[科普中國]-航空遙測設(shè)備

簡介

航空遙測設(shè)備是實現(xiàn)航空遙測技術(shù)的整套設(shè)備。航空遙測技術(shù)是一種對空中被測對象的某些參數(shù)進行遠距離檢測，并把測得結(jié)果傳送到接收地點的技術(shù)。目前遙測技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟、科學(xué)研究和軍事等領(lǐng)域，能對航天運載火箭、衛(wèi)星和宇宙飛船的參數(shù)的實施測量，也廣泛應(yīng)用于飛機試驗。1

設(shè)備組成航空遙測設(shè)備即實施航空遙測的整套設(shè)備，亦稱為航空遙測系統(tǒng)。一般由輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和終端設(shè)備3部分所組成。

（1）輸入設(shè)備，包括傳感器和變換器。傳感器把被測參數(shù)變成電信號，變換器把電信號變換成適合于多路傳輸設(shè)備輸入端要求的信號。

（2）傳輸設(shè)備，是一種多路通信設(shè)備。它可以是有線通信或無線電通信，既可傳輸模擬信號也可傳輸數(shù)字信號。目的是把輸入設(shè)備輸入的信號不失真地傳到終端。

（3）終端設(shè)備，它的功能是接收信號，對信號進行記錄，顯示和處理，以獲得測量結(jié)果。2

遙測系統(tǒng)航空遙測系統(tǒng)可分為飛行器遙測設(shè)備（系統(tǒng)）和地面遙測設(shè)備（系統(tǒng)），前者主要由遙測技術(shù)傳感器、多路組合調(diào)制器、發(fā)射機和天線組成，后者主要由接收機和天線、分路解調(diào)器等組成。而根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式，通常分為有線電遙測系統(tǒng)和無線電遙測系統(tǒng)。1

在軍事應(yīng)用上，大多是采用無線電遙測(圖1)。在發(fā)送端，由傳感器感測的被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過信號調(diào)節(jié)器放大，輸出規(guī)范化電平信號并送入多路組合調(diào)節(jié)器，各路信號按一定體制組合起來，互不干擾地去調(diào)制發(fā)射機載波，通過天線發(fā)射到空間。在接收端，接收天線接收到信號以后即送到接收機，對載波進行解調(diào)，再經(jīng)過分路解調(diào)器恢復(fù)出各路原始信息，然后由終端設(shè)備進行處理、顯示和記錄。1

現(xiàn)代常用的多個參數(shù)遙測信號組合體制主要有時分制和頻分制兩種。1

時分制時分制遙測體制。是將各路(即各個參數(shù))信號按時間順序輪流發(fā)射和接收(圖2)。采樣開關(guān)順序?qū)Ω髀沸盘柌蓸樱摧敵鲂纬删C合脈沖序列。某一瞬時發(fā)射端采樣開關(guān)接收某路參數(shù)，將信號電壓幅度送到調(diào)制器，因收發(fā)同步工作，接收端也正好將該路信號經(jīng)解調(diào)后送出，將各路信號分開。

如果信號幅度反映被測參數(shù)信息，用脈沖去調(diào)制載波則稱為脈沖幅度調(diào)制(PAM)。如果將采樣的脈沖幅度進行量化編碼，然后去調(diào)制載波，稱為脈沖編碼調(diào)制(PCM)。

對發(fā)射載波的調(diào)制又分為調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM)。時分制遙測系統(tǒng)常用的調(diào)制方式是PCM—FM和PAM—FM。時分制多用于被測信號較多而且變化緩慢的參數(shù)測量。其中PCM體制應(yīng)用最為廣泛。1

頻分制頻分制遙測體制。是按不同頻率(副載波)來區(qū)分各路(即各個參數(shù))通道(圖3)。在發(fā)射端各路被測信號先用各自副載波進行調(diào)制，然后組合相加并對發(fā)射機傳輸載波調(diào)制后發(fā)射出去。接收端接收信號以后，先經(jīng)解調(diào)去掉傳輸載波，然后經(jīng)分路濾波器分出各路(副載波)信號，經(jīng)各自解調(diào)即得到各路輸出信號。同樣組合信號對發(fā)射的傳輸載波的調(diào)制可以采用前述3種方式中的任何一種，但頻分制遙測系統(tǒng)中常采用FM～FM體制。頻分制多用于被測信號較少而且變化較快的參數(shù)的測量。1

設(shè)備系統(tǒng)發(fā)展最早的遙測系統(tǒng)是1912年美國芝加哥用來監(jiān)控電功率分配的遙測系統(tǒng)，采用電話線傳輸。40年代以來，由于飛機、火箭、導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展，大大促進了遙測技術(shù)的發(fā)展，并將遙測技術(shù)應(yīng)用于航空遙測設(shè)備當(dāng)中。早期的遙測系統(tǒng)都采用模擬體制。50年代中期，出現(xiàn)了脈沖編碼體制的遙測系統(tǒng)，遙測系統(tǒng)進入了數(shù)字化時代。60年代出現(xiàn)了計算機遙測系統(tǒng)。80年代出現(xiàn)了軟硬件模塊化、多數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)可擴展的新型遙測系統(tǒng)?，F(xiàn)代遙測系統(tǒng)的發(fā)展將是進一步計算機化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化和小型化。1