什么是遥测技术?

什么是遥测技术?

[拼音]：yaoce jishu

[外文]：telemetry technology

对相隔一定距离的对象的参量进行检测并把测得结果传送到接收地点的技术。完成遥测任务的整套设备称遥测系统。航空航天遥测使用的传送载体是无线电波，所以也称无线电遥测。通过遥测可实时监视飞行器及其内部主要设备的工作状态和性能，及时了解航天员的生理状况等。分析遥测数据可对设计作出评价，为改进设计提供依据，缩短飞行器的研制周期。

发展概况

遥测技术起源于19世纪初叶，航空、航天遥测技术则分别开始于20世纪30年代和40年代。此后，遥测广泛用于飞机、火箭、导d和航天器的试验，也极大地促进了遥测技术的发展。50～60年代，随着通信理论、通信技术和半导体技术的发展，遥测技术在调制体制、传输距离、数据容量、测量精度以及设备小型化等方面都取得了很大的进展。60年代以来，遥测技术发展的显著特点是：遥测设备的集成化、固态化、模块化和计算机化，出现了可编程序遥测和自适应遥测。

基本原理

航空航天遥测系统可分为飞行器遥测设备（系统）和地面遥测设备（系统），前者主要由传感器、多路组合调制器、发射机和天线组成，后者主要由接收机和天线、分路解调器等组成（图1）。传感器的功能是感受被测参量并转换成电信号。各传感器的输出信号(及其他需经遥测系统传送的信号)同时送入多路组合调制器，各路信号按一定体制组合起来，互不干扰地通过同一个无线电信道传送出去。多路组合调制器输出的信号调制发射机的载波，通过天线发射出去。接收端天线接收信号后送入接收机。接收机把组合信号解调出来，再经分路解调器恢复各路原始信息，加以记录、处理和显示。现代广泛应用的信号组合体制有时分制和频分制两种。

时分制

按时间顺序来区分通道（图2）。采样开关按顺序对各路信号巡回采样，形成图2b中阴影条所示的一个综合脉冲序列。接收端的分路解调器的分路开关与发送端的采样开关同步工作，把各路信号分开。如果脉冲序列中脉冲幅度反映被测参数，则称脉冲幅度调制 （PAM）。如果采样脉冲的宽度或位置反映被测参数，则称为脉冲宽度调制或脉冲位置调制(PDM、PPM)。如用一组编码来反映被测参数，则称脉冲编码调制 (PCM)。这种脉冲序列调制到发射载波上的方式可以是频率调制(FM)、相位调制(PM)和幅度调制(AM)中的任何一种。时分制遥测系统常用的方式是PAM-FM和PCM-FM。时分制多用于被测信号较多而变化缓慢的缓变参数的测量。其中PCM体制的应用更为广泛。

频分制

按不同的频率来区分通道（图3）。各路被测信号对各自的副载波调制，将这些调制后的信号相加得到图3b所示的频谱。这一组合信号再去调制载波，经天线发出，在接收端经载波解调后，用一组滤波器滤出各路副载波，再各自解调出信号。同样，组合信号对发射载波的调制也可以采用上述三种方式中的任何一种。频分制遥测系统中常用的是FM－FM体制。频分制多用于被测信号较少且变化较快的速变参数的测量。

航空航天遥测的特点

飞行器遥测的传输距离一般很远，尤其是航天遥测通常是几百公里到几千公里，甚至几亿公里。飞行器上不可能安装高增益天线，而且飞行器是运动的，所以遥测站一般都采用高增益的大型自动跟踪天线。在人造卫星、载人飞船中，遥测、遥控、电视和通信常常共用一个无线电信道，以便简化设备和提高系统可靠性。多级运载火箭和航天器的遥测参数可多达数百路到数千路，而且有些参数的变化频率高达数千赫，所以遥测的信息量很大，常需要多套遥测设备并行工作，有时需要在飞行器上用磁记录器记录数据，以后回收磁带，获取遥测数据。飞行器上遥测设备的特点是：体积小、重量轻、功耗小、可靠性高、能在恶劣的环境（低温、振动、加速度、粒子辐射等）下正常工作。此外，遥测系统还应具备使用灵活、能实时处理数据的特点。对火箭和返回型航天器遥测还存在一个特殊问题：再入大气层时，在飞行器周围形成等离子鞘，它强烈吸收和反射电磁波，使无线电遥测信号中断。人们常采用两种解决办法：一种是把这段时间的遥测数据暂存起来，待飞出这个黑障区后再快速重发到地面，这是“记忆重发”法；另一种是用磁带把这段时间中的遥测数据记录下来，以后回收磁带（见再入测量）。此外，在航天器越出地面接收站的接收范围时或多级火箭级间分离火焰造成信号中断以及导d水下发射时，也常采用这两种办法获得遥测数据。

随着计算机和微电子技术的发展而出现的新遥测技术，即自适应遥测，主要包含可变格式和数据压缩技术。（见航天测控系统、航天测控和数据采集网）