一種靶場(chǎng)試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

于 峰，郭 珈

一種靶場(chǎng)試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

于 峰，郭 珈

（中國(guó)人民解放軍91550部隊(duì)41分隊(duì) 大連 116018）

針對(duì)靶場(chǎng)試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種遙測(cè)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)。作為靶場(chǎng)測(cè)試流程和飛行結(jié)果判別的重要環(huán)節(jié)，遙測(cè)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)了繁雜測(cè)試數(shù)據(jù)處理與發(fā)布、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)判讀與服務(wù)等功能。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為靶場(chǎng)數(shù)字化建設(shè)提供了重要支撐，具有較強(qiáng)的實(shí)用性與推廣價(jià)值。

靶場(chǎng)試驗(yàn)；數(shù)據(jù)處理分析；設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引 言

隨著靶場(chǎng)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，遙測(cè)系統(tǒng)為了對(duì)飛行器測(cè)試、飛行過(guò)程中所有設(shè)備的功能、性能和工作細(xì)節(jié)等做出快速準(zhǔn)確有效的判斷，需要對(duì)大量的飛行器遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。飛行器遙測(cè)數(shù)據(jù)處理分析貫穿于整個(gè)靶場(chǎng)試驗(yàn)的全過(guò)程中，快速正確的遙測(cè)數(shù)據(jù)處理是試驗(yàn)結(jié)果鑒定評(píng)估的前提，其結(jié)果直接決定靶場(chǎng)試驗(yàn)的工作效率和質(zhì)量。本文針對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種從數(shù)據(jù)接收到數(shù)據(jù)處理分析等全過(guò)程的一體化數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)服務(wù)的質(zhì)量和效率，為靶場(chǎng)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展提供支撐。

1 系統(tǒng)組成與工作原理

靶場(chǎng)試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)組成如圖1所示。工作站實(shí)時(shí)接收遙測(cè)原碼數(shù)據(jù)，進(jìn)行挑路及幀重構(gòu)，按數(shù)據(jù)處理要求進(jìn)行解算并發(fā)布至數(shù)據(jù)判讀終端與測(cè)試指揮中心的中心顯示系統(tǒng)，同時(shí)將原碼數(shù)據(jù)與處理結(jié)果上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)。服務(wù)器對(duì)工作站處理的數(shù)據(jù)和各系統(tǒng)單元測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及管理。

圖1 數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)組成圖

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件、數(shù)據(jù)管理軟件和數(shù)據(jù)判讀與分析軟件。

① 數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件

數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件接收遙測(cè)檢測(cè)站PCM流數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析，按照用戶配置的參數(shù)信息處理出結(jié)果，并發(fā)送至數(shù)據(jù)管理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，主要包括高碼率遙測(cè)幀重構(gòu)模塊、總線數(shù)據(jù)處理模塊、輔助判讀模塊和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊等。

② 數(shù)據(jù)管理軟件

數(shù)據(jù)管理軟件接收并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件發(fā)送的原始數(shù)據(jù)，按試驗(yàn)項(xiàng)目建立存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)；實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，并實(shí)時(shí)顯示。軟件支持參數(shù)信息的裝訂導(dǎo)入，能夠?qū)?shù)配置信息進(jìn)行正確性校驗(yàn)，能夠?qū)v次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移和備份，支持相同格式單元測(cè)試數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。數(shù)據(jù)管理軟件主要包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊、實(shí)時(shí)檢測(cè)參數(shù)配置模塊、多終端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和發(fā)布模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)配置導(dǎo)入模塊等。

③ 數(shù)據(jù)判讀與分析軟件

數(shù)據(jù)判讀與分析軟件根據(jù)不同的測(cè)試狀態(tài)和測(cè)試流程，自動(dòng)完成遙測(cè)參數(shù)的判讀工作；能夠以曲線、列表等不同方式顯示數(shù)據(jù)處理結(jié)果；支持不同試驗(yàn)數(shù)據(jù)的橫向比對(duì)，存儲(chǔ)不同任務(wù)、不同狀態(tài)下的判據(jù)，能夠?qū)ε袚?jù)進(jìn)行創(chuàng)建、編輯、刪除和復(fù)制；支持用戶、角色和權(quán)限的分級(jí)數(shù)據(jù)、判據(jù)等分級(jí)管理；支持判讀結(jié)果報(bào)告自動(dòng)生成，報(bào)告能夠基于網(wǎng)絡(luò)完成簽署、確認(rèn)。數(shù)據(jù)判讀與分析軟件主要包括數(shù)據(jù)自動(dòng)判讀模塊和數(shù)據(jù)比對(duì)分析模塊等內(nèi)容。

2 系統(tǒng)工作流程

數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)信息流程如圖2所示。

數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件負(fù)責(zé)試驗(yàn)全部遙測(cè)數(shù)據(jù)的處理功能，接收遙測(cè)地面檢測(cè)站軟件發(fā)送的UDP組播數(shù)據(jù)；接收到數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件根據(jù)配置的參數(shù)處理信息完成數(shù)據(jù)處理，并將處理結(jié)果通過(guò)UDP組播轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)管理軟件。

數(shù)據(jù)管理軟件根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目建立存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)接收到數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件發(fā)送的處理結(jié)果后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。用戶可通過(guò)數(shù)據(jù)管理軟件的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊對(duì)測(cè)試過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

試驗(yàn)完成后，數(shù)據(jù)判讀與分析軟件讀取數(shù)據(jù)管理軟件存儲(chǔ)在硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)文件，并調(diào)用判據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)判讀，并生成報(bào)告。軟件也可調(diào)用之前存儲(chǔ)的歷次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同試驗(yàn)的橫向比對(duì)。

圖2 數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)信息流圖

數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互涉及到了從數(shù)據(jù)的生成到數(shù)據(jù)的計(jì)算處理、分發(fā)及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、調(diào)用的整個(gè)過(guò)程。整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，涉及到了數(shù)據(jù)與各業(yè)務(wù)單元及上級(jí)之間的上傳，需根據(jù)各級(jí)對(duì)數(shù)據(jù)的需求不同，進(jìn)行系統(tǒng)之前的對(duì)接及數(shù)據(jù)的傳輸，預(yù)留各類(lèi)數(shù)據(jù)接口是數(shù)據(jù)整個(gè)生命周期的必要環(huán)節(jié)。

3 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件

數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件框架采用插件式設(shè)計(jì)，架構(gòu)圖如圖3所示，包括框架與數(shù)據(jù)處理插件兩個(gè)部分。

圖3 數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件架構(gòu)

①框架為整個(gè)軟件的基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)完成對(duì)遙測(cè)全幀的基礎(chǔ)處理、參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)讀取和結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)試驗(yàn)基礎(chǔ)信息建立，主要完成參數(shù)信息讀取、測(cè)試信息選擇、遙測(cè)幀接收、遙測(cè)幀存儲(chǔ)、遙測(cè)數(shù)據(jù)變幀判斷、遙測(cè)數(shù)據(jù)起飛時(shí)間尋找、遙測(cè)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)正確性判斷、試驗(yàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、測(cè)試基礎(chǔ)信息存儲(chǔ)等功能。

②數(shù)據(jù)插件負(fù)責(zé)完成各類(lèi)數(shù)據(jù)的處理，并將結(jié)果存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)類(lèi)型包括緩變參數(shù)、指令參數(shù)、控制計(jì)算機(jī)字參數(shù)、計(jì)算機(jī)字參數(shù)、慣組計(jì)算機(jī)字參數(shù)、緩變復(fù)用參數(shù)、串口參數(shù)、速變參數(shù)、二次計(jì)算參數(shù)、1553B數(shù)據(jù)。以1553B數(shù)據(jù)為例，其中計(jì)算機(jī)字處理最為復(fù)雜，其處理流程如圖4所示。

圖4 計(jì)算機(jī)字處理流程

數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件運(yùn)行后，首先由主框架初始化各用戶界面及中心調(diào)度內(nèi)核。中心調(diào)度內(nèi)核主要負(fù)責(zé)控制軟件內(nèi)部的各項(xiàng)處理操作及內(nèi)部數(shù)據(jù)的調(diào)度、各處理功能模塊的初始化、建立處理線程和維持線程間通信。數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、鏈接Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)獲取各模塊的共用信息。進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，由數(shù)據(jù)提供模塊獲取網(wǎng)絡(luò)組播遙測(cè)原碼數(shù)據(jù)幀，并存入循環(huán)緩存區(qū)中。內(nèi)核負(fù)責(zé)將原碼數(shù)據(jù)幀發(fā)送至找起飛、變幀判斷、分塊等預(yù)處理功能模塊，并將數(shù)據(jù)處理信息、遙測(cè)原碼和預(yù)處理信息送入緩變、指令、計(jì)算機(jī)字、總線等數(shù)據(jù)處理線程并行處理。完成處理后將處理結(jié)果存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，并送至數(shù)據(jù)發(fā)布模塊，完成數(shù)據(jù)處理結(jié)果的存儲(chǔ)和發(fā)布。

數(shù)據(jù)處理與發(fā)布軟件采用MFC單視圖框架，為了實(shí)現(xiàn)軟件的靈活性和通用性，除主框架外各功能模塊均以MFC擴(kuò)展動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方式進(jìn)行封裝。結(jié)合軟件的處理流程，對(duì)劃分出的軟件部件進(jìn)行物理設(shè)計(jì)，可以劃分為程序主框架模塊、中心調(diào)度內(nèi)核模塊、數(shù)據(jù)中心模塊、公共方法模塊、變幀判斷模塊、找起飛模塊、數(shù)據(jù)提供模塊、文件控制模塊、數(shù)據(jù)發(fā)布模塊、緩變參數(shù)處理模塊、指令參數(shù)處理模塊、計(jì)算機(jī)字參數(shù)處理模塊、1553B總線參數(shù)處理模塊、速變參數(shù)處理模塊、二次計(jì)算參數(shù)處理模塊、串口參數(shù)處理模塊共16個(gè)模塊。

3.2 數(shù)據(jù)管理服務(wù)軟件

數(shù)據(jù)管理服務(wù)軟件分為兩個(gè)大的部件：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件和數(shù)據(jù)通信服務(wù)部件。兩個(gè)部件間基于單播網(wǎng)絡(luò)通信，可實(shí)現(xiàn)分布式部署。每個(gè)部件均由若干部件（模塊）組成，如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)管理軟件模塊圖

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件存在兩種存儲(chǔ)模式，壓縮存儲(chǔ)和非壓縮存儲(chǔ)。非壓縮模式下，存儲(chǔ)全部原始數(shù)據(jù)。壓縮模式下，除保存全部原始數(shù)據(jù)外，提取年、月、日數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，即數(shù)據(jù)按年、月、日、原始共4級(jí)視圖組織數(shù)據(jù)，每一級(jí)壓縮的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)控制在10萬(wàn)個(gè)點(diǎn)以內(nèi)；原始數(shù)據(jù)8小時(shí)存儲(chǔ)一個(gè)文件。各級(jí)壓縮文件在試驗(yàn)?zāi)夸浵陋?dú)立建目錄，一個(gè)視圖對(duì)應(yīng)一個(gè)壓縮文件目錄；指令數(shù)據(jù)不壓縮，各視圖內(nèi)均保存對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)的全部指令數(shù)據(jù)。啟動(dòng)存儲(chǔ)軟件時(shí)，可以選擇是否采用壓縮存儲(chǔ)模式。

數(shù)據(jù)通信服務(wù)部件主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透?jìng)鬓D(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù)據(jù)的挑路等三種功能。數(shù)據(jù)的透?jìng)鬓D(zhuǎn)發(fā)是指接收到數(shù)據(jù)后不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)地址；數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及轉(zhuǎn)發(fā)是指接收到數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換為約定格式的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)；數(shù)據(jù)的挑路是指從接收到的數(shù)據(jù)中根據(jù)配置挑選參數(shù)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部件程序框架包括主程序模塊、存儲(chǔ)控制模塊、存儲(chǔ)狀態(tài)管理模塊、緩沖區(qū)管理模塊、數(shù)據(jù)源模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)文件輸出模塊、數(shù)據(jù)壓縮模塊、底層通用模塊、日志模塊、配置管理模塊、網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊，共12個(gè)模塊。

數(shù)據(jù)通信服務(wù)部件程序框架包括主程序模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、緩沖區(qū)模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、配置管理模塊、狀態(tài)顯示模塊，底層通用模塊，共8個(gè)模塊。

3.3 數(shù)據(jù)判讀與分析軟件

數(shù)據(jù)判讀與分析軟件由基礎(chǔ)部件和模塊部件兩部分組成。

基礎(chǔ)部件又由BaseLib模塊和DataIP模塊組成。BaseLib模塊定義了全局性的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)類(lèi)型、公用類(lèi)（方法），程序其他模塊引用該模塊的動(dòng)態(tài)庫(kù)以調(diào)用該模塊定義的類(lèi)型、方法完成功能。DataIP模塊是整個(gè)軟件的主模塊，軟件main函數(shù)以及主窗體都在該模塊中，該模塊會(huì)調(diào)用其它各模塊，展現(xiàn)出整個(gè)軟件的全部功能。

模塊部件主要由人工判讀模塊、自動(dòng)判讀模塊、自動(dòng)判讀判據(jù)編寫(xiě)模塊、自動(dòng)判讀結(jié)果模塊、用戶管理模塊、曲線繪制模塊、判讀報(bào)告管理模塊、訪問(wèn)數(shù)據(jù)源接口模塊、訪問(wèn)接口控制模塊組成。

該平臺(tái)以智能判讀內(nèi)核與結(jié)果集為核心，智能判讀內(nèi)核讀取數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，并選擇判據(jù)管理模塊中的判據(jù)集，根據(jù)判據(jù)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行判讀，將判讀結(jié)果保存至結(jié)果集中，數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)結(jié)果監(jiān)測(cè)與報(bào)告生成模塊均以結(jié)果集為輸入，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析工作。其中，事后數(shù)據(jù)分析模塊完成數(shù)據(jù)的表格展現(xiàn)與曲線展現(xiàn)功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的精確分析。實(shí)時(shí)結(jié)果監(jiān)測(cè)模塊根據(jù)結(jié)果集的參數(shù)變化實(shí)時(shí)更新監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，以數(shù)字刷新與曲線兩種方式進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與判讀，并給出實(shí)時(shí)判讀的結(jié)果。報(bào)告生成模塊根據(jù)結(jié)果集中給出的結(jié)果自動(dòng)生成判讀報(bào)告。判據(jù)管理模塊負(fù)責(zé)判據(jù)的描述、編輯、判據(jù)狀態(tài)管理等。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 基于插件式架構(gòu)的總體框架設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)處理與發(fā)布系統(tǒng)總體框架采用插件式架構(gòu)，抽象出數(shù)據(jù)提取器、幀提取器、數(shù)據(jù)處理器等多個(gè)插件接口，插件采用統(tǒng)一接口設(shè)計(jì)，每一個(gè)插件均是實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)接口的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，由插件管理器進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別與加載。實(shí)時(shí)處理框架根據(jù)系統(tǒng)配置創(chuàng)建若干個(gè)數(shù)據(jù)處理線程，根據(jù)配置中插件的類(lèi)別，數(shù)據(jù)處理線程對(duì)象向插件管理器請(qǐng)求創(chuàng)建插件服務(wù)，生成所需的各插件，各插件相互協(xié)作，完成數(shù)據(jù)處理與輸出的功能。通過(guò)系統(tǒng)配置，每個(gè)數(shù)據(jù)處理線程均可選擇已有的合適插件，使得應(yīng)用程序在框架與已有構(gòu)件的基礎(chǔ)上配置而成，可實(shí)現(xiàn)“零代碼編寫(xiě)”的理想目標(biāo)?；诓寮脑O(shè)計(jì)具有良好的可重用性與可擴(kuò)展性，能把擴(kuò)展功能從框架中剝離出來(lái)，降低框架的復(fù)雜度，讓框架更容易實(shí)現(xiàn)；降低擴(kuò)展功能與框架之間耦合度，兩者在保持接口不變的情況下，可以獨(dú)立變化和發(fā)布。該架構(gòu)設(shè)計(jì)使系統(tǒng)具備了良好的可擴(kuò)展性，通過(guò)開(kāi)發(fā)和重構(gòu)插件，實(shí)現(xiàn)新數(shù)據(jù)類(lèi)型的處理功能，滿足未來(lái)新的靶場(chǎng)試驗(yàn)需求，插件配置重構(gòu)時(shí)間僅取決于實(shí)現(xiàn)新功能的規(guī)模和復(fù)雜度。

基于插件的擴(kuò)展性被認(rèn)為是當(dāng)前擴(kuò)展進(jìn)化一個(gè)系統(tǒng)的最具有實(shí)踐意義的安全方式。插件使得第三方開(kāi)發(fā)人員可以為系統(tǒng)做增值工作，也可以使其他開(kāi)發(fā)人員增加新的功能而不破壞現(xiàn)有的核心功能。插件還能將關(guān)注點(diǎn)分開(kāi)，保證隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

4.2 高碼率遙測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理與存儲(chǔ)

高碼率遙測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理與存儲(chǔ)主要通過(guò)插件式架構(gòu)和動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理實(shí)現(xiàn)。

① 插件式架構(gòu)

數(shù)據(jù)處理與發(fā)布系統(tǒng)應(yīng)用插件式架構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)全類(lèi)型數(shù)據(jù)（緩變、指令、速變、串行數(shù)據(jù)、總線數(shù)據(jù)、復(fù)用數(shù)據(jù)等）的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)解析，能夠適應(yīng)不同幀結(jié)構(gòu)、不同數(shù)據(jù)類(lèi)型、不同處理方法的重構(gòu)、解析、處理和分發(fā)。

② 動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理

應(yīng)用內(nèi)存重構(gòu)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。當(dāng)前航天飛行器遙測(cè)數(shù)據(jù)量是傳統(tǒng)型號(hào)數(shù)據(jù)量的5～10倍，瞬時(shí)數(shù)據(jù)量可達(dá)8 MB/s，數(shù)據(jù)管理軟件應(yīng)用了動(dòng)態(tài)內(nèi)存控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全部數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，確保了軟件系統(tǒng)的整體處理效率和存儲(chǔ)效率。傳統(tǒng)模式下，通常在每次試驗(yàn)結(jié)束后，再啟動(dòng)數(shù)據(jù)事后處理軟件對(duì)遙測(cè)存盤(pán)源碼進(jìn)行回放處理，處理完畢后才可以開(kāi)展數(shù)據(jù)判讀工作。以某固體運(yùn)載火箭型號(hào)靶場(chǎng)試驗(yàn)為例，時(shí)間長(zhǎng)度約一千多秒的試驗(yàn)數(shù)據(jù)從轉(zhuǎn)換處理到生成數(shù)據(jù)結(jié)果的時(shí)間為四十分鐘左右。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理與存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了該火箭型號(hào)5 MB/s遙測(cè)數(shù)據(jù)源碼的實(shí)時(shí)處理與數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，在試驗(yàn)流程結(jié)束的同時(shí)，遙測(cè)源碼數(shù)據(jù)已完成了轉(zhuǎn)換處理，具備開(kāi)展數(shù)據(jù)判讀的條件，從而省去了數(shù)據(jù)回放處理所需時(shí)間，能有效提高測(cè)試效率。

4.3 飛行器遙測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)判讀技術(shù)

① 遙測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)判讀

IPL語(yǔ)言是Information Processing Language的縮寫(xiě)，即信息處理語(yǔ)言，通過(guò)對(duì)信息進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能判讀。該語(yǔ)言是面向特定領(lǐng)域自定義的一門(mén)高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，可進(jìn)行判據(jù)描述和自動(dòng)判讀設(shè)計(jì)，現(xiàn)已具備較強(qiáng)的判據(jù)描述能力及基本的數(shù)據(jù)計(jì)算與分析能力。IPL語(yǔ)言的發(fā)展目標(biāo)是一種面向航天領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析語(yǔ)言，與測(cè)試數(shù)據(jù)、自動(dòng)生成報(bào)告實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成，為飛行器總體與各系統(tǒng)提供便捷、集成化、自動(dòng)化的數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

應(yīng)用IPL語(yǔ)言進(jìn)行自動(dòng)判讀的基本原理是通過(guò)數(shù)學(xué)建模的形式模擬飛行器的實(shí)際處理過(guò)程，以飛行器實(shí)際輸入作為數(shù)學(xué)模型的輸入，計(jì)算得到飛行器輸出參數(shù)的理論值，將理論值與彈上輸出參數(shù)的實(shí)際值進(jìn)行比對(duì)判讀，如圖6所示。通過(guò)設(shè)定理論值與實(shí)際值差異的閾值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)判讀。閾值的選取與被測(cè)參數(shù)的測(cè)量量程相關(guān)，通常情況下選取量程的±（1%～2%），如果差值小于該閾值，可判定該參數(shù)在合格范圍。以某固體火箭型號(hào)靶場(chǎng)試驗(yàn)為例，各參試系統(tǒng)測(cè)量參數(shù)總計(jì)三千余項(xiàng)，在傳統(tǒng)的人工數(shù)據(jù)判讀模式下，單次試驗(yàn)各系統(tǒng)數(shù)十名測(cè)試人員完成對(duì)上述參數(shù)的數(shù)據(jù)判讀所需時(shí)間約四到五個(gè)小時(shí)，應(yīng)用自動(dòng)判讀系統(tǒng)后，完成對(duì)所有參數(shù)的判讀僅用時(shí)不到一個(gè)小時(shí)，數(shù)據(jù)判讀時(shí)間縮短為原來(lái)的五分之一，大幅提高了測(cè)試效率。另外，傳統(tǒng)模式數(shù)據(jù)判讀的準(zhǔn)確度也依賴于測(cè)試人員的認(rèn)真程度和專(zhuān)注度，容易出現(xiàn)漏判、誤判等情況，自動(dòng)判讀系統(tǒng)通過(guò)機(jī)器計(jì)算和趨勢(shì)分析，提高了數(shù)據(jù)判讀的準(zhǔn)確率。

② 數(shù)據(jù)判讀報(bào)告的自動(dòng)生成

數(shù)據(jù)判讀與分析系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)判讀與判讀報(bào)告生成進(jìn)行了一體化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，完成自動(dòng)判讀后，系統(tǒng)自動(dòng)生成判讀結(jié)果的報(bào)告，整個(gè)過(guò)程不需要人工干預(yù)，大大減少了數(shù)據(jù)判讀人員每次編寫(xiě)報(bào)告的時(shí)間，將更多的時(shí)間與精力放在飛行器遙測(cè)數(shù)據(jù)的深入分析上，而在傳統(tǒng)測(cè)試模式下，每次試驗(yàn)判讀報(bào)告的編寫(xiě)均需要兩個(gè)小時(shí)左右。

圖6 數(shù)據(jù)自動(dòng)判讀工作原理

5 結(jié)束語(yǔ)

靶場(chǎng)試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)在Windows 7系統(tǒng)下采用C++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，研制遵循了通用化、系列化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，其實(shí)用性和準(zhǔn)確性經(jīng)過(guò)了靶場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證。傳統(tǒng)試驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，每次全系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)處理和判讀均需要12小時(shí)左右，數(shù)據(jù)判讀依賴于人工分析計(jì)算。該系統(tǒng)應(yīng)用于靶場(chǎng)試驗(yàn)后，數(shù)據(jù)處理及判讀時(shí)間縮短到一小時(shí)以內(nèi)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)判讀技術(shù)也極大地提高了數(shù)據(jù)計(jì)算分析的準(zhǔn)確性，節(jié)省了人力，壓縮了靶場(chǎng)試驗(yàn)周期。該系統(tǒng)的應(yīng)用提高了飛行器靶場(chǎng)測(cè)試的質(zhì)量和效率，極大地推動(dòng)了靶場(chǎng)測(cè)試技術(shù)的數(shù)字化智能化發(fā)展，為靶場(chǎng)試驗(yàn)鑒定評(píng)估做出了重要貢獻(xiàn)。

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Design and implementation of telemetry data processing and analysis system for aircraft range test

YU Feng, GUO Jia

（Unit 41 of Troop 91550, Dalian, 116018, China）

Focusing on the characteristics of the telemetry data in the range test, a telemetry data processing and analysis system is designed. As an important role of test process and result analysis, the telemetry data processing and analysis system is used to deal with complicated data, publish and manage the data, also serves as data interpretation. The system is easy to be used and spread, and its design and implementation can provide a strong support for digital range construction.

Range test; Data processing and analysis; Design and implementation

TP319

A

CN11-1780(2022)01-0098-07

10.12347/j.ycyk.20210717001

于峰, 郭珈.一種靶場(chǎng)試驗(yàn)遙測(cè)數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 遙測(cè)遙控, 2022, 43(1): 98–104.

DOI：10.12347/j.ycyk.20210717001

: YU Feng,GUO Jia. Design and implementation of telemetry data processing and analysis system for aircraft range test[J]. Journal of Telemetry, Tracking and Command, 2022, 43(1): 98–104.

于 峰 1967年生，碩士，正高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)轱w行器試驗(yàn)總體。

郭 珈 1983年生，博士，工程師，主要研究方向?yàn)轱w行器遙測(cè)遙控技術(shù)。

2021-07-17

2021-09-14

Website: ycyk.brit.com.cn Email: ycyk704@163.com

(本文編輯：楊秀麗)