[科普中国]-航天测量数据处理系统

基本功能

能对航天器及运载火箭的测量数据进行加工、计算、分析、显示、记录和存储的系统。其基本功能是对航天测控系统获取的大量测量数据进行计算和变换，减小或消除其误差，使其成为满足不同用户要求的各种信息。2

组成它由数据处理设备和数据处理软件组成。

数据处理设备以计算机为主体，此外还有洗印判读设备、磁记录重放设备、频谱分析仪、显示设备及存储设备等。数据处理软件包括系统软件和应用软件。2

分类航天测量数据处理分为实时处理和事后处理。

实时处理指在数据采集的同时对数据进行加工、计算并输出。它有严格的时间限制，为保证数据处理的快速性，通常采用大型计算机或多台计算机进行计算。实时处理结果通常予以实时显示并实时发送至用户。

事后处理指在数据采集结束之后对数据进行加工、计算。与实时处理相比，事后处理不受计算时间的严格限制，但要求达到较高的精度。跟踪测量数据事后处理的一般步骤是：

1、将经过传输而记录下来的测量数据转换为测量设备测得的原始物理量；

2、将不合理的数据(如野值)予以剔除，保持数据序列的合理性和连续性；

3、修正测量中的系统误差；

4、用统计方法对数据进行平滑或滤波；

5、用统计方法由测量数据计算出目标的位置、速度等参数及其精度。测数据事后处理的一般步骤是：

6、数据复原；

7、利用计算机进行数值计算或利用频谱分析仪进行分析处理；结果检查与输出。

事后处理结果除以报告的形式向用户提供外，需作为资料存储。2

处理方法(1)合理性检验。数据的合理性，首先应该从数据对应的时刻加以判别。需要进行跨天、过北处理。通过常识性的判别，就可以剔除那些违背常规的不合理数据。此外，还可以利用线性拟合外推的方法进行数据合理性检验。

(2)数据时标修正。由于无线电波传播速度有限，测量数据时标对应的测量量与当时航天器的状态并不一致，因此需要进行时标修正。不同基带设备所打时标不同，在载人航天工程中，USB测控系统的时标一般为信号接收时刻。因此，在数据处理过程中，需要将时标加上信号传播时延，即可获取对应航天器状态的时刻。

(3)大气折射修正。大气是不均匀的介质，当电波在大气中传播时，大气介质会使电波产生折射效应，使得传播速度改变和传播路径弯曲，最终导致雷达测量系统的折射误差。大气折射误差的修正包括对流层修正和电离层修正。对于s波段测量系统及其对应的测量精度而言，对流层折射延迟的影响远大于电离层折射，因此主要介绍工程中采用的简化模式。

(4)数据编辑与整理。主要完成对数据的重复性检验、排序处理，并生成符合接口要求的数据文件，供轨道确定使用。3