[拼音]：shuju caiji he chuli

[外文]：data acquisition and processing

獲取、匯集、加工、記錄、存貯和顯示數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。飛機、火箭的飛行試驗，航天器 的控制，載人航天器飛行狀態(tài)的監(jiān)控等，都需要進行實時測量，需要收集各種數(shù)據(jù)并對這些數(shù)據(jù)進行處理。例如載人飛船飛行中有關(guān)航天員生理狀況的數(shù)據(jù)需要及時采集，送回地面指揮控制中心處理、判斷或采取相應(yīng)的措施。

數(shù)據(jù)類型

航空航天中采集的數(shù)據(jù)主要包括：

（1）飛行器的性能和內(nèi)部環(huán)境數(shù)據(jù)，如飛行器某些部位的溫度、燃料消耗、機械應(yīng)力、電流和電壓等。

（2）航天員的生理狀態(tài)數(shù)據(jù)，如航天員的呼吸、心電波形等。

（3）空間探測數(shù)據(jù)，如微流星、高能輻射和空間磁場等。

（4）航天器遙感數(shù)據(jù)，如氣象衛(wèi)星探測的大氣參數(shù)、地球熱輻射，資源衛(wèi)星所獲得地物目標的多光譜圖像等。

（5）軍事目的的有關(guān)數(shù)據(jù)，如預(yù)警衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈發(fā)射的信息，偵察衛(wèi)星拍攝的照片或探測的無線電信息等。

（6）飛行器飛行試驗數(shù)據(jù)，如性能參數(shù)、彈道或軌道參數(shù)等。

（7）飛行器控制、導(dǎo)航和航天器回收的有關(guān)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集

飛行器的數(shù)據(jù)采集主要通過遙測系統(tǒng)、雷達、光學和電視設(shè)備等手段獲得。遙測系統(tǒng)中，由飛行器上各種類型的傳感器實時測量飛行器的工程參數(shù)和主要設(shè)備的工作狀態(tài)，飛行人員的生理狀況和工作情況以及飛行器外部環(huán)境參數(shù)和空間目標特性等信息，并將這些信息轉(zhuǎn)變成電信號，通過無線電信道送到地面，地面接收設(shè)備接收后，送往數(shù)據(jù)處理設(shè)備，將這些信號恢復(fù)成原始信息（見遙測技術(shù)）。雷達和光學等跟蹤系統(tǒng)則從地面觀測飛行器的運動參數(shù)，處理后可得出飛行器飛行軌跡、彈道或軌道的數(shù)據(jù)，作為預(yù)報和軌道控制的依據(jù)(見無線電跟蹤測量系統(tǒng)、光學跟蹤測量系統(tǒng))。電視手段則是用電視攝像機攝取飛行器內(nèi)部或外部景物圖像，將其變換為電信號發(fā)送到地球站。地球站將電信號又轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈱W圖像，顯示在電視屏幕上（圖1）。

航天器的數(shù)據(jù)由若干地球站（包括測量船和測量飛機）分別進行收集，地球站分布全國或全球。隨著地球的自轉(zhuǎn)和航天器的運動，航天器從一個站的觀測區(qū)域進入另一個站的觀測區(qū)域。各個地球站將觀測數(shù)據(jù)送往航天控制中心。一些數(shù)據(jù)須實時加工處理，供航天控制中心監(jiān)視、控制航天器使用；另一些數(shù)據(jù)被存貯起來，供以后分析研究之用，例如探測行星、太陽的有關(guān)數(shù)據(jù)，載人飛船某些性能的數(shù)據(jù)，空間環(huán)境數(shù)據(jù)等。測量船、測量飛機是活動的測量站，可以部署在最有利的位置，接收航天器發(fā)出的各種數(shù)據(jù)，以彌補地面臺站的不足。

數(shù)據(jù)處理

為了傳輸和處理的方便，航空航天工程中的數(shù)據(jù)常采取電信號，電信號分為模擬和數(shù)字兩種形式。以模擬形式表示的數(shù)據(jù)，通常被變換為數(shù)字形式再行處理。航天活動中，航天測控站、測量船和測量飛機收集以數(shù)字形式表示的大量數(shù)據(jù)，及時地加以記錄、整理和計算，加工成可供使用的信息，根據(jù)需要分別進行實時處理或事后處理。航天器軌道數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)見圖 2。

實時處理

在接收數(shù)據(jù)的同時進行數(shù)據(jù)加工、并輸出，為飛行安全、指揮顯示、控制導(dǎo)引、捕獲目標等設(shè)備提供可靠的依據(jù)。數(shù)據(jù)加工前先經(jīng)計算機編選和合理性檢查，然后用統(tǒng)計估算方法求出需要的參數(shù)。實時處理須在極短時間內(nèi)對大量信息進行計算，有嚴格的時間限制，因此需要采用高速計算機。例如對載人飛船發(fā)回的數(shù)據(jù)，常由多臺高速計算機同時進行實時處理，計算出飛船的飛行軌道，預(yù)報未來的軌道，一旦飛行中出現(xiàn)故障立即告訴航天員如何采取措施或直接由地面采取應(yīng)急措施。這些數(shù)據(jù)還須及時傳送到全國或全球的地球站。

事后處理

事后處理不受時間限制，與實時處理相比時間較長，但精度很高。事后處理的一般步驟是：

（1）復(fù)原：信息傳輸時已把測得的物理量轉(zhuǎn)化為數(shù)碼。數(shù)據(jù)復(fù)原則是將數(shù)碼按照一定的關(guān)系變換為所需要的數(shù)據(jù)。

（2）合理性檢查：又稱數(shù)據(jù)檢擇，把數(shù)據(jù)中不合理的值剔除，保持數(shù)據(jù)序列的合理性或連續(xù)性。

（3）誤差修正：測量數(shù)據(jù)一般含有系統(tǒng)誤差和隨機誤差。無線電測量中修正的系統(tǒng)誤差包括：各站之間時間不一致的誤差、無線電波在航天器與地球站之間傳播的折射誤差、各站地理位置換算造成的誤差和測量儀器本身的誤差等。

（4）平滑或濾波：用最小二乘法、卡爾曼濾波方法或其他統(tǒng)計估算方法，對數(shù)據(jù)進行平滑或濾波，以消除測量中的隨機誤差和某些不能事先修正的系統(tǒng)誤差，以獲得精確的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)存貯

飛行器數(shù)據(jù)存貯常用的裝置有磁帶記錄器、磁盤存貯器、磁膜、膠卷和紙帶等，其中以磁帶記錄器和磁盤存貯器較為常用。膠卷是存貯數(shù)據(jù)和圖像的理想方法之一，但照相易受氣象條件的影響。

數(shù)據(jù)采集正向綜合、多功能方向發(fā)展，例如對各種專用設(shè)備合并調(diào)整，實現(xiàn)一機多能，綜合完成跟蹤、測軌、遙測和控制等功能。由于航天器應(yīng)用日益廣泛，航天器與地球站之間的數(shù)據(jù)傳輸量將有很大增長。激光通信可以傳遞更大的信息量，將在空間技術(shù)中得到應(yīng)用。地球站對低軌道衛(wèi)星的跟蹤范圍有一定限制，為了擴大跟蹤范圍，地球站的部分功能將向衛(wèi)星中繼站轉(zhuǎn)移。（見跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星、航天測控和數(shù)據(jù)采集網(wǎng)、編碼與信息處理）

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標簽：shuju caiji he chuli、數(shù)據(jù)采集和處理

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文章名稱：《數(shù)據(jù)采集和處理》

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