上篇 导弹运载火箭遥测数据处理 1
第1章 导弹运载火箭遥测数据处理概论 1
1.1 遥测数据处理发展简介 2
1.2 遥测数据处理任务及特点 4
1.3 遥测数据处理基本概念 6
1.4 遥测参数分类及特性 12
1.4.1 遥测参数的分类 12
1.4.2 遥测参数的特性 13
1.5 遥测记录介质及其数据结构 15
1.5.1 遥测记录介质的种类 15
1.5.2 各种记录介质的数据结构及格式 16
1.6 遥测数据处理设备配置及功能 18
1.6.1 重放、解调及预处理系统 18
1.6.2 计算机服务器与计算机工作站系统 19
1.6.3 分析仪及图形工作站系统 19
1.6.4 回收磁记录系统 19
1.7 缓变参数处理流程 20
1.8 速变参数处理流程 21
第2章 导弹运载火箭遥测数据处理基础理论 24
2.1 随机数据处理 24
2.1.1 简介 24
2.1.2 随机过程 25
2.1.3 波形分析及处理 32
2.1.4 频谱分析及计算方法 45
2.2 数值计算方法 57
2.2.1 插值计算 57
2.2.2 曲线拟合的最小二乘法 65
2.3 数字滤波 67
2.3.1 数字滤波基本原理 67
2.3.2 数字滤波方法和滤波器设计 68
2.3.3 数字滤波器分类 69
2.3.4 FIR数字滤波器 70
2.3.5 IIR数字滤波器 85
2.3.6 现代滤波器简介 92
2.4 误差理论 94
2.4.1 基本概念 94
2.4.2 有效数字与计算法则 98
2.4.3 系统误差 100
2.4.4 随机误差 102
2.4.5 误差的传递与总和 106
第3章 导弹运载火箭遥测数据处理方法 109
3.1 概述 109
3.2 相关知识 110
3.2.1 导弹运载火箭的总体知识 110
3.2.2 遥测系统总体知识 118
3.2.3 传感器和变换器知识 123
3.3 测量原始数据预处理方法 132
3.3.1 测控站、测量船原始数据质量检查 132
3.3.2 全程测量原始数据的剪辑和对接 132
3.3.3 时统加工和纠错 133
3.3.4 信号判别及分路 134
3.4 缓变参数处理方法 134
3.4.1 缓变参数介绍 134
3.4.2 参数选点原则及方法 138
3.4.3 野值的剔除方法 142
3.4.4 指令参数处理方法 145
3.4.5 阶跃形变化参数的测量与处理方法 147
3.4.6 连续型变化参数的分类与处理方法 150
3.4.7 数字量参数处理方法 152
3.4.8 数据处理中的修正方法 154
3.5 速变参数处理方法 156
3.5.1 速变参数介绍 156
3.5.2 分析数据的采集 158
3.5.3 数据检验方法 161
3.5.4 数据合理性加工 167
3.5.5 波形分析处理 171
3.5.6 频谱分析方法 173
3.5.7 频谱分析中应注意的几个问题 181
3.6 处理结果合理性检查 185
3.7 故障情况的数据处理方法 187
3.8 试验结果数据管理 188
第4章 导弹运载火箭遥测数据处理软件 190
4.1 概述 190
4.1.1 遥测数据处理软件的任务 190
4.1.2 遥测数据处理软件的特点 190
4.1.3 软件运行环境及要求 191
4.2 遥测数据处理软件系统 193
4.2.1 遥测数据处理软件系统的组成 193
4.2.2 遥测预处理软件分系统 193
4.2.3 缓变参数处理软件分系统 194
4.2.4 速变参数处理软件分系统 196
4.2.5 绘图软件工具 196
4.2.6 排版打印及拷贝软件 198
4.2.7 网络接口软件 199
4.3 软件设计 202
4.3.1 工程化原理 202
4.3.2 设计方法 206
4.3.3 设计规则 208
第5章 导弹运载火箭遥测数据处理设备 211
5.1 箭上回收磁记录处理设备系统 211
5.2 信号分析仪系统 215
5.2.1 系统组成 215
5.2.2 用途 216
5.2.3 各分系统功能 216
5.2.4 各分系统基本工作原理 216
5.2.5 各分系统主要技术性能指标 218
5.3 遥测预处理计算机系统 219
5.3.1 系统组成 219
5.3.2 用途 220
5.3.3 基本工作原理 220
5.3.4 主要专用设备技术性能指标 221
5.4 通用设备的使用及维护 222
5.4.1 计算机的使用及维护 223
5.4.2 打印机的使用及维护 224
5.4.3 绘图仪的使用及维护 225
5.4.4 扫描仪的使用及维护 225
5.4.5 调制解调器的使用及维护 226
5.4.6 鼠标器的使用及维护 226
第6章 导弹运载火箭遥测数据库系统 227
6.1 数据库的基本概念 227
6.1.1 基本概念 227
6.1.2 数据库的特征 228
6.1.3 数据库与文件系统的区别 229
6.2 数据库管理系统的选择 229
6.2.1 数据库管理系统的分类 229
6.2.2 数据库管理系统的选择 232
6.2.3 流行的关系数据库管理系统 232
6.3 数据库设计 238
6.3.1 数据库系统目标设计 238
6.3.2 数据库设计方法 241
6.3.3 分布式数据库 248
6.4 数据库在遥测数据处理中的应用 249
第7章 新技术新知识的介绍与应用 251
7.1 小波分析的基本理论及应用 251
7.1.1 小波变换的定义与基本性质 251
7.1.2 多分辨分析和Mallat算法 253
7.1.3 小波分析的应用 263
7.2 数据压缩技术及应用 273
7.2.1 数据压缩概述 273
7.2.2 数据压缩的基本原理和方法 279
7.2.3 数据压缩技术的应用 290
7.3 现代谱分析 296
7.3.1 现代谱分析概述 296
7.3.2 现代谱分析的主要理论及方法 298
7.3.3 现代谱分析的应用 314
下篇 航天器遥测数据处理 317
第8章 航天器遥测数据处理概论 317
8.1 概述 317
8.1.1 航天器介绍 317
8.1.2 航天器遥测 321
8.1.3 航天测控网遥测 324
8.2 航天器遥测参数的一般设置及分类 325
8.2.1 参数一般设置 325
8.2.2 参数分类 326
8.2.3 航天器遥测数据的作用 327
8.3 航天器遥测数据的一般结构 328
8.3.1 帧结构 328
8.3.2 数据的一般结构 329
8.3.3 数据压缩格式 330
8.4 航天器遥测数据流图 330
8.4.1 测控网数据流图 331
8.4.2 软件进程间数据流图 331
8.5 航天器遥测数据处理任务及要求 333
8.5.1 测控站、测量船数据处理 333
8.5.2 测控中心数据处理 335
第9章 航天器遥测数据处理概念及方法 338
9.1 基本概念 338
9.2 处理方法及典型公式介绍 344
9.2.1 遥测编码分层值转换成电压值的计算公式 344
9.2.2 压力计算公式 345
9.2.3 温度计算公式 345
9.2.4 电流、电压参数的计算 347
9.2.5 姿态角估计值计算 348
9.2.6 流量参数计算 348
9.3 用矩阵控制遥测参数处理的方法 348
第10章 测控站、测量船遥测数据处理 350
10.1 测控站、测量船遥测设备组成及功能 350
10.1.1 测控站、沿量船遥测设备组成 351
10.1.2 接收机对遥测信号的处理 352
10.1.3 遥测分系统的解调原理 354
10.2 测控站、测量船抽测帧的结构形成 365
10.3 测控站、测量船遥测数据通信规程 366
10.4 测控站、测量船主计算机遥测数据处理 366
第11章 测控中心实时遥测数据处理 370
11.1 概述 370
11.2 收信进程对遥测数据的处理 372
11.3 实时遥测处理进程 374
11.3.1 实时遥测处理数据流图 375
11.3.2 实时遥测处理的控制信息 375
11.3.3 实时遥测处理软件 376
11.3.4 实时遥测结果文件的生成 386
11.4 运载火箭遥测参数实时处理 387
11.5 实时遥测参数的显示 387
第12章 测控中心事后遥测数据处理 389
12.1 概述 389
12.1.1 数据流图 390
12.1.2 模块结构图 390
12.1.3 主要数据存储区简介 391
12.2 原始遥测数据预处理 393
12.2.1 原始遥测数据文件 393
12.2.2 首次扫描过程 393
12.2.3 时标修正 394
12.2.4 帧统计 395
12.2.5 数据对接 395
12.2.6 帧数据处理器 397
12.3 参数加工与计算 399
12.3.1 数据提取 399
12.3.2 数据压缩 401
12.3.3 数据计算处理 402
12.4 处理结果输出 402
12.4.1 排版输出遥测报告 402
12.4.2 输出格式 403
12.4.3 遥测参数曲线绘制 404
12.5 事后处理软件 405
12.5.1 处理流程简介 405
12.5.2 事后处理软件 407
12.6 任务数据报告图表的使用与归档 410
12.6.1 数据报告图表的使用 411
12.6.2 数据报告图表的归档 412
12.7 遥测数据仿真简介 412
12.7.1 主要数据结构 413
12.7.2 遥测仿真 414
第13章 数据处理专家系统设计 417
13.1 基本概念 417
13.2 STDP-SYSTEM系统结构设计 418
13.2.1 系统结构 418
13.2.2 各主要部件功能 418
13.2.3 STDP-SYSTEM工作过程 421
13.3 用户界面子系统设计 423
13.3.1 交互方式 424
13.3.2 交互信息处理 427
13.3.3 纠错 431
13.4 黑板设计 432
13.5 知识库及主要数据结构设计 434
13.5.1 知识及其表示方式 434
13.5.2 知识库结构设计 434
13.5.3 系统页表结构设计 439
13.5.4 映射表结构设计 440
13.5.5 知识库的组织结构 440
13.5 调度系统设计 441
13.7 数据处理机构设计 443
13.7.1 推理机构 443
13.7.2 预处理 446
13.7.3 数据计算处理 447
13.7.4 解释执行器 447
13.8 排版输出子系统设计 447
参考文献 449