Лекции.РСПИ

Основные сведения радиосистем передачи информации.

Наибольшее развитие РСПИ получили с разработкой систем многоканальной связи и радиотелеметрических систем (РТМС).

Телеметрия – «дальние измерения» - даёт возможность оценивать состояние удалённого объекта и управлять им на расстоянии.

РТМС обеспечивают сбор, обработку, передачу по радиолиниям измеренной информации о состоянии или поведении технических устройств, живых организмов и других объектов, удалённых от потребителя информации.

Измеряемая информация – информация, результаты измерения которой могут быть выражены в единицах измерения физических величин.

РТМС применяются в промышленности, медицине, биологии, при исследовании океанских, земных глубин, в том числе и космосе.

В области теории передачи информации вклад внесли следующие учёные: Котельников, Мановцев, Тепухин.

Задачи космических РСПИ:

• сбор измерительной информации от разных источников на борту космического аппарата, сжатие и преобразование в форму, удобную для передачи в радиолинии (основная задача);

• передача телеметрической информации с борта космического аппарата по радиолинии и приём на Земле;

• обработка принятой телеметрической информации, её регистрация и представление в форме, удобной для потребителя (основная задача).

Основные задачи выбраны по следующим причинам:

• РТМС стали использоваться для обслуживания сложных объектов;

• увеличивается число источников измеряемой информации;

• увеличивается объём передаваемой информации;

• увеличивается дальность связи;

• жёсткие ограничения на вес и габариты бортовой аппаратуры.

Круг задач, решаемых современными РТМС гораздо шире, чем у систем многоканальной радиосвязи, и включают в себя следующие требования:

• придание к РТМС свойств адаптации к текущей обстановке (пр., путём регулировки частоты опроса);

• рациональное формирование сообщений на борту объекта (пр., использование рациональных систем кодирования);

• снижение/устранение избыточности – сжатие объёмов сообщения (пр., использование адаптивных коммутации или дискретизации):

• автоматизация процессов обработки информации на Земле;

• получение некоторой части информации незамедлительно.

Технические требования к космическим РСПИ:

• одновременное измерение и передача информации о многих параметрах;

• обеспечение высокой точности измерения (по точности РТМС делятся на: средней точности – погрешность 35 %; высокой точности - 12 %; сверхвысокой 0,10,5 % - обеспечивают только цифровые РМТС);

• обеспечение передачи сообщений с различной шириной спектра – от единиц Гц до сотен кГц;

• бортовая аппаратура максимально проста, надёжна, имеет малые габариты, малое потребление энергии;

• наземная аппаратура должна автоматически обрабатывать информацию, поступающую на землю с различными скоростями передачи.

Основные подсистемы космических РСПИ

Космические РСПИ относятся к большим системам. Выделяют три основных: бортовая, радиолиния, наземная.

Сигналы, снимаемые с выхода первичного преобразователя (ПП) и подаваемые на вход РТМС, называются первичными. Первичные преобразователи преобразовывают неэлектрическую величину в электрическую. Дополнительные сигналы необходимы для масштабирования, синхронизации и других задач.

Первичный преобразователь состоит из датчика и согласующего устройства.

(t) – неэлектрическая величина, первичный процесс;

U_д(t) – электрическая величина.

Датчик осуществляет основное преобразование измеряемых параметров в электрический сигнал, а согласующее устройство необходимо для преобразования электрического сигнала к виду, на который рассчитаны входные цепи РТМС.

По виду измеряемых параметров датчики подразделяются:

• обеспечивающие контроль процессов путём: непосредственного преобразования, модуляции параметров;

• обеспечивающие контроль событий: сигнальные и счётные;

При контроле процессов на первичный преобразователь поступает процесс (t), а при контроле событий входящая величина является дискретной.

У модуляционных датчиков процесс (t) используется для модуляции одного из параметров сигнала.

Сигнальные датчики фиксируют факт поступления определённого события, а счётные – подсчитывают и передают число однородных событий.

В бортовых информационных системах осуществляется сжатие и уплотнение каналов передачи данных, то есть устраняется избыточность.

Основной особенностью у радиолинии является её многоканальность. Число каналов может меняться от 10 до 10⁵ каналов.

К радиолиниям предъявляются требования по обеспечению заданной дальности, надёжности, скрытности и помехоустойчивости.

В наземных информационных системах осуществляется предварительная обработка результатов измерений: устраняются грубые ошибки, производится оценка результатов и т.д.

Наземная информационная система выдаёт результаты измерений в виде, удобном для потребителя.