遥测技术

对被测量对象的参数进行远距离测量的技术

遥测技术，对被测量对象的参数进行远距离测量的一种技术，起源于19世纪初叶。

组成

遥测是通过遥测系统进行的。遥测系统由三部分组成：（1）输入设备，包括传感器和变换器。传感器把被测参数变成电信号，变换器把电信号变换成适合于多路传输设备输入端要求的信号。（2）传输设备，是一种多路通信设备。它可以是有线通信或无线电通信，既可传输模拟信号也可传输数字信号。目的是把输入设备输入的信号不失真地传到终端。（3）终端设备，它的功能是接收信号，对信号进行记录，显示和处理，以获得测量结果。

发展概况

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、导弹和航天器的试验，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

综述

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。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。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。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。

航天遥测特点

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弹水下发射时，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）

目的

遥测不仅为了获得数据，而是要为遥控目标物体提供实时数据，常和遥控结合在一起。遥测作为一门综合技术，随着电子技术的发展而迅速发展，应用十分广泛。

应用

在宇宙探索中，遥测技术帮助了解太阳系遥远天体上的气温、大气构成和表面情况；投放在敌方的遥测仪器能传回许多情报；取得导弹和飞机的飞行数据；收集核试验情况也要靠遥测技术。在工业上遥测技术使许多庞大的系统高效安全运行，如电力、输油、输气系统、城市自来水、煤气和供暖系统等。在研究动物的生活习性中，遥测技术也是有力的手段，动物带上有传感器的发报机后，在实验室就可研究野外动物的动态。遥测技术也用在医学上，如测定宇航员和登山队员身体情况。医术高明的大夫利用遥测技术能为偏僻地区的病人服务。

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