detection and correction unit are system outputs.
В результате применения данного способа за счет заполнения мест в телеметрическом кадре, которые освобождаются в результате отделения телеметрируемых элементов конструкции ракеты, например ее ступеней, более рационально используется пропускная способность радиоканалов передачи ТМИ, что, в итоге, приводит к повышению показателей достоверности контролируемых информационно-значимых ТМП. As a result of the application of this method, by filling in the places in the telemetric frame that are freed up as a result of separation of the telemetry elements of the rocket structure, for example, its stages, the throughput of the radio transmission channels of the TMI is more rationally used, which, as a result, leads to an increase in the reliability of the information-significant TMP.
Его принципиальная новизна заключается в предоставляемой возможности реализации адаптивных принципов телеизмерений в условиях циклической структуры формирования и передачи телеметрических кадров за счет использования внутренних резервов. В качестве внутренних резервов повышения эффективности передачи данных телеизмерений рассмотрены некоторые специфические особенности передаваемых сообщений, проявляющиеся в виде неравномерности объемов содержательной ТМИ, передаваемой на различных временных интервалах при проведении летного испытания контролируемых объектов. Its fundamental novelty lies in the opportunity to implement the adaptive principles of telemetry in a cyclic structure of the formation and transmission of telemetry frames through the use of internal reserves. Some specific features of the transmitted messages, which are manifested in the form of uneven volumes of the content TMI transmitted at different time intervals during the flight test of controlled objects, are considered as internal reserves for increasing the efficiency of transmitting telemetry data.
Недостатки способа заключаются в следующем: 1) адаптация осуществляется только к неравномерности потока ТМИ, в то время как существуют еще и другие дополнительные резервы для достижения поставленной цели, заключающейся в повышении эффективности информационно-телеметрического обеспечения (ИТО) испытаний летательных аппаратов (ЛА); 2) возможность повышения информационной нагруженности передаваемой ТМИ предполагается обеспечить только за счет замены «холостых» слов (слов, представленных символами «0») на проверочные символы формируемых помехоустойчивых кодов, которые используются для повышения достоверности приема данных телеизмерений датчиков, которые продолжают функционировать после отделения телеметрируемых элементов конструкции ракеты.The disadvantages of the method are as follows: 1) adaptation is carried out only to the uneven flow of HMI, while there are also other additional reserves to achieve the goal, which is to increase the effectiveness of information and telemetry support (ITO) testing of aircraft (LA); 2) the possibility of increasing the information load of the transmitted TMI is supposed to be ensured only by replacing “idle” words (words represented by “0” characters) by verification symbols of generated error-correcting codes, which are used to increase the reliability of receiving telemetry sensors that continue to function after telemetry is separated rocket design elements.
В новом способе отмеченные недостатки предлагается устранить за счет обеспечения возможности адаптации бортовых информационно-телеметрических систем (БИТС) к ошибкам, которые появляются из-за несоответствия априорно выбранных частот опроса ТМП реальной динамике его изменения, которая появилась в ходе проведения летного испытания контролируемого объекта. При этом рассматриваются два основных способа формирования цифровых групповых телеметрических сигналов (ЦГТС): с переменной и постоянной структурами телеметрических кадров. В случае с переменной структурой телеметрических кадров, потребность в которой появляется при увеличении частоты опроса ТМП, используют пакетную структуру формирования телеметрических кадров, в которую в обязательном порядке должна включаться адресная часть, позволяющая при приеме разобраться в принадлежности данных пакета к тому или иному ТМП. Такой способ формирования телеметрического кадра реализован в отечественной БИТС «Пирит-Б» ([2], «Современная телеметрия в теории и на практике / Учебный курс», СПб.: Наука и Техника, 2007. - 672 с., стр. 465). Его недостаток заключен в том, что адресная часть по объему составляющих ее данных становится сравнимой с информационным пакетом данных. Например, в БИТС «Пирит-Б» она составляет 49% и только 51% приходится на данные телеизмерений. Поэтому подобные системы, прежде всего, могут быть использованы только при отсутствии жестких временных ограничений на время передачи ТМИ. Это условие выполняется при передаче ТМИ с космических аппаратов (КА) - там малые по сравнению с ракетной телеметрией объемы передаваемой содержательной информации и большое время, в течение которого ТМИ может быть передана (в том числе и многократно). В ракетной телеметрии нет другой, более предпочтительной альтернативы, кроме используемой в настоящее время циклической структуры формирования телеметрического кадра, поскольку при этом объем служебной информации наименьший (в лучших телеметрических комплексах он составляет 1,7%, при этом 98,3% сообщений являются информационными). В отечественной БИТС «Орбита-IVMO», которую относят к числу лучших отечественных разработок, объем служебной информации составляет 5% ([2], стр. 460).In the new method, it is proposed to eliminate the noted shortcomings by providing the possibility of adapting the on-board information and telemetry systems (BITS) to the errors that appear due to the inconsistency of the a priori chosen frequencies of the TMP survey with the real dynamics of its change that appeared during the flight test of the controlled object. In this case, two main methods of forming digital group telemetry signals (CGTS) are considered: with variable and constant structures of telemetric frames. In the case of a variable structure of telemetric frames, the need for which appears with an increase in the frequency of polling TMP, use the packet structure of the formation of telemetric frames, which must include the address part, which allows receiving to understand the belonging of the packet data to one or another TMP. This method of forming a telemetric frame was implemented in the Russian BITS “Pyrite-B” ([2], “Modern Telemetry in Theory and Practice / Training Course”, St. Petersburg: Nauka i Tekhnika, 2007. - 672 p., P. 465) . Its disadvantage lies in the fact that the address part in terms of the volume of its data becomes comparable with the information data packet. For example, in BITS “Pyrite-B” it is 49% and only 51% falls on the telemetry data. Therefore, such systems, first of all, can be used only in the absence of strict time limits on the transmission time of TMI. This condition is fulfilled when transmitting TMI from spacecraft (SC) - there are small amounts of transmitted information in comparison with rocket telemetry and a long time during which TMI can be transmitted (including many times). In rocket telemetry, there is no other, more preferable, alternative to the currently used cyclic structure for forming a telemetry frame, since the volume of service information is the smallest (in the best telemetry complexes it is 1.7%, while 98.3% of the messages are informational) . In the domestic BITS "Orbit-IVMO", which is considered one of the best domestic developments, the volume of official information is 5% ([2], p. 460).
Предлагается способ, при реализации которого повышение точности и достоверности оценок параметрической идентификации динамических систем, которыми, по определению, являются испытываемые ЛА, обеспечивается за счет оперативного мониторинга процесса соответствия контролируемых физических процессов и результатов их телеизмерений в виде ТМП. Потребность в мониторинге обусловлена тем, что динамические особенности изменения контролируемых ТМП, которые должны учитываться при выборе частот опроса контролируемых физических процессов, определяют до проведения испытаний ЛА. В свою очередь, они могут быть учтены только на основе предшествующего накопленного опыта проведения подобных летных испытаний. Следствием этого являются большие методические ошибки при выборе частот опроса ТМП. Для устранения этого недостатка ранее (при СССР) были даже предусмотрены конструкторские испытания изделий РКТ, предназначенные, в том числе, и для устранения ошибок в выборе частот опроса ТМП. Они не рассматривались Госкомиссиями в качестве подтверждения выполнения заданных тактико-технических требований (ТТТ). В новых экономических условиях все пуски ракет, в том числе и аварийные, должны работать на подтверждение выполнения ТТТ, предъявляемых к испытываемому изделию. Из-за этого особо актуальными становятся технические решения, которые позволили бы управлять выбором частот опроса ТМП и разрядностью представления слов-измерений в ходе самого летного испытания контролируемого объекта.A method is proposed whereby increasing the accuracy and reliability of the estimates of the parametric identification of dynamic systems, which, by definition, are tested aircraft, is ensured by operational monitoring of the compliance process of controlled physical processes and the results of their telemetry in the form of TMP. The need for monitoring is due to the fact that the dynamic features of changes in controlled TMP, which should be taken into account when choosing the sampling frequencies of controlled physical processes, are determined before testing aircraft. In turn, they can be taken into account only on the basis of previous experience gained in conducting similar flight tests. The consequence of this is a large methodological error in choosing the frequencies of TMP polling. To eliminate this drawback earlier (during the USSR), design tests of RCT products were even envisaged, which were intended, inter alia, to eliminate errors in the choice of TMP polling frequencies. They were not considered by the State Commissions as confirmation of the fulfillment of the given tactical and technical requirements (TTT). In the new economic conditions, all missile launches, including emergency ones, should work to confirm the performance of the TTT presented to the tested product. Because of this, technical solutions that would allow one to control the choice of TMP polling frequencies and the bit depth of the presentation of measurement words during the flight test of a controlled object become especially relevant.
Таким образом, существуют методические погрешности выбора частот опроса контролируемых физических процессов, которые в ряде случаев становятся недопустимо большими, что, например, имеет место во время начального периода испытаний динамических систем, когда требуемая статистика отсутствует. Thus, there are methodological errors in the selection of the sampling frequencies of controlled physical processes, which in some cases become unacceptably large, which, for example, occurs during the initial period of testing dynamic systems, when the required statistics are not available.
Известен способ мониторинга, который проводится на основе данных датчиков измерений ([3], Патент RU № 2369866, МПК G01 N 33/00, 2010), позволяющий провести комплексное оценивание состояния окружающей среды региона и его изменений по результатам различных видов мониторинга. Указанный способ включает предварительное (до начала измерений) заполнение базы данных базы знаний (локальных баз знаний) исходными данными о значениях границ интервалов допустимых значений параметров состояния для оценивания соответствия нормам и правилами формирования значений показателей соответствия (несоответствия), проведение измерений дистанционными и контактными методами, сбор данных о значениях параметров состояния, их обработку и оценку динамичности изменений характеристик наблюдаемых объектов, формирование на каждом средстве контроля и одновременное представление в центре обработки и управления в виде объединенных протоколов результатов комплексного мониторинга окружающей среды региона. A known monitoring method, which is based on the data of measurement sensors ([3], Patent RU No. 2369866, IPC G01
Его недостаток заключен в том, что он сложен и не может быть использован для управления режимами телеизмерений на борту контролируемых ЛА.Its disadvantage lies in the fact that it is complex and cannot be used to control telemetry modes on board controlled aircraft.
Отмеченные недостатки устраняют за счет того, что на передающей стороне формируют с помощью датчиков заданное Программой телеизмерений (ПТИ) множество телеметрируемых параметров (ТМП), изменение которых с течением времени с допустимыми погрешностями, устанавливаемыми как для отдельных ТМП, так и для заранее сформированных их групп, совпадает с соответствующими контролируемыми физическими процессами, формируют по каждому из них первичные телеметрические сигналы с заранее рассчитанными динамическими диапазонами, находят путем аналого-цифрового преобразования сформированных первичных сигналов, выполняемого с рассчитанным периодом дискретизации и c заданным шагом квантования, объединяют кодовые слова в телеметрические кадры, определяющие начало и установленный порядок следования данных телеизмерений различных датчиков, осуществляют передачу следующих друг за другом телеметрических кадров по каналу связи на приемную сторону и прием на приемной стороне полученной последовательности телеметрических кадров и содержащихся в них кодовых слов, при этом уточнены ранее использовавшиеся базовые понятия и операции, а также введены новые понятия и операции.The noted drawbacks are eliminated due to the fact that on the transmitting side a set of telemetry parameters (TMP) specified by the Telemetry Program (PTI) is formed using sensors,which change over time with permissible errors established for both individual TMPs and their preformed groups, it coincides with the corresponding controlled physical processes, primary telemetric signals are generated for each of them with pre-calculated dynamic ranges, and they are found by analog-to-digital conversion of the generated primary signals, performed with a calculated sampling period and with a given quantization step, code words are combined into telemetric frames, determining the beginning and the established sequence of telemetry data of various sensors, transmit telemetry frames following each other via a communication channel to the receiving side and receive on the receiving side the received sequence of telemetric frames and the code words contained in them, while the previously usedbasic concepts and operationsas well asintroduced new concepts and operations.
Так, ранее использовавшаяся операция в виде: «формирование на приемной стороне восстановленной последовательности выборок первичного сигнала путем такого преобразования принятой последовательности кодовых слов, что значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала равно значению соответствующего принятого кодового слова», заменена на: «формирование на приемной стороне восстановленной последовательности выборок первичного сигнала путем такого преобразования принятой последовательности кодовых слов, что в условиях помех различного происхождения обеспечивается минимум следующих различий: 1) между значениями как каждой восстановленной выборки первичного сигнала, так и принятого кодового слова, которое бы соответствовало бы переданному кодовому слову по минимуму кодового расстояния в условиях помех, вносимых при передаче по каналу связи; 2) между контролируемым физическим процессом на выходе датчика и его образом, получаемым при приеме, который отличается от истинного, принимаемого в качестве эталона, из-за ошибок, обусловленных выбором частоты опроса контролируемого физического процесса и разрядной сетки представления данных телеизмерений».So, the previously used operation in the form of: “forming on the receiving side of the restored sequence of samples of the primary signal by converting the received sequence of code words such that the value of each restored sample of the primary signal is equal to the value of the corresponding received code word”, is replaced by: “forming on the receiving side of the restored the sequence of samples of the primary signal by such a conversion of the received sequence of code words that under x of various origins, a minimum of the following differences is ensured: 1) between the values of each reconstructed sample of the primary signal and the received codeword, which would correspond to the transmitted codeword by the minimum code distance under the conditions of interference introduced during transmission over the communication channel; 2) between the controlled physical process at the output of the sensor and its image obtained during reception, which differs from the true one, taken as a reference, due to errors due to the choice of the sampling frequency of the controlled physical process and the bit grid for the representation of telemetry data. ”
Кроме того, «на передающей стороне формируют три группы телеметрируемых параметров (ранее их было две), при этом первые две из них, называемые информационно-значимыми, составлены из данных телеизмерений датчиков, функционирование которых не связано с отделяющимися элементами конструкции ракеты, а третью представляют данные, функционирование которых прекращается при отделении элементов конструкции ракеты, при отделении элементов конструкции ракеты вместе с датчиками телеизмерений, в формируемых телеметрических кадрах в места, ранее занимаемые измерениями отделившихся датчиков, в заранее установленном при формировании телеметрического кадра порядке подставляют двоичные символы, принадлежащие информационно-значимым параметрам, в соответствии со следующим приоритетом: если в результате мониторинга повышена частота опроса ТМП, то подставленные символы слов представляют дополнительные значения этого же ТМП, которые появляются при увеличении частоты опроса, если же частота опроса ТМП осталась прежней, то вводят избыточные проверочные символы, превращающие простые коды измерений оставшихся информационно-значимых телеметрируемых параметров в помехоустойчивые, обладающие способностью обнаруживать и исправлять ошибки передачи данных, при этом количество проверочных символов равно числу символов слов-измерений, принадлежащих к третьей группе телеметрируемых параметров, которые были исключены из передачи при отделении телеметрируемых элементов конструкций ракеты, в результате чего длина телеметрических кадров остается постоянной, при приеме ТМИ определяют моменты изменения структуры представления и полярностей результатов обработки синхросигналов, которые связаны с моментами времени изменения заранее рассчитанных режимов формирования и передачи данных, идентифицированные по данным принимаемой ТМИ моменты времени используют для выбора следующих алгоритмов: 1) присоединения переданных данных в результате замещения «холостых» слов в качестве дополнительных значений ТМП, которые появились в результате повышения частоты его опроса; 2) обнаружения ошибок передачи и их исправления, который соответствует действующему режиму формирования и передачи данных, установленному на борту ракеты».In addition, “on the transmitting side, three groups of telemetered parameters are formed ( there were two previously ), while the first two of them, called information-significant, are made up of telemetry data from sensors whose functioning is not connected with detachable rocket structural elements, and the third represents data whose functioning ceases when the structural elements of the rocket are separated, when the structural elements of the rocket are separated together with telemetry sensors, in the formed telemetric frames to places previously animated by measurements of separated sensors, in a predetermined order when forming a telemetric frame, substitute binary characters belonging to information-significant parameters, in accordance with the following priority: if the monitoring frequency of the TMP is increased, then the substituted word characters represent additional values of the same TMP that appear when the polling frequency increases, but if the TMP polling frequency remains the same, then redundant check characters are introduced that turn simple measurement codes of the remaining information-significant telemetry parameters to noise-resistant, capable of detecting and correcting data transmission errors, while the number of test symbols is equal to the number of measurement word symbols belonging to the third group of telemetry parameters that were excluded from transmission during separation of the telemetry elements of rocket structures as a result of which the length of the telemetric frames remains constant, when receiving TMI determine the moments of change in the structure of of the polarity and the polarity of the results of the processing of clock signals that are associated with the time points of a change in the pre-calculated data generation and transmission modes, the time moments identified by the data received by the TMI are used to select the following algorithms: 1) attach the transmitted data by replacing the “idle” words as additional values TMP, which appeared as a result of increasing the frequency of its survey; 2) detection of transmission errors and their correction, which corresponds to the current mode of data generation and transmission, installed on board the rocket. "
Также вводится новая операция: «осуществляют в ходе летных испытаний контролируемого объекта мониторинг правильности выбора частоты опроса и разрядности представления значений телеизмерений в бортовой информационно-телеметрической системе (БИТС) в реальном масштабе времени на основе показателей достоверности априорного выбора частот опроса ТМП, который производят на основе определения текущего уровня соответствия между контролируемыми физическими процессами и формируемыми в результате дискретизации их по времени первичными телеметрическими сигналами, отображающими телеметрируемый параметр (ТМП), в виде оценки дисперсии случайной помехи, присутствующей в телеизмерениях, для каждого из контролируемых ТМП, по результатам мониторинга принимают решение либо об увеличении частоты его опроса, либо о его понижении до ранее принятых частот (временных интервалов опроса) в зависимости от того, превышают ли определяемые оценки текущей дисперсии установленные для каждого из ТМП значения или нет».A new operation is also introduced: “during the flight tests of the controlled object, they monitor the correctness of the choice of the polling frequency and the bit depth of the representation of the telemetry values in the on-board information and telemetry system (BITS) in real time based on the reliability indicators of the a priori choice of the TMP polling frequencies, which are made on the basis of determining the current level of correspondence between controlled physical processes and primary bodies formed as a result of their discretization in time metric signals displaying the telemetry parameter (TMP), in the form of an estimate of the variance of random noise present in the telemetry, for each of the controlled TMP, according to the monitoring results, they decide either to increase the frequency of its polling, or to lower it to previously accepted frequencies (time intervals poll) depending on whether the determined estimates of the current variance exceed the values established for each of the TMP or not. ”
Основу предлагаемого мониторинга составляет математическая модель контролируемого ТМП, в общем случае нестационарного, которая описывается разностным стохастическим уравнением следующего вида:The basis of the proposed monitoring is a mathematical model of controlled TMP, in the general case of non-stationary, which is described by a difference stochastic equation of the following form:
где , - переходные матрицы состояний вектора и формирующего шума , - номер (индекс) временного отсчета.Where , - transition state vector matrices and shaping noise , - number (index) of the time reference.
При этом вектор на момент времени, обозначенный номером (индексом) , представлен следующими компонентами: In this case, the vector at the time indicated by the number (index) represented by the following components:
где - оценка среднего значения контролируемого параметра; - скорость изменения оценки среднего, представляющая собой производную по времени.Where - assessment of the average value of the controlled parameter; - the rate of change of the average estimate, which is a derivative by time.
Кроме того, сопровождающие формы переходных матриц и имеют вид:In addition, the accompanying forms of transition matrices and have the form:
где - есть интервал между двумя последовательными временными отсчетами измерений значений контролируемого параметра.Where - there is an interval between two consecutive time samples of measurements of the values of the controlled parameter.
Алгоритм идентификации дисперсии случайной помехи в результатах измерений определяют как последовательное выполнение следующих расчетных операций:The algorithm for identifying the dispersion of random noise in the measurement results is defined as the sequential execution of the following calculation operations:
1) осуществляют прогнозирование значения контролируемого параметра и дисперсий погрешностей оценок:1) carry out prediction of the value of the controlled parameter and variances of estimation errors:
2) находят отклонения прогнозируемой оценки от измеренного значения и оценки максимальной дисперсии случайных отклонений2) find deviations predicted estimate of measured value and maximum variance estimate random deviations
где - минимальная дисперсия формирующего шума, , - весовые коэффициенты рекурсивного фильтра скользящего среднего;Where - minimum dispersion of the forming noise, , - weighting factors of the recursive moving average filter;
3) производят расчет текущей оценки медленно меняющегося систематического смещения и его дисперсии :3) calculate the current estimate of the slowly changing systematic bias and its dispersion :
где , - весовые коэффициенты рекурсивного фильтра скользящего среднего;Where , - weighting factors of the recursive moving average filter;
4) определяют текущую оценку дисперсии формирующего шума :4) determine the current estimate of the variance of the forming noise :
5) осуществляют прогнозирование уточненной дисперсий погрешностей оценок:5) carry out forecasting of the adjusted variances of estimation errors:
6) вычисляют коэффициенты усиления:6) calculate the gains:
7) производят расчет текущих оценок контролируемого параметра:7) calculate the current estimates of the controlled parameter:
8) выполняют расчет оценки дисперсии случайной помехи, присутствующей в результатах измерений из-за неточного выбора частоты опроса контролируемого параметра:8) calculate the estimation of the variance of the random noise present in the measurement results due to inaccurate choice of the sampling frequency of the monitored parameter:
где , - весовые коэффициенты рекурсивного фильтра скользящего среднего.Where , are the weights of the recursive moving average filter.
В целом технический результат достигается за счет того, что на передающей стороне с помощью датчиков формируют множество телеметрируемых параметров (ТМП), изменение которых с течением времени с допустимыми погрешностями, устанавливаемыми как для отдельных ТМП, так и для заранее сформированных их групп, совпадает с соответствующими контролируемыми физическими процессами, формируют по каждому из них первичные телеметрические сигналы с заранее рассчитанными динамическими диапазонами, которые находят путем аналого-цифрового преобразования сформированных первичных сигналов, выполняемого с рассчитанным периодом дискретизации и c заданным шагом квантования, кодовые слова-измерения определенной разрядности объединяют в телеметрические кадры, начало которых задано синхросигналами, имеющими структуру представления кода, отличающуюся от аналогичных показателей слов-измерений, и определяющими начало и установленный порядок следования данных телеизмерений различных датчиков, осуществляют передачу следующих друг за другом телеметрических кадров по каналу связи на приемную сторону и прием на приемной стороне полученной последовательности телеметрических кадров и содержащихся в них синхрослов и кодовых слов-измерений, производят формирование на приемной стороне восстановленной последовательности выборок первичного сигнала путем такого преобразования принятых синхросигналов и последовательности кодовых слов-измерений, что значение каждой восстановленной выборки первичного сигнала равно значению соответствующего принятого кодового слова. От прототипа [1] предлагаемый способ отличается тем, что на передающей стороне осуществляют мониторинг правильности выбора частоты опроса и разрядности представления значений телеизмерений в бортовой информационно-телеметрической системе в реальном масштабе времени на основе показателей достоверности априорного выбора частот опроса телеметрируемых параметров, который производят на основе определения текущего уровня соответствия между контролируемыми физическими процессами и формируемыми в результате дискретизации их по времени первичными телеметрическими сигналами, отображающими телеметрируемый параметр, в виде оценки дисперсии случайной помехи, присутствующей в телеизмерениях, для каждого из контролируемых телеметрируемых параметров, по результатам мониторинга принимают решение либо об увеличении частоты его опроса, либо о его понижении до ранее принятых частот (временных интервалов опроса) в зависимости от того, превышают ли определяемые оценки текущей дисперсии установленные для каждого из телеметрируемых параметров пороговые значения или нет, формируют три группы телеметрируемых параметров, при этом первые две из них, называемые информационно-значимыми, составлены из данных телеизмерений датчиков, функционирование которых не связано с отделяющимися элементами конструкции ракеты, а третью представляют данные, функционирование которых прекращается при отделении элементов конструкции ракеты вместе с установленными на них датчиками телеизмерений, в формируемых телеметрических кадрах в места, ранее занимаемые измерениями отделившихся датчиков, в заранее установленном при формировании телеметрического кадра порядке подставляют двоичные символы, принадлежащие информационно-значимым параметрам, в соответствии со следующим приоритетом: если в результате мониторинга повышена частота опроса ТМП, то подставленные символы слов представляют дополнительные значения этого же ТМП, которые появляются при увеличении частоты опроса, если же частота опроса ТМП осталась прежней, то вводят избыточные проверочные символы, превращающие простые коды измерений оставшихся информационно-значимых телеметрируемых параметров в помехоустойчивые, обладающие способностью обнаруживать и исправлять ошибки передачи данных, при этом количество проверочных символов равно числу символов слов-измерений, принадлежащих к третьей группе телеметрируемых параметров, которые были исключены из передачи при отделении телеметрируемых элементов конструкций ракеты, в результате чего длина телеметрических кадров остается постоянной, при приеме телеметрической информации определяют моменты изменения структуры представления синхросигналов и полярностей результатов их обработки, которые связаны с моментами времени изменения заранее рассчитанных режимов формирования и передачи данных, идентифицированные по данным принимаемой ТМИ моменты времени используют для выбора следующих алгоритмов: присоединения переданных данных в результате замещения «холостых» слов в качестве дополнительных значений ТМП, которые появились в результате повышения частоты его опроса; обнаружения ошибок передачи и их исправления, который соответствует действующему режиму формирования и передачи данных, установленному на борту ракеты, на приемной стороне формируют восстановленную последовательность выборок первичного сигнала путем такого преобразования принятой последовательности кодовых слов, что в условиях помех различного происхождения обеспечивается минимум следующих различий: между значениями как каждой восстановленной выборки первичного сигнала, так и принятого кодового слова, которое бы соответствовало бы переданному кодовому слову по минимуму кодового расстояния в условиях помех, вносимых при передаче по каналу связи; между контролируемым физическим процессом на выходе датчика и его образом, получаемым при приеме, который отличается от истинного, принимаемого в качестве эталона, из-за ошибок, обусловленных выбором частоты опроса контролируемого физического процесса и разрядной сетки представления данных телеизмерений.In General, the technical result is achieved due to the fact that on the transmitting side using sensors form a lot of telemetry parameters (TMP),which change over time with permissible errors established for both individual TMPs and their preformed groups, it coincides with the corresponding controlled physical processes; primary telemetric signals are generated for each of them with pre-calculated dynamic ranges that are found by analog-to-digital conversion of the generated primary signals, performed with a calculated sampling period and with a given quantization step, code words-measurements of a certain bit depth are combined into telemetric frames, the beginning of which is set by clock signals having a code representation structure that differs from similar indicators of measurement words, and determining the beginning and established sequence of telemetry data of various sensors, transmit telemetry frames successive over the communication channel to the receiving side and receiving received on the receiving side the sequence of telemetric frames and the sync words and code words-measurements contained in them, produce the recovery on the receiving side hydrochloric primary signal sample sequence taken through such conversion timing and sequence codewords measurements, that the value of each reconstructed primary signal sample is equal to the value corresponding to the received codeword. From the prototype [1] the proposed methodis differentthe fact that on the transmitting side they monitor the correctness of the choice of the polling frequency and the bitness of the representation of the telemetry values in the on-board information and telemetry system in real time based on the reliability indicators of the a priori choice of the polling frequencies of the telemetry parameters, which is made on the basis of determining the current level of correspondence between controlled physical processes and formed as a result of their discretization in time by primary telemetric signals, selected the telemetry parameter, in the form of an estimate of the dispersion of random interference present in the telemetry, for each of the telemetry parameters being monitored, according to the monitoring results, they decide either to increase the frequency of its polling or to lower it to previously accepted frequencies (polling time intervals), depending on whether the determined estimates of the current dispersion exceed the threshold values established for each of the telemetered parameters or not, three groups of telemetered parameters are formed, when volume, the first two of them, called information-significant, are composed of telemetry data of sensors whose functioning is not connected with detachable rocket structural elements, and the third one represents data whose functioning ceases when the rocket structural elements are separated together with the telemetry sensors installed on them, in telemetric frames to the places previously occupied by measurements of separated sensors, in a pre-set order for the formation of the telemetric frame t binary characters belonging to information-significant parameters, in accordance with the following priority: if the monitoring frequency of the TMP is increased as a result of monitoring, the substituted word characters represent additional values of the same TMP that appear when the polling frequency increases, if the TMP polling frequency remains the same then redundant check symbols are introduced, turning simple measurement codes of the remaining information-significant telemetry parameters into noise-resistant, capable of detecting remove and correct data transmission errors, while the number of test symbols is equal to the number of measurement word symbols belonging to the third group of telemetry parameters that were excluded from transmission during separation of the telemetry elements of rocket structures, as a result of which the length of telemetric frames remains constant when receiving telemetric information determines the moments of change in the structure of the representation of the clock signals and the polarities of the results of their processing, which are associated with the time moments of the change I pre-calculated modes of generating and transmitting data, identified according to the data received by the TMI, the time points are used to select the following algorithms: attach the transmitted data as a result of replacing the "idle" words as additional TMP values that appeared as a result of increasing the frequency of its polling; for detecting transmission errors and correcting them, which corresponds to the current mode of generating and transmitting data installed on board the rocket, a restored sequence of samples of the primary signal is formed on the receiving side by such a conversion of the received sequence of code words that under conditions of interference of various origins a minimum of the following differences is ensured: between the values of each reconstructed sample of the primary signal, as well as the received codeword, which would correspond the transmitted codeword to the minimum code distance in the conditions of interference introduced during transmission over the communication channel; between a controlled physical process at the output of the sensor and its image obtained during reception, which differs from the true one, taken as a reference, due to errors due to the choice of the sampling frequency of the controlled physical process and the bit grid for the representation of television measurements.
Дополнительная уточненная формулировка предлагаемого способа заключена в том, что на передающей стороне формируют кадры (циклы) передаваемой телеметрической информации, последовательность которых представляет групповой сигнал, при этом каждый из кадров содержит m двоичных символов, начало каждого из кадров определяет синхросигнал, состоящий из kn бит, за которым следуют v = m - kn информационных символов, при этом кадр поделен в соответствии с принятой разрядностью представления результатов телеизмерений на целое число кодовых слов, синхросигнал наделяют свойствами, позволяющими на приемной стороне отличить его от других сообщений и слов-измерений в условиях допустимых помех за требуемое время, на приемной стороне известный признак синхронизирующего слова идентифицируют на фоне помех, искажающих переданные символы кода, и используют для установления такого порядка следования информационных сообщений и слов-измерений, который был принят на передающей стороне. От известных технических решений предлагаемый способ отличается тем, что на передающей стороне синхронизирующий сигнал наделяют расширенным множеством отличительных признаков, для чего формируют его не из одной сложной псевдослучайной последовательности (ПСП), представляющей собой единую кодовую конструкцию (КК), а из нескольких составных кодовых конструкций (ККi), минимальное число которых равно трем (i = 1, 2, 3), на приемной стороне для выделения синхронизирующих слов цифровой групповой сигнал подвергают параллельной обработке, при этом в первом канале определяют символьную взаимно корреляционную функцию для последовательно поступающих символов цифрового группового сигнала по отношению к символам идентичной копии синхрослова, хранящейся в блоке памяти на приемной стороне, сравнивают значения полученной взаимно корреляционной функции с установленными пороговыми уровнями, по результатам сравнения на множестве принятых символов, больших или равных 3m символам двоичного кода, помечают местоположение кандидатов в синхросигналы, выделенные кодовые последовательности кандидатов в синхросигналы делят на составные части (ККi) и производят идентификацию каждой из них, при этом результат их идентификации определяют на основе первого признака - мажоритарного правила по большинству решений о соответствии составных частей ККi их копиям, хранящимся в блоке памяти приемной стороны, определяют интервалы времени их повторения на множестве символов, равных или превышающих 3m, их постоянство используют в качестве второго признака идентификации синхросигнала, полученные результаты идентификации составных частей используют для подтверждения факта идентификации синхросигнала в целом и повышения его помехозащищенности.An additional refined formulation of the proposed method consists in the fact that frames (cycles) of transmitted telemetric information are formed on the transmitting side, the sequence of which is a group signal, each frame contains m binary symbols, the beginning of each frame determines a clock signal consisting of kn bits , followed by v = m - kn information symbols, the frame is divided in accordance with the bit representation of telemetry results on integer code words, sync the signal is endowed with properties that allow it to be distinguished from other messages and measurement words on the receiving side under the conditions of permissible interference for the required time, on the receiving side, the known sign of the synchronizing word is identified against the background of noise distorting the transmitted code symbols and used to establish such a sequence of information messages and measurement words that was received on the transmitting side. The proposed method differs from the known technical solutions in that on the transmitting side, the synchronizing signal is endowed with an expanded set of distinctive features, for which it is formed not from one complex pseudorandom sequence (PSP), which is a single code structure (CC), but from several composite code structures (QC i ), the minimum number of which is three (i = 1, 2, 3), on the receiving side, in order to extract synchronization words, the digital group signal is subjected to parallel processing, while m in the first channel, a symbolic cross-correlation function is determined for successively incoming symbols of the digital group signal with respect to the symbols of an identical copy of the sync word stored in the memory block on the receiving side, the values of the obtained cross-correlation function are compared with the set threshold levels, according to the results of comparison on the set of received symbols greater than or equal to 3 m symbols of the binary code, mark the location of the candidates for clock signals, the allocated code sequences and candidates for clock signals are divided into components (CC i ) and each of them is identified, and the result of their identification is determined on the basis of the first sign - a majority rule for most decisions on the correspondence of the components of CC i to their copies stored in the memory of the receiving side determine repetition intervals on a plurality of symbols equal to or greater than 3 m, the constancy of their use as a second feature identification clock obtained identification results composite ca Tay is used to confirm the identification of the fact of the clock as a whole and improve its noise immunity.
Также предлагаемый способ отличается тем, что передаваемые в групповом сигнале синхрослова и его составные части используют не только по основному, но и по дополнительному назначению, для чего на передающей стороне символы двоичного кода синхрослов заменяют на инверсные (противоположные) при наступлении события, сообщение о котором необходимо передать приемной стороне в условиях ограничений или невозможности использования других способов передачи подобной информации, полученные при этом синхрослова, представленные в групповом сигнале в прямом и инверсном виде, объединяют в единый поток синхронизирующих сообщений и передают по каналу связи, на приемной стороне осуществляют поиск сигналов синхронизации, отображаемых не только как целая неделимая кодовая конструкция, но и в виде ее составных частей, представленных не только в прямом, но и в инверсном виде, выделяют моменты времени, связанные с инверсией бит синхрослов, и их идентифицируют как факт наступления ожидаемого (предвиденного) события, для чего используют параллельно работающие идентификаторы синхрослов и его составных частей, осуществляющие на фоне других принятых данных их распознание в прямом и инверсном виде, соответственно, после установления фактов инверсий, признаки выделения синхрослов и его составных частей различных полярностей объединяют в единую синхронизирующую последовательность, которую используют по основному назначению - для декоммутации телеметрируемых параметров. Also, the proposed method is characterized in that the synchroslov and its components transmitted in the group signal are used not only for the main, but also for an additional purpose, for which, on the transmitting side, the symbols of the binary sync words are replaced by inverse (opposite) when an event occurs, the message about which it is necessary to transmit to the receiving side under conditions of limitations or inability to use other methods of transmitting similar information, the resulting sync words presented in the group signal In direct and inverse form, they are combined into a single stream of synchronizing messages and transmitted via a communication channel, on the receiving side, they search for synchronization signals displayed not only as a whole indivisible code structure, but also in the form of its components, presented not only in direct, but also in the inverse form, the time moments associated with the inversion of the sync word bits are distinguished, and they are identified as the occurrence of the expected (foreseen) event, for which parallel identifiers of sync words and e about the components that carry out their recognition in direct and inverse form against the background of other received data, respectively, after the facts of inversions are established, the signs of identifying sync words and its components of different polarities are combined into a single synchronizing sequence, which is used for its main purpose - to decommute telemetry parameters .
Для расширения информационной составляющей синхросигналов дополнительные сообщения об изменении частоты опроса телеметрируемого параметра передают путем инвариантного по отношению к определяемой взаимно корреляционной функции сдвига символов в кодовой комбинации псевдослучайной последовательности, используемой при построении синхросигнала, как в целом, так и его отдельных составных частей, при этом определенную кодовую комбинацию, полученную в результате сдвига двоичных символов, отождествляют с номером телеметрируемого параметра, частота опроса которого изменена. To expand the information component of the clock signals, additional messages about the change in the polling frequency of the telemetered parameter are transmitted by a shift of characters that is invariant with respect to the determined cross-correlation function in the code combination of the pseudorandom sequence used in constructing the clock signal, as a whole, and its individual components, with a certain the code combination resulting from the shift of binary characters is identified with the number of the telemetered param tra, whose polling frequency is changed.
Технический эффект, заключающийся в обеспечении расширенной возможности приспособления (адаптации) БИТС к изменяющимся условиям летных испытаний РКТ, обеспечивают путем:The technical effect of providing enhanced capabilities for adaptation (adaptation) of BITS to the changing conditions of flight tests of the RCT is provided by:
- повышения (понижения) частоты опроса телеметрируемых параметров (ТМП);- increase (decrease) in the frequency of interrogation of telemetry parameters (TMP);
- изменения способа представления данных телеизмерений;- Changes in the way telemetry data is presented;
- увеличения (уменьшения) количества разрядов представления значений ТМП;- increase (decrease) in the number of bits of the representation of TMP values;
- изменения динамического диапазона представления значений кодовых слов X j.- changes in the dynamic range of representation of codeword values X j .
Динамический диапазон D цj = 2 2n значений кодовых слов X j, передаваемых по каналу связи в соответствии с традиционными способами цифровой передачи информации, совпадает с динамическим диапазоном D пj = 2 2n значений первичного сигнала. Количество информации на одну передаваемую по каналу связи в цифровом виде выборку первичного сигнала при этом составляет I пj = log 2 (D пj ) = 2n бит. Максимальное значение ε макс погрешности квантования передаваемых по каналу связи в цифровом виде выборок равно шагу квантования ε макс = d = U ш0 / 2 2n. При этом максимальное значение δ макс = ε макс / U ш0 = 1/2 2n относительной погрешности квантования при восстановлении на приемной стороне первичного сигнала обратно пропорционально динамическому диапазону D п = 2 2n значений первичного сигнала, который, в свою очередь, определяют числом разрядов (2n) представления слов-измерений.Dynamic rangeD j = 2 2n codeword valuesX jtransmitted over the communication channel in accordance with traditional methods of digital transmission of information coincides with the dynamic rangeD pj = 2 2n primary signal values. The amount of information per one digital signal sample transmitted over the communication channel in this case isI pj = log 2 (D pj ) = 2nbit. Maximum valueε Max quantization errors of digitally transmitted samples transmitted over the communication channel equal to the quantization stepε Max = d = U w0 / 2 2n. In this case, the maximum valueδ Max = ε Max / U w0 = 1/2 2n relative quantization error during restoration on the receiving side of the primary signal is inversely proportional to the dynamic rangeD P = 2 2n values of the primary signal, which, in turn, is determined by the number of bits (2n) representations of measurement words.
При использовании нетрадиционного представления данных телеизмерений образами-остатками ([4], группа патентов RU 2 434 301, 2 434 302, 2 434 303, 2 434 304, 2 444 066, 2 445 709, 2 447 492, 2 457 543), появляются дополнительные возможности для повышения частоты опроса ТМП в ходе летного эксперимента, обнаружения и исправления ошибок передачи ТМИ. Они связаны с более экономным использованием установленной разрядной сетки представления значений ТМП и предполагают возможность замены традиционно представленных слов-измерений их образами-остатками, представляющими собой независимые информационные элементы ТМИ меньшей разрядности.When using the non-traditional representation of telemetry data with residual images ([4], group of
Преобразования, реализованные в изобретениях [4], можно обобщенно представить какThe transformations implemented in the inventions [4] can be summarized as
Sп(t - kTo) ≡ bпi(t - kTo) (mod ШПИi), (16)SP(t - kTo) ≡ bpi(t - kTo) (mod ШPI), (16)
где bпi(t - kTo) представляют собой разности между соответствующим значением каждой выборки первичного сигнала Sп(t - kTo) и i-м пороговым уровнем ШПиi, который он превысил. where b pi (t - kT o ) are the differences between the corresponding value of each sample of the primary signal S p (t - kT o ) and the i-th threshold level W Pi , which he exceeded.
Если ввести следующие обозначения: Sп(t - kTo) = Х, bпi(t - kTo) = b i, а ШПиi = m i, то выражение (16) может быть записано как сравнение:If we introduce the following notation: S p (t - kT o ) = X , b pi (t - kT o ) = b i , and W Pii = m i , then expression (16) can be written as a comparison:
Х ≡ b i (mod m i ), (17) X ≡ b i (mod m i ), (17)
где b i - образ-остаток, полученный в результате операции сравнения Х по модулю m i (представляет собой значение остатка, полученного при делении числа Х на число m i , при этом символом «≡» обозначено понятие «тождественно равно»). Whereb i -image-residue obtained as a result of the comparison operationX modulom i (represents the value of the remainder obtained by dividing the numberX by the numberm i ,with the symbol "≡"Denotes the concept of" identically equal ").
В такой записи легко узнаются основополагающие понятия математической теории конечных полей ([5], Лидл Р., Нидеррайтер Г. Конечные поля. В 2-х томах. Пер с англ. - М.: Мир, 1988. - 882с.).In such a record, the fundamental concepts of the mathematical theory of finite fields are easily recognized ([5], Lidl R., Niederreiter G. Finite fields. In 2 volumes. Translated from English. - M.: Mir, 1988. - 882 pp.).
Далее в соответствии с математической теорией конечных полей ([5]) можно перейти, руководствуясь простейшей логикой синтеза новых технических решений, к системе сравнений по нескольким модулям сравнения, например m 1 = 2 n - 1, m 2 = 2 n , m 3 = 2 n + 1. Further, in accordance with the mathematical theory of finite fields ([5]), we can proceed, guided by the simplest logic of synthesis of new technical solutions, to a comparison system for several comparison modules, for examplem one = 2 n - 1, m 2 = 2 n , m 3 = 2 n + 1.
ТогдаThen
Х ≡ bX ≡ b 1 one (mod m(mod m 1one ),),
Х ≡ bX ≡ b 2 2 (mod m(mod m 22 ),),
Х ≡ b 3 (mod m 3 ). (18) X ≡ b 3 (mod m 3 ). (eighteen)
При таком представлении значения Х, известном еще под названием система остаточных классов (СОК), появляются требования к выбору пороговых уровней ШПиi = m i . Так из классической теории конечных полей [5] следует, что модули сравнений должны отождествляться со взаимно простыми числами (m 1 , m 2) = 1, (m 2 , m 3) = 1, (m 1 , m 3) = 1. Из записанных условий следует, что числа m 1 , m 2 , m 3 не должны иметь других общих делителей, кроме 1.With this representation of the value of X , also known as the system of residual classes (RNS), there are requirements for the choice of threshold levels W Pi = m i . So from the classical theory of finite fields [5] it follows that the modules of comparisons should be identified with coprime numbers ( m 1 , m 2 ) = 1, ( m 2 , m 3 ) = 1, ( m 1 , m 3 ) = 1. From the written conditions it follows that the numbers m 1 , m 2 , m 3 should not have other common factors, except 1.
Такой подход позволяет строго математически определить и основополагающие правила выбора множества различных пороговых уровней сравнения ШПиi.This approach allows one to strictly mathematically determine the fundamental rules for choosing the set of different threshold comparison levels W Pi .
Прикладным проблемам нетрадиционного представления данных образами-остатками посвящена монография ([6], Кукушкин С.С. «Конечные поля и информатика»: в 2 т. - т.1 «Методы и алгоритмы, классические и нетрадиционные, основанные на использовании конструктивной теоремы об остатках». - М.: МО РФ, 2003 - 284с.).The monograph ([6], S. Kukushkin, S. S. “Finite Fields and Informatics”, in 2 vols., Vol. 1, “Methods and algorithms, classical and non-traditional, based on the use of the constructive theorem on the remainder. ”- M .: MO RF, 2003 - 284 p.).
Появляется также возможность при выборе двух модулей сравнения, например m 1 = 2 n - 1 и m 3 = 2 n + 1, однозначно восстановить при приеме переданные исходные значения ТМП, используя алгоритм китайской теоремы об остатках [5, 6]. Для случая сравнения по двум модулям m 1 и m 2 , восстановленное значение Х получают при использовании следующей формулы [5, 6]:There is also an opportunity when choosing two comparison modules, for examplem one = 2 n - oneandm 3 = 2 n + 1,unambiguously restore upon reception the transmitted initial values of TMP using the algorithm of the Chinese remainder theorem [5, 6]. For the case of comparison for two modulesm oneand m 2 ,the restored value of X is obtained using the following formula [5, 6]:
Х = m 2 m / 2 b 1 + m 1 m / 1 b 2 (mod m 1 × m 2 ), (19) X = m 2 m / 2 b 1 + m 1 m / 1 b 2 (mod m 1 × m 2 ), (19)
где m / 1 и m / 2 - мультипликативно обратные элементы:where m / 1 and m / 2 are multiplicatively inverse elements:
(m 1 m / 1 ≡1(mod m 2 )) и (m 2 m / 2 ≡1(mod m 1 )). (m 1 m / 1 ≡1 (mod m 2 )) and (m 2 m / 2 ≡1 (mod m 1 )).
Если рассматривать байтовую структуру слов, имеющую шкалу измерения (представления) значений ТМП Ш = 0 - 255, то в соответствии с предлагаемым преобразованием необходимо найти такие два числа с минимальной разницей между собой, на которые исходное число 255 делилось бы без остатка. Для приведенного примера это модули 15 и 17 (15 × 17 = 255). Не сложно заметить, что в структуре данного разложения присутствует следующее известное алгебраическое тождество:If we consider the byte structure of words that has a scale for measuring (presenting) TMP values Ш = 0 - 255, then in accordance with the proposed conversion, it is necessary to find two numbers with a minimum difference between them into which the original number 255 would be divisible without a remainder. For the given example, these are
2 2n - 1 = (2 n - 1)(2 n + 1). (20) 2 2n - 1 = (2 n - 1) (2 n + 1). (twenty)
В свою очередь, алгебраическое представление числа (2 n - 1) можно, в свою очередь, разложить на следующие сомножители: In turn, the algebraic representation of the number (2 n - 1) can, in turn, be decomposed into the following factors:
2 n - 1 = (2 n/2 - 1)(2 n/2 + 1). (21/) 2 n - 1 = (2 n / 2 - 1) (2 n / 2 + 1). (21 / )
При больших значениях n, определяющих разрядность кодовых комбинаций Sп(t - nTo), этот процесс может быть продолжен до получения минимального модуля сравнения, равного (2 1 + 1) = 3: m 1j = 3.For large values of n , which determine the bit depth of code combinations S p (t - nT o ), this process can be continued until a minimum comparison modulus equal to ( 2 1 + 1 ) = 3: m 1j = 3.
Для восстановления в соответствии с алгоритмом китайской теоремы об остатках (20) необходимо найти мультипликативно обратные элементы для модулей сравнения m 1 = 15 и m 2 = 17: To restore, in accordance with the algorithm of the Chinese remainder theorem (20), it is necessary to find the multiplicatively inverse elements for the comparison modules m 1 = 15 and m 2 = 17:
17 ×8 = 136 ≡1(mod 15); 15 ×8 = 120 ≡1(mod 17). Следовательно, m / 1 =8 и m / 2 =8. 17 × 8 = 136 ≡1 (mod 15); 15 × 8 = 120 ≡1 (
Для случая байтовых слов-измерений и выбранных оптимальных модулей сравнения m 1 = 15 и m 2 = 17 при значениях принятых образов-остатков b 1 = 11 и b 2 = 14 соответствующий алгоритм китайской теоремы об остатках имеет вид:For the case of byte measurement words and the selected optimal comparison modules m 1 = 15 and m 2 = 17 for the values of the accepted residual images b 1 = 11 and b 2 = 14, the corresponding algorithm of the Chinese remainder theorem has the form:
х = 136 bx = 136 b
1one
+ 120 b + 120 b
22
(mod 15 × 17 = 255) = 136 × 11 + 120 × 14 = 1496 + 1680 = 3176 ≡ 116 (mod 255). (
Еще проще в вычислительном отношении алгоритм восстановления может быть реализован при использовании конструктивной теоремы об остатках (фиг. 1, фиг. 2). При этом реализация высокоэффективного дополнительного алгоритма обнаружения и исправления ошибок появляется при использовании нескольких модулей сравнения, например m 1 = 15 и m 2 = 17. Его высокая корректирующая способность, позволяющая исправить от 30 до 90% ошибок передачи, основана на свойстве равноостаточности групп значений, принадлежащих выделенным графическим фрагментам (фиг. 3). Even more computationally simple, the recovery algorithm can be implemented using the constructive remainder theorem (Fig. 1, Fig. 2). At the same time, the implementation of a highly effective additional algorithm for detecting and correcting errors appears when several comparison modules are used, for example, m 1 = 15 and m 2 = 17. Its high corrective ability, which makes it possible to correct 30 to 90% of transmission errors, is based on the property of equal groups of values, belonging to the selected graphic fragments (Fig. 3).
Полученный при этом эффект синтаксического сжатия данных ТМП может быть использован и для решения многих других проблем телеизмерений. В их числе - повышение точности телеизмерений за счет уменьшения погрешности квантования значений ТМП при цифровом их представлении без увеличения разрядности представления сообщений о значениях контролируемого ТМП. Например, при применении предлагаемого способа в бортовой радиотелеметрической системе (БРТС) вместо восьмиразрядного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) может быть использован 16-разрядный АЦП. При этом в канал связи будут передаваться в соответствии с предлагаемым способом сжатия данные только восьми младших разрядов формируемых 16-разрядных слов-измерений. Например, вместо исходного значения слова-измерения x i = <01110101.01111001> 2 = <30073> 10 в канал связи будет передан его остаток, полученный по модулю m 2 = 2 8 = 256 и равный b 2i = <01111001> 2 = <121> 10 . The resulting effect of the syntactic compression of TMP data can be used to solve many other problems of telemetry. Among them is an increase in the accuracy of television measurements by reducing the quantization error of the TMP values when digitally presented without increasing the bit depth of the presentation of messages about the values of the controlled TMP. For example, when applying the proposed method in an on-board radio telemetry system (BRTS) instead of an eight-bit analog-to-digital converter (ADC), a 16-bit ADC can be used. In this case, in accordance with the proposed compression method, the data of only the eight least significant bits of the generated 16-bit measurement words will be transmitted to the communication channel. For example, instead of the original value of the dimension wordx i = <01110101. 01111001 > 2 = <30073> 10 the remainder obtained modulo will be transferred to the communication channelm 2 =2 8= 256 and equalb 2i =< 01111001 > 2 = <121> 10 .
Такой случай передачи значений ТМП представлен в виде графической иллюстрации, приведенной на фиг. 4. При этом разрядность передаваемых данных осталась такой же, как и при традиционном способе представления значений ТМП, но с использованием не 16-разрядного, а 8-разрядного АЦП.Such a case of transmitting TMP values is presented in the form of a graphic illustration shown in FIG. 4. At the same time, the bitness of the transmitted data remained the same as with the traditional way of representing the TMP values, but using not a 16-bit, but an 8-bit ADC.
Алгоритм восстановления при приеме сжатого представления ТМП, иллюстрация которого приведена на фиг. 5, заключается в следующем.The recovery algorithm for receiving a compressed representation of TMP, an illustration of which is shown in FIG. 5 is as follows.
1. Первая операция восстановления данных ТМП связана с выделением графических фрагментов образов-остатков между соседними разрывами, обозначенными на фиг. 5 зеленым цветом. Процедура идентификации разрывов графических фрагментов представления ТМП образами-остатками реализуется на основе операции численного дифференцирования: ∆b i /∆t →max, где ∆b i = b i+1 - b i - наибольшая разность между соседними значениями образов-остатков ТМП, равная модулю сравнения m i, а ∆t = (kTo - (k-1)To ) - минимальный интервал опроса значений ТМП Sп(t - kTo), определяемый в соответствии с теоремой В.А.Котельникова. В предлагаемом способе границы фрагментов ТМП, заключенных между разрывами, идентифицируют по максимальным значениям разности ∆b i = b i+1 - b i →max. 1. The first TMP data recovery operation is associated with the allocation of graphic fragments of residual images between adjacent gaps indicated in FIG. 5 in green. The procedure for identifying breaks in the graphic fragments of the representation of TMP by residual images is carried out on the basis of the operation of numerical differentiation: ∆b i / ∆t → max, where ∆b i = b i + 1 - b i is the largest difference between adjacent values of TMP residual images, equal to the comparison module m i , and ∆t = (kT o - (k-1) T o ) is the minimum interval of polling TMP values S p (t - kT o ), determined in accordance with the theorem of V.A. Kotelnikov. In the proposed method, the boundaries of TMP fragments enclosed between gaps are identified by the maximum difference values Δb i = b i + 1 - b i → max.
2. Вторая операция преобразований, осуществляемых с целью получения исходного ТМП, основана на свойстве непрерывности контролируемых телеметрических процессов. Ее суть состоит в том, что заключенный между разрывами графический фрагмент представления ТМП образами-остатками, перемещают вверх или вниз, как это показано на фиг. 5, для образования ТМП в виде непрерывной функции времени х(t), обозначенной красным цветом. При этом производные в точках, относящихся к концу предыдущего фрагмента ((∆b i /∆t)к.пр.) и началу следующего ((∆b i /∆t)н. сл.), равны: 2. The second operation of transformations carried out with the aim of obtaining the initial TMP is based on the property of continuity of controlled telemetric processes. Its essence lies in the fact that the graphic fragment of the representation of TMP enclosed between the gaps by the remnant images is moved up or down, as shown in FIG. 5, for the formation of TMP in the form of a continuous function of time x (t), indicated in red. Thus the derivatives at the points relating to the end of the previous fragment ((Δb i / Δt) k.pr.) and the beginning of the next (.. (Δb i / Δt ) n cl) are equal to:
(∆b i /∆t)к.пр. = (∆b i /∆t)н. сл.. (22) (Δb i / Δt) k.pr. = ( ∆b i / ∆t ) n. next . (22)
Правило перемещения переданных фрагментов ТМП вверх или вниз определяют на основе знака результата численного дифференцирования: если (∆b i /∆t)к.пр. > 0, то следующий графический фрагмент переданных значений, образованный результатами сравнения на основе модулей m i = ШПиi, где ШПиi - выбранные (заданные) пороговые уровни, то выделенный графический фрагмент необходимо переместить вверх, если же ∆b i /∆t)к.пр. < 0, то, наоборот, его перемещают вниз. The rule for moving the transmitted TMP fragments up or down is determined based on the sign of the result of numerical differentiation: if (∆b i / ∆t)candidate> 0, then the next graphic fragment of the transferred values formed by the results of comparison based on modulesm i = WPi, where wPi - selected (set) threshold levels, then the selected graphic fragment must be moved up, if∆b i / ∆t)candidate<0, then, on the contrary, it is moved down.
В результате описанной операции соединения графических фрагментов представления ТМП образами-остатками будут восстановлены (применительно к рассмотренному примеру) недостающие по отношению к исходному представлению 8 старших разрядов в каждом из переданных образов-остатков (фиг. 4 и 5).As a result of the described operation, the connection of the graphic fragments of the representation of TMP by residual images will be restored (in relation to the considered example) missing in relation to the initial representation of the 8 senior bits in each of the transmitted residual images (Figs. 4 and 5).
В результате вместо стандартной погрешности квантования ТМП, равной δкв. ст= = 0,39% при 8-разрядном АЦП, в восстановленном параметре она будет уменьшена в 256 раз. Такое уменьшение было связано с тем, что квантование на самом деле было выполнено 16-разрядным АЦП, в результате чего фактическая погрешность квантования равна: δкв. ост.= = 1,5 × 10-3%. Но при этом объем передаваемых данных был уменьшен в два раза по отношению к случаю традиционной передачи значений ТМП.As a result, instead of the standard error of quantization of TMP equal to δ sq. st = = 0.39% with an 8-bit ADC, in the restored parameter it will be reduced by 256 times. This decrease was due to the fact that the quantization was actually performed by a 16-bit ADC, as a result of which the actual quantization error is equal to: δ sq. rest = = 1.5 × 10 -3 %. But at the same time, the amount of transmitted data was halved in relation to the case of traditional transmission of TMP values.
Подобные нетрадиционные представления данных образами-остатками обеспечивают возможность одновременного разрешения нескольких проблем современной телеметрии:Such non-traditional representations of data by residual images provide the possibility of simultaneously solving several problems of modern telemetry:
- уменьшения объемов передаваемой информации за счет использования ее свойств (неравномерности потоков ТМИ во времени, высокой корреляционной взаимосвязи между соседними значениями телеизмерений, что является следствием применения теоремы В.А.Котельникова о частоте дискретизации контролируемого физического процесса);- reducing the volume of transmitted information through the use of its properties (uneven flows of HMI in time, high correlation between adjacent values of telemetry, which is a consequence of the application of the theorem of V.A. Kotelnikov on the sampling frequency of a controlled physical process);
- уменьшения ошибок квантования при неизменной разрядности представления сообщений о результатах телеизмерений;- reduction of quantization errors with constant bitness of the presentation of messages on the results of television measurements;
- исключение эффектов, вызванных ошибками при выборе шкал телеизмерений и получивших название «зашкаливание значений ТМП»;- the exclusion of effects caused by errors in the selection of telemetry scales and called “roll-over of TMP values”;
- уменьшение объемов несодержательной информации и повышения на этой основе информационной нагрузки каждого из телеметрических кадров;- reducing the volume of non-meaningful information and increasing on this basis the information load of each of the telemetry personnel;
- повышение помехоустойчивости передаваемой ТМИ при нетрадиционном формировании новых сообщений о результатах телеизмерений из образов-остатков без увеличения разрядности исходных слов-измерений.- increasing the noise immunity of transmitted TMI in the unconventional formation of new messages about the results of telemetry from residual images without increasing the bit depth of the original measurement words.
Обобщенный технический эффект заключается в том, что предлагаемый способ ориентирован на привлечение новых резервов для построения адаптивных систем телеизмерений, предусматривающих, в том числе, и возможность повышения частот опроса информационно-значимых ТМП на временных интервалах, определяемых бортовым блоком мониторинга.The generalized technical effect consists in the fact that the proposed method is focused on attracting new reserves for constructing adaptive television measurement systems, which include, among other things, the possibility of increasing the polling frequencies of information-significant TMP at time intervals determined by the on-board monitoring unit.
Предлагаемый способ передачи телеметрической информации позволяет полезно использовать такое объективное свойство передаваемых данных телеизмерений, как увеличение количества передаваемых «холостых» символов и слов, появляющееся при использовании известных способов передачи ТМИ в результате отделения телеметрируемых элементов конструкции ракеты. Введение «холостых» слов сопровождается уменьшением возможности, которая могла бы быть использована для передачи содержательной информации. В результате этого бесполезно расходуются ресурсы бортовой системы телеизмерений, значительно уменьшается энергетика бит и повышается вероятность их искажений. The proposed method for transmitting telemetric information makes it possible to use such an objective property of the transmitted telemetry data as an increase in the number of transmitted “idle” characters and words that appears when using known methods of transmitting TMI as a result of the separation of telemetered rocket design elements. The introduction of “idle” words is accompanied by a decrease in the possibility that could be used to transmit meaningful information. As a result of this, the resources of the on-board telemetry system are uselessly consumed, the bit energy is significantly reduced, and the likelihood of distortion increases.
Кроме того, в предлагаемом способе предлагается использовать и другие резервы для повышения информационной насыщенности каждого из передаваемых телеметрических кадров, включая и нетрадиционное представление данных телеизмерений их образами-остатками (фиг. 6, фиг. 7).In addition, in the proposed method, it is proposed to use other reserves to increase the information saturation of each of the transmitted telemetry frames, including the unconventional presentation of telemetry data by their residual images (Fig. 6, Fig. 7).
При использовании предлагаемого способа места «холостых» символов и слов замещают образами-остатками информационно-значимых ТМП, в результате чего ошибки передаваемых данных можно обнаруживать и исправлять. При этом повышают эквивалентную энергетику бит и уменьшают вероятность их искажений.When using the proposed method, the places of “idle” characters and words are replaced with images-residues of information-significant TMP, as a result of which errors in the transmitted data can be detected and corrected. At the same time, the equivalent bit energies are increased and the likelihood of distortion is reduced.
Также для обеспечения возможности передачи ТМИ при повышении частоты опроса ТМП может быть использован переход к М-позиционным кодам, в том числе к замещающему логическому троичному коду и модуляционным кодам, составляющим основу патентов RU №2475861([7]) и №2480840 ([8]).Also, to ensure the possibility of transmitting TMI with an increase in the frequency of polling TMP, a transition to M-position codes can be used, including a replacement logical ternary code and modulation codes that form the basis of patents RU No. 2475861 ([7]) and No. 2480840 ([8 ]).
Их использование позволяет повысить скорость передачи информации с одновременным обеспечением ее помехозащищенности.Their use allows to increase the speed of information transfer while ensuring its noise immunity.
На фиг. 8 представлена структурная схема системы дискретной передачи телеметрической информации, реализующей предлагаемый способ на передающей стороне. На фиг. 9 приведена структурная схема системы приема информации.In FIG. 8 is a structural diagram of a discrete telemetry information transmission system that implements the proposed method on the transmitting side. In FIG. 9 is a structural diagram of an information reception system.
Система передачи информации, адаптированная к различным ситуациям, появляющимся при проведении испытаний ракетно-космической техники, на передающей стороне содержит блоки 11, 12,…, 1N формирования (информационно-значимых) телеметрируемых параметров, к достоверности передачи которых предъявляются наиболее высокие требования, и блоки 31i, 32i,…, 3Mi формирования дополнительных телеметрируемых параметров, относящихся к i = 1, 2,…, K отделяемым телеметрируемым элементам ракеты, соответственно, N выходов блоков 11, 12,…, 1N формирования основных телеметрируемых параметров подключены к соответствующим входам коммутатора 3 непосредственно, а Mi выходов блоков 31i, 32i,…, 3Mi формирования дополнительных телеметрируемых параметров подключены к соответствующим Mi входам коммутатора 9 через блок 4 переключения режима формирования данных телеизмерений, N дополнительных входов которого соединены с соответствующими выходами блока 5 формирования проверочных символов, N входов которого объединены с соответствующими выходами блоков 11, 12,…, 1N формирования основных телеметрируемых параметров, а управляющий (N+1) вход - объединен с управляющим входом блока 4 переключения режима формирования данных телеизмерений и подключен к первому выходу первого блока 6 управления, имеющему управляющий вход 18 задания режимов переключений, второй выход которого подключен через блок 7 формирования синхросигналов подключен к дополнительному входу коммутатора 9, выход которого через передатчик 10 и канал связи 11 подключен ко входу приемной стороны (фиг. 9), состоящей из приемника 12, выход которого соединен со входом декоммутатора 13 каналов передачи, имеющего управляющий вход 33, первые N выходов которого соединены через первый декодер 161 с соответствующими входами блока 17 обнаружения и исправления ошибок, вторые Mi входов которого соединены через второй декодер 162 с соответствующими выходами декоммутатора 13 каналов передачи, дополнительный выход которого соединен через блок 14 идентификации частоты опроса ТМП и режимов переключений, а также второй управляющий блок 15 с управляющим входом блока 17 обнаружения и исправления ошибок, третий вход второго блока 15 управления является входом 45 задания режимов переключений, второй выход 43 блока 14 идентификации частоты опроса ТМП и режимов переключений соединен с объединенными управляющими входами первого 161 и второго 162 декодера, Mi выходов последнего и N выходов блока 17 обнаружения и исправления ошибок являются выходами системы, отличающаяся тем, что на передающей стороне введены блок 7 формирования синхросигналов, состоящий из последовательно соединенных подблока 71 задания типа синхронизирующего слова и его инвертирования, вход 22 которого является управляющим входом блока 7, и регистра 72 перестановки составных кодовых конструкций (ККi, i = 3) и сдвига символов центральной кодовой конструкции КК2, выход которого является выходом блока 7, датчики 21, 22,…, 2S формирования динамично изменяющихся (информационно-значимых) телеметрируемых параметров, частота опроса которых должна изменяться в ходе летных испытаний РКТ, выходы которых подключены к соответствующим входам коммутатора 9 и блок 8 мониторинга, первая группа из S выходов которого соединена с управляющими входами 281, 282,…, 28S соответствующих S датчиков 21, 22,…, 2S формирования динамично изменяющихся (информационно-значимых) телеметрируемых параметров, частота опроса которых должна изменяться в ходе летных испытаний РКТ, а вторая группа из S выходов которого подключена к соответствующей группе из S входов 291, 292,…, 29S регистра 72 перестановки составных кодовых конструкций, а на приемной стороне введен блок 18 выделения дополнительных значений опроса ТМП второй группы датчиков 21, 22,…, 2S, управляющий вход 44 которого подключен к третьему выходу блока 14 идентификации частоты опроса ТМП и режимов переключений, четвертый выход которого 46 соединен со вторым входом второго управляющего блока 15, второй выход 49 которого подключен к управляющему входу блока 19 формирования значений ТМП с повышенной частотой опроса, группа из S входов которого соединена с соответствующими выходами блока 18 выделения дополнительных значений опроса ТМП, при этом его S выходы относятся к соответствующей группе выходов 511, 512,…, 51S приемной стороны.Information transfer system, adapted to various situations that arise during testing of rocket and space technology, on the transmitting side contains blocks 1one, one2,…, oneN formation of (information-significant) telemetry parameters, the highest requirements are imposed on the reliability of their transmission, and blocks 31i, 32i, ..., 3Mi the formation of additional telemetry parameters related to i = 1, 2, ..., K detachable telemetry elements of the rocket, respectively, N outputs of blocks 1one, one2,…, oneN the formation of the main telemetry parameters are connected directly to the corresponding inputs of the switch 3, and Mi block outputs 31i, 32i, ..., 3Mi the formation of additional telemetry parameters are connected to the corresponding Mi the inputs of the switch 9 through the block 4 switch the mode of generating data of television measurements, N additional inputs of which are connected to the corresponding outputs of the block 5 of the formation of test characters, N inputs of which are combined with the corresponding outputs of blocks 1one, one2,…, oneN the formation of the main telemetry parameters, and the control (N + 1) input is combined with the control input of the block for switching the telemetry data generation mode 4 and is connected to the first output of the first control unit 6 having a control input 18 for setting switching modes, the second output of which is connected through block 7 the generation of clock signals is connected to an additional input of the switch 9, the output of which is transmitted through the transmitter 10 and the communication channel 11 to the input of the receiving side (Fig. 9), consisting of a receiver 12, the output of which is dekommutatora of the connections to the input 13 of transmission channels having a control input 33, the first N outputs of which are connected via a first decoder 16one with the corresponding inputs of the block 17 detection and correction of errors, the second Mithe inputs of which are connected through the second decoder 162 with the corresponding outputs of the de-commutator 13 of the transmission channels, the additional output of which is connected through the identification unit 14 for identifying the TMP polling frequency and switching modes, as well as the second control unit 15 with the control input of the error detection and correction unit 17, the third input of the second control unit 15 is the mode setting input 45 switching, the second output 43 of the block 14 identification of the frequency of the survey TMP and switching modes is connected to the combined control inputs of the first 16one and second 162 decoder, Mi the outputs of the last and N outputs of the unit 17 for detecting and correcting errors are system outputs,differentin that, on the transmitting side, a clock generating unit 7 is introduced, consisting of sub-blocks 7 connected in seriesone setting the type of synchronizing word and its inversion, input 22 of which is the control input of block 7, and register 72 permutations of composite code structures (QCi, i = 3) and character shift of the central code structure KK2, the output of which is the output of block 7, sensors 2one, 22, ..., 2S the formation of dynamically changing (information-significant) telemetry parameters, the polling frequency of which should change during flight tests of the RCT, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of switch 9 and monitoring unit 8, the first group of S outputs of which are connected to control inputs 28one, 282, ..., 28Scorresponding S sensors 2one, 22, ..., 2S the formation of dynamically changing (information-significant) telemetry parameters, the polling frequency of which should change during flight tests of the RCT, and the second group of S outputs of which is connected to the corresponding group of S inputs 29one, 292, ..., 29Sregister 72 permutation of composite code structures, and on the receiving side, a block 18 for allocating additional values of the TMP survey of the second group of sensors 2 is introducedone, 22, ..., 2Sthe control input 44 of which is connected to the third output of the TMP polling frequency identification unit 14 and switching modes, the fourth output of which 46 is connected to the second input of the second control unit 15, the second output 49 of which is connected to the control input of the TMP value generation unit 19 with an increased polling frequency, a group of S inputs which is connected to the corresponding outputs of the block 18 allocation of additional values of the survey TMP, while its S outputs relate to the corresponding group of outputs 51one, 512, ..., 51Sthe receiving side.
Для реализации способа все множество телеметрируемых параметров разбивают на три группы: основную, содержащую N телеметрируемых параметров (ТМП) с требуемыми высокими показателями достоверности передачи и S динамично изменяющихся (информационно-значимых) ТМП, частота опроса которых должна изменяться в ходе летных испытаний РКТ, а также дополнительную группу, состоящую из 31i, 32i,…, 3Mi дополнительных телеметрируемых параметров, относящихся к i = 1, 2,…, К отделяемым телеметрируемым элементам ракеты. В первую и вторую группы входят параметры, которые подлежат контролю в течение всего времени полета ракеты. Третья группа ТМП принадлежит датчикам, установленным на конструкциях ракеты, которые отделяются в процессе ее полета (ступенях, боковых двигателях, обтекателях). Их данные представляют интерес до момента их отделений от системы телеизмерений вместе с отделившимися элементами ракеты. To implement the method, the whole set of telemetry parameters is divided into three groups: the main one, containing N telemetry parameters (TMP) with the required high transmission reliability and S dynamically changing (information-significant) TMP, the polling frequency of which should change during flight tests of the RCT, and also an additional group of 31i, 32i, ..., 3Mi additional telemetry parameters related to i = 1, 2, ..., K detachable telemetry elements of the rocket. The first and second groups include parameters that are subject to control during the entire flight of the rocket. The third group of TMPs belongs to sensors mounted on rocket structures that separate during its flight (steps, side engines, fairings). Their data are of interest until they are separated from the telemetry system along with the separated rocket elements.
В начальный этап полета ракеты во время работы двигателя первой ступени объем передаваемой ТМИ наибольший. Вся система телеизмерений ориентирована на обеспечение его передачи: задается требуемая структура формирования слов-измерений и телеметрических кадров. На этом временном интервале загрузка телеметрических кадров содержательной информацией высокая. Для увеличения скорости передачи может также использоваться многопозиционная система кодирования передаваемых данных. Требуемые показатели помехоустойчивости обеспечиваются за счет того, что расстояния между ракетой и телеметрическими станциями, которые принимают ТМИ, небольшие, поэтому энергетика бит превышает уровень, при котором качество приема соответствует требуемым значениям. At the initial stage of rocket flight during the operation of the first-stage engine, the volume of transmitted TMI is greatest. The entire system of television measurements is focused on ensuring its transmission: the required structure for the formation of word-measurements and telemetric frames is set. At this time interval, the loading of telemetric frames with meaningful information is high. To increase the transmission speed, a multi-position encoding system of transmitted data can also be used. The required noise immunity indicators are provided due to the fact that the distances between the missile and the telemetry stations that receive TMI are small, therefore the bit energy exceeds the level at which the reception quality corresponds to the required values.
После отделения первой ступени (i = 1) и исключения из передачи дополнительных телеметрируемых параметров, условно обозначаемых как 311, 321,…, 3M1, формируемые телеметрические кадры для обеспечения надежности и простоты их приема должны остаться неизменными по количеству содержащихся в них символов кода. Для этого при существующей практике места в телеметрических кадрах, которые ранее занимали данные телеизмерений датчиков отделившихся элементов конструкции, заполнялись «холостыми» символами, например символами «0» двоичного кода. Такие кодовые конструкции, состоящие из «холостых» символов «0», также называются «холостыми», поскольку не являются переносчиками содержательной информации. After separation of the first stage (i = 1) and exclusion from transmission of additional telemetry parameters, conventionally referred to as 3 11 , 3 21 , ..., 3 M1 , the formed telemetric frames must remain unchanged in terms of the number of characters contained in them to ensure the reliability and simplicity of their reception code. To do this, under existing practice, the places in telemetric frames that previously occupied the telemetry data of sensors of separated structural elements were filled with “blank” characters, for example, “0” characters of a binary code. Such code structures, consisting of “idle” characters “0”, are also called “idle”, because they are not carriers of meaningful information.
При использовании предлагаемого способа «холостые» слова заменяются информационными символами, которые по отношению к оставшимся телеметрируемым параметрам ракеты являются в соответствии с установленным приоритетом, либо результатами повышения их частоты опроса на временных интервалах, задаваемых блоком 8 мониторинга, либо избыточными (проверочными), позволяющими обнаруживать и исправлять ошибки передачи ТМИ. При этом в качестве избыточных (проверочных) символов предлагается использовать образы-остатки ТМП, обозначаемые 11, 12,…, 1N, полученные с использованием дополнительных, отличающихся друг от друга модулей сравнения, например m1 = 2n -1 и m3 = 2n +1. Результаты дополнительного опроса ТМП, принадлежащих ко второй группе датчиков 21, 22,…, 2S , представляются либо в виде сообщений, составленных из двух образов-остатков (фиг. 3) при наличии возможности их подстановки в формируемый i-й телеметрический кадр, либо в сжатом виде при представлении младшим полусловом исходного слова-измерения (b2i (mod 2n)), когда возможности для подстановки ограничены. Такое заполнение свободных мест в кадре не требует введения дополнительных признаков использования одного или другого варианта подстановки, так как при приеме они имеют существенное различие по кодовому расстоянию (фиг. 3 и фиг. 4, 5).When using the proposed method, “idle” words are replaced by information symbols, which, in relation to the remaining telemetry parameters of the rocket, are in accordance with the established priority, or the results of increasing their interrogation frequency at time intervals specified by the
Помимо высоких показателей повышения помехоустойчивости при сравнении по модулям m1 = 2n -1 и m3 = 2n +1, в первом случае (фиг. 3), а также значительного коэффициента синтаксического сжатия данных без потерь, во втором случае (фиг. 4, 5), использование различных моделей сравнения упрощает процедуру идентификации текущего режима передачи ТМИ. Появляется дополнительный признак для идентификации, который задается блокам управления 6 и 15 в виде модулей сравнения. Они представляют собой данные, которые не передаются по каналам связи, а становятся известными пользователям в виде ключевых данных.In addition to high rates of increased noise immunity when comparing the modules m 1 = 2 n -1 and m 3 = 2 n +1, in the first case (Fig. 3), as well as a significant coefficient of syntactic data compression without loss, in the second case (Fig. 4, 5), the use of various comparison models simplifies the procedure for identifying the current transmission mode of TMI. An additional feature for identification appears, which is set to control
Система передачи информации (фиг. 8, фиг. 9), реализующая предлагаемый способ, функционирует следующим образом. Данные от источников информации (11, 12,…,1N) и (21, 22,…,2S), представляющие собой основную группу ТМП s 11 (t), s 21 (t), …, s N1 (t), s 21 (t), s 22 (t), …, s S2 (t), и множество ТМП (31i, 32i,…, 3Mi), относящихся к отделяемым элементам конструкции ракеты: s k1i (t), s k2i (t),…, s kMi (t), где знак i - определяет принадлежность множества ТМП к i-тому элементу конструкции, поступают на соответствующие входы коммутатора 9. В коммутаторе 9 формируется групповой телеметрический сигнал в следующей последовательности: GTS (s 1 , s 2 , …, s N ; s 21 (t), s 22 (t), …, s S2 (t); s k1i , s k2i , …, s kMi) ). Начало каждого кадра маркируется синхрословом, структура которого задается блоком 7 формирования синхросигналов. В существующей практике в качестве синхросигналов (СС) используют М-последовательности, структура которых и разрядность n задаются при подготовке к пуску РКТ. Например, в отечественной БИТС «Орбита-IVMO» в качестве СС используют единую (неделимую) кодовую конструкцию (КК) в виде 15-разрядной М-последовательности: ССОрб (1) = <100010011010111>2. У нее боковые лепестки (Rmax) при корреляционном приеме не превышают значения |Rmax| ≤ 3 при 15-разрядном представлении. В предлагаемом способе она может быть, например, заменена на ССН (1) = <000011100101111>2, составленную из трех кодовых конструкций ККi: КК1 = <0000>2, КК2 (1) = <1110010>2, представляющую собой идеальный 7-разрядный код Баркера, и КК3 = <1111>2. При байтовой структуре слов 15-разрядную М-последовательность ССОрб (2) = <1000100110101110>2 дополняют 16-тым символом «0». Но в этом случае увеличивается на единицу |Rmax| ≤ 4. Тогда при замене и код Баркера КК2 = <1110010>2 также дополняют символом «0»: КК2 (2) = <11100100>2. В результате ВКФ всего предлагаемого 16-разрядного ССН (2) = <0000111001001111>2 характеризуется минимумом боковых лепестков (Rmax) при корреляционном приеме (они не превышают значения |Rmax| ≤ 3). И в то же время КК1 = <0000>2 и КК3 = <1111>2 защищают от возможности «ложного синхронизма» при сдвиге принятого СС на один символ. Также возможны другие варианты построения высокоэффективных СС с заданным значением символов - n (фиг. 10).The information transfer system (Fig. 8, Fig. 9) that implements the proposed method operates as follows. Data from information sources (1one, one2,…,oneN) and 2one, 22, ..., 2S), representing the main group of TMPs eleven (t), s 21 (t), ..., s N1 (t), s 21 (t), s 22 (t), ..., s S2 (t)and many TMP (31i, 32i, ..., 3Mi) related to detachable rocket structural elements:s k1i (t), s k2i (t), ..., s kMi (t)where is the signi - determines the membership of the set of TMP toi-to that structural element, they are supplied to the corresponding inputs of
Использование составных СС, помимо повышения устойчивости синхронизации передаваемых и принимаемых сообщений, необходимо и для получения информации об изменениях режимов организации телеизмерений при реализации предлагаемого способа. При этом для идентификации времени перехода к очередному запланированному этапу заполнения «холостых» слов в телеметрических кадрах возможно не только инвертирование всего синхросигнала, как это предлагается в прототипе [1], но и инвертирование отдельных составных кодовых конструкций СС в виде ККi. Кроме того, для идентификации моментов времени перехода к повышенным частотам опроса ТМП второй группы для идентификации их условных номеров в регистре 72 производят сдвиг символов основной КК2. При этом, как известно, циклический сдвиг символов в М-последовательностях (равно, как и в 7-разрядном коде Баркера) не скажется на ВКФ, поэтому задача идентификации СС на ее основе будет осуществляться на приемной стороне без дополнительных сложностей.The use of composite SS, in addition to increasing the stability of synchronization of transmitted and received messages, is also necessary to obtain information about changes in the modes of organizing television measurements when implementing the proposed method. Moreover, to identify the time of transition to the next planned stage of filling “idle” words in telemetric frames, it is possible not only to invert the entire clock signal, as proposed in the prototype [1], but also to invert individual composite SS code structures in the form of CC i . In addition, to identify the time moments of the transition to higher polling frequencies of the TMP of the second group to identify their conditional numbers in the register 7 2 , the characters of the main QC 2 are shifted. Moreover, as you know, the cyclic shift of characters in M-sequences (as well as in the 7-bit Barker code) will not affect the VKF, therefore, the task of identifying SS based on it will be carried out on the receiving side without additional difficulties.
Также при этом в постоянную память блоков управления 6 и 15, используя входы 20 и 47, записывают данные о расчетных значениях времен отделения ступеней ракеты, а также информацию предшествующих аналогичных испытаний (если она имеется), касающуюся требуемых изменений режимов опроса ТМП второй группы.Also, in the permanent memory of the
В ходе полета от комплекса командных приборов (ККП) поступают на вход 20 команды на отделения ступеней, которые при их совпадении с расчетными временными интервалами, записанными в постоянную память блока 6, проходят на управляющий вход 21 блока 5 формирования проверочных символов и вход 22 блока 7 формирования синхросигналов. При этом в блоке 5 формируют проверочные символы для слов-измерений первой группы ТМП, которые в блоке 4 переключения режима формирования данных телеизмерений подставляют на места, которые ранее заполняли «холостыми» символами, а в блоке 7 формирования синхросигналов символы предлагаемого составного синхрослова (СС) меняются на противоположные по отношению к предыдущему режиму передачи ТМИ. During the flight, from the command instrument complex (CCP) 20 commands are sent to the input for the separation of the steps, which, when they coincide with the calculated time intervals recorded in the permanent memory of
В блоке 8 мониторинга осуществляют контроль правильности выбора частоты опроса и разрядности представления значений телеизмерений в БИТС в виде оценки дисперсии случайной помехи, присутствующей в телеизмерениях (фиг. 11, …, фиг. 20), для каждого из контролируемых ТМП, по результатам мониторинга принимают решение либо об увеличении частоты его опроса, либо о его понижении до ранее принятых частот (временных интервалов опроса) в зависимости от того, превышают ли определяемые оценки текущей дисперсии соответствующий порог, установленный для каждого из ТМП или нет. При этом совпадение по времени требований увеличения (уменьшения) частоты опроса на основе получаемых оценок дисперсии случайной помехи, присутствующей в телеизмерениях, также используют в качестве оценки достоверности результатов мониторинга. При правильно спланированном информационно-телеметрическом обеспечении (ИТО) испытаний РКТ на появление непредвиденной (нештатной) ситуации, которая может быть в ходе летного эксперимента, реагируют не один, а сразу несколько ТМП. Подтверждением этому являются и иллюстрации, представленные на фиг. 11-20. В то же время это обстоятельство способствует упрощению технической реализации способа, поскольку предполагает одновременное повышение или уменьшение частоты опроса для групп ТМП. In
Сформированный групповой телеметрический сигнал (ГТС) с выхода коммутатора 9 поступает на вход 30 передатчика 10, в котором он подвергается модуляции и передаче по каналу связи 11, подверженному действию помех 32. Formed group telemetry signal (GTS) from the output of the
На приемной стороне в приемнике 12 производят демодуляцию переданного группового сигнала и выделение синхрослов. Далее в соответствии с Программой телеизмерений, записанной до пуска по управляющему входу 35, в декоммутаторе 13 производят декоммутацию ТМП. При этом выделенные N ТМП первой группы поступают в первый декодер 161, а оставшиеся Mi ТМП третьей группы во второй декодер 162 двоичных слов. Кроме того, на выходе 42 декоммутатора 13 на основе определения типа представления синхросигнала, условно называемого как «прямой» и «инверсный», формируется управляющий сигнал в блоке 14 идентификации частоты опроса ТМП и режимов переключений. При его наличии во втором декодере 162 выделяются те символы двоичных слов, которые были подставлены вместо «холостых» кодовых конструкций. Одновременно на выходе 45 блока 14 идентификации частоты опроса ТМП и режимов переключений формируют сигнал, поступающий на второй вход второго блока 15 управления, подтверждающий факт изменений порядка функционирования системы формирования данных. Для подтверждения достоверности во втором блоке 15 управления время его прихода сравнивают с запланированным временным интервалом, который заносится по входу 47. При отсутствии противоречий между информацией о запланированных и фактических данных, получаемых из принимаемой ТМИ и относящихся к моментам времени наступления событий и их временной продолжительности, на выходе 48 блока 15 формируют сигнал, после получения которого блок 17 обнаружения и исправления ошибок переходит к очередной операции обнаружения и исправления ошибок значений основной группы информационно-значимых ТМП. В том случае когда между ними имеются расхождения, превосходящие установленные допуски, операции обнаружения и исправления ошибок значений основной группы информационно-значимых ТМП проводят на этапе первичной обработки ТМИ. On the receiving side in the
Во время работы первой ступени ракеты блок 17 может быть использован как ретранслятор данных, полученных на выходах 371, 372,…, 37N первого декодера 161. К операции коррекции ошибок он приступает после отделения первой ступени. При каждом новом изменении режима формирования и передачи ТМИ его корректирующая способность усиливается, поскольку все большее количество проверочных символов начинает поступать со второго декодера 162. В результате этого помехоустойчивость восстановления основной (информационно-значимой) группы ТМП повышается, благодаря чему частично компенсируется потеря естественной энергетики бит, связанной с увеличением расстояния между контролируемым объектом и приемной стороной.During operation of the first stage of the rocket, block 17 can be used as a relay of data received at
На выходах 391, 392,…, 39S декоммутатора 13 выделяют вторую группу ТМП, условно обозначаемых как 21, 22,…, 2S, которые подают на соответствующие входы блока 18 выделения дополнительных значений опроса ТМП второй группы, на выходах 411, 412,…, 41S которого восстанавливают их значения с учетом дополнительного множества появившихся опросов. Восстановленные на выходах 411, 412,…, 41S в блоке 19 идентификации значений ТМП дополняют информацией о временных изменениях частоты опроса ТМП второй группы, которую используют для контроля целостности восстановленной ТМИ.At the outputs 39 1 , 39 2 , ..., 39 S of the
Основу управления изменением режимов функционирования приемной стороны получения ТМИ в предлагаемом способе составляет замена «прямого» отображения символов слов синхронизации на противоположное «инверсное» их представление, которая используется для идентификации моментов времени, соответствующих переходу к использованию помехоустойчивого кодирования. При этом циклические сдвиги составной кодовой или кодовых конструкций (ККi), обладающих свойствами М-последовательностей, используют для передачи номера (i) ТМП (i = 1,…, S), принадлежащего ко второй группе датчиков, условно обозначаемых, как 21, 22,…, 2S. Кроме того, для определения на приемной стороне текущего режима функционирования БИТС используют следующие идентификационные признаки: 1) различие в модулях сравнения в модулях сравнения образов-остатков, которые подставляют на свободные места в ГТС; 2) проявление свойств непрерывности в виде наличия корреляционной зависимости между соседними значениями слов, относящихся к выделенным ТМП; 3) различие кодовых расстояний между соседними значениями ТМП. The basis for controlling the change in the operating modes of the receiving side of receiving TMI in the proposed method is the replacement of the “direct” display of synchronization word symbols with their opposite “inverse” representation, which is used to identify time instants corresponding to the transition to the use of noise-resistant coding. In this case, cyclic shifts of a composite code or code constructions (CC i ) with the properties of M-sequences are used to transmit the number (i) of TMP (i = 1, ..., S) belonging to the second group of sensors, conditionally designated as 2 1 , 2 2 , ..., 2 S. In addition, to determine on the receiving side of the current operating mode of the BITS, the following identification signs are used: 1) the difference in the comparison modules in the comparison modules for residual images, which are substituted for free places in the GTS; 2) the manifestation of the properties of continuity in the form of the presence of a correlation between adjacent values of words related to the selected TMP; 3) the difference in code distances between adjacent TMP values.
Достигаемый технический эффект от предлагаемого способа передачи информации заключается в возможности восстановления циклограммы полета ракеты, при котором синхросигналы помимо решения основной задачи - декоммутации ТМП, могут быть использованы и по другому назначению, в том числе и для восстановления циклограммы полета ракеты. Ранее для решения этой задачи использовались только телеметрируемые параметры сигнализации (ТПС). Однако они подключались к основному коммутатору БРТС через локальные коммутаторы, поэтому частота их опроса не могла быть выше той группы медленно меняющихся параметров (ММП), которая могла быть обеспечена локальным коммутатором. В результате этого погрешность их временной привязки была большой. Погрешность временной привязки моментов инвертирования символов синхрослова существенно меньше, так как частота их следования определяется частотой опроса не локального, а основного коммутатора БРТС.The technical effect achieved from the proposed method for transmitting information consists in the possibility of restoring the rocket flight pattern, in which the clock signals, in addition to solving the main task — TMP decommutation, can be used for another purpose, including for restoring the rocket flight pattern. Previously, only telemetry signaling parameters (TPS) were used to solve this problem. However, they were connected to the BRTS main switch through local switches, so the frequency of their polling could not be higher than the group of slowly changing parameters (MMP) that could be provided by the local switch. As a result, the error in their timing was large. The error in the timing of the moments of inversion of sync words is much less, since their repetition rate is determined by the polling frequency of the BRTS main switch, not local.
При этом повторение моментов отделения ступеней ракеты на уровне синхросигналов повышает показатели надежности и идентификации моментов времени срабатывания ТПС.In this case, the repetition of the moments of separation of the rocket stages at the level of clock signals increases the reliability and identification of the timing of the TPN response.
Кроме того, смена полярности синхрослов может быть использована и для повышения точности временной привязки результатов сигналов и данных при разнесенном приеме ТМИ станциями различных измерительных пунктов, поскольку появляется единая для всех пространственно разнесенных станций метка события, произошедшего на борту контролируемого объекта. Ранее, например, такую метку вводили целенаправленно на уровне данных основного коммутатора для обеспечения совместной обработки навигационной и телеметрической информации.In addition, the polarity reversal of sync words can also be used to increase the accuracy of the timing of the results of signals and data when the diversity of received measuring stations is received by TMI stations, since a mark of the event that occurred on board the controlled object appears uniformly for all spatially separated stations. Previously, for example, such a label was introduced purposefully at the data level of the main switch to ensure joint processing of navigation and telemetry information.
Таким образом, в результате применения предлагаемого способа достигается комплексный положительный технический результат, проявляющийся в следующем:Thus, as a result of the application of the proposed method, a comprehensive positive technical result is achieved, which is manifested in the following:
реализации мониторинга ошибок различного рода, которые приводят к неопределенностям при идентификации результатов телеизмерений;implementation of monitoring errors of various kinds, which lead to uncertainties in the identification of the results of television measurements;
управлении режимами уплотнения сообщений и сигналов в телеметрических кадрах в условиях неравномерности потока содержательной ТМИ и при изменениях режимов проведения телеизмерений;control of the modes of compaction of messages and signals in telemetric frames in the conditions of uneven flow of content TMI and with changes in the modes of conducting telemetry;
возможности существенного повышения помехоустойчивости передачи синхрослов и ТМИ в целом;the possibility of a significant increase in noise immunity of the transmission of sync words and TMI as a whole;
обеспечении надежности идентификации циклограммы полета ракеты, которую обеспечивают в том числе и за счет использования синхрослов по дополнительному назначению - для передачи информации об изменении режимов функционирования БИТС;ensuring the reliability of identifying the rocket flight cyclogram, which is provided, among other things, by using sync words for an additional purpose - to transmit information about changes in BITS functioning modes;
уменьшении временной погрешности приведения к единому бортовому времени копий дублирующих потоков данных телеизмерений, принятых при разнесенном приеме станциями различных измерительных пунктов за счет повышения точности синхронизации потоков ТМИ при использовании новых структур синхрослов;reducing the time error of bringing to a single on-board time copies of the duplicate streams of telemetry data received with the diversity of stations receiving various measuring points by increasing the accuracy of synchronization of TMI streams when using new sync word structures;
совершенствовании технологий проведения телеизмерений в условиях жестких ограничений на время проведения летного эксперимента, полосу пропускания и энергетические показатели радиоканала, структуру телеметрических кадров и т.д.improvement of technology for conducting television measurements under severe restrictions on the duration of the flight experiment, the bandwidth and energy performance of the radio channel, the structure of telemetry frames, etc.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014111014/08A RU2571584C2 (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Method of transmission of telemetric information, adapted to different situations, arising during tests of rocket and space equipment, and system for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014111014/08A RU2571584C2 (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Method of transmission of telemetric information, adapted to different situations, arising during tests of rocket and space equipment, and system for its realisation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014111014A RU2014111014A (en) | 2015-10-10 |
RU2571584C2 true RU2571584C2 (en) | 2015-12-20 |
Family
ID=54289214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014111014/08A RU2571584C2 (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Method of transmission of telemetric information, adapted to different situations, arising during tests of rocket and space equipment, and system for its realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2571584C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654169C1 (en) * | 2017-07-13 | 2018-05-16 | ФГКВОУ ВО Военная академия РВСН имени Петра Великого МО РФ | Device for transmission of telemetrical information, which is adaptive to emergency situations |
RU2674809C1 (en) * | 2017-07-12 | 2018-12-13 | Сергей Сергеевич Кукушкин | Method of operational and technical protection of external front objects and borders |
RU2799892C1 (en) * | 2023-01-27 | 2023-07-13 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Method of recovery of digital telemetry information under conditions of possible signal inversion |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5748104A (en) * | 1996-07-11 | 1998-05-05 | Qualcomm Incorporated | Wireless remote telemetry system |
RU2444066C1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") | Method for discrete information transmission |
RU2445709C1 (en) * | 2011-03-14 | 2012-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") | Digital information transmission system |
RU2480838C2 (en) * | 2011-07-29 | 2013-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") | Method of transmitting telemetric information adapted to nonuniformity of flow of telemeasurement data, and system for realising said method |
-
2014
- 2014-03-24 RU RU2014111014/08A patent/RU2571584C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5748104A (en) * | 1996-07-11 | 1998-05-05 | Qualcomm Incorporated | Wireless remote telemetry system |
RU2444066C1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") | Method for discrete information transmission |
RU2445709C1 (en) * | 2011-03-14 | 2012-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") | Digital information transmission system |
RU2480838C2 (en) * | 2011-07-29 | 2013-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") | Method of transmitting telemetric information adapted to nonuniformity of flow of telemeasurement data, and system for realising said method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674809C1 (en) * | 2017-07-12 | 2018-12-13 | Сергей Сергеевич Кукушкин | Method of operational and technical protection of external front objects and borders |
RU2674809C9 (en) * | 2017-07-12 | 2019-02-07 | Сергей Сергеевич Кукушкин | Method of operational and technical protection of external front objects and borders |
RU2654169C1 (en) * | 2017-07-13 | 2018-05-16 | ФГКВОУ ВО Военная академия РВСН имени Петра Великого МО РФ | Device for transmission of telemetrical information, which is adaptive to emergency situations |
RU2799892C1 (en) * | 2023-01-27 | 2023-07-13 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Method of recovery of digital telemetry information under conditions of possible signal inversion |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014111014A (en) | 2015-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3608744B1 (en) | Methods and systems for identifying associated events in an aircraft | |
US9136952B2 (en) | Pulse amplitude modulation (PAM) bit error test and measurement | |
JP2017512017A5 (en) | ||
US3069504A (en) | Multiplex pulse code modulation system | |
RU2609747C1 (en) | Method of transmitting information and system therefor | |
RU2480838C2 (en) | Method of transmitting telemetric information adapted to nonuniformity of flow of telemeasurement data, and system for realising said method | |
RU2571584C2 (en) | Method of transmission of telemetric information, adapted to different situations, arising during tests of rocket and space equipment, and system for its realisation | |
RU2586605C2 (en) | Information transmission method and system therefor | |
RU2538281C2 (en) | Method of synchronising transmitted messages | |
RU2586833C1 (en) | Information transmission method and system therefor | |
RU2658795C1 (en) | Method of the information primary processing with transmission errors detection and correction | |
RU2591565C1 (en) | Method of synchronising transmitted messages and device therefor | |
KR101848431B1 (en) | Apparatus and method for estimating intereaving period of signal | |
RU2757975C2 (en) | Method for increasing noise immunity of synchronization signals | |
KR100872861B1 (en) | Method for testing bit error rates in prbs pattern | |
RU2284665C1 (en) | Device for cyclic synchronization | |
RU2610285C1 (en) | Method of detecting low-rate encoding protocols | |
RU2810267C1 (en) | Code pattern synchronization device | |
RU2757306C1 (en) | Method for transmitting telemetric information | |
RU2649291C1 (en) | Method of cost-effective representation and transmission of bipolar data and signals | |
WO2007009458A2 (en) | Time synchronization algorithm for measurement systems with random delays | |
RU2780048C1 (en) | Cycle synchronization method for signals with a cycle concentrated or distributed synchrogroup | |
RU2792591C1 (en) | Method of synchronization of transmitted messages | |
RU2795047C1 (en) | Method for transmission of discrete messages with multi-parameter adaptation to communication channel state and system for its implementation | |
JP2012177660A (en) | Secondary surveillance radar device and data processing program for the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200325 |