一体化试验遥测网络的发展与思考

陈志毅 玄志武

摘  要：随着装备试验正在向空天地一体化试验方向发展，遥测技术正逐步从“单向、点对点”传统模式转向“双向、多点对多点的空地一体化”综合遥测网络模式。文章从国内外遥测现状出发，分析了遥测技术面临的挑战，并结合美国遥测网络系统的概念，讨论了遥测系统发展趋势。

关键词：一体化;试验;遥测

中图分类号：TP393         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）06-0077-02

随着空地一体、全球网格等网络为中心的大型复杂系统的出现，综合网络系统已成为未来的主要模式。过去的方式以单一平台为中心，主要依靠自身传感器和系统，相互之间比较独立，没有形成网络实现信息共享;当前和未来的发展趋势是在“以网络为中心”的背景下，单一平台的性能发挥取决于整个设备系统的发展[1]。每个分散的业务要素通过全球信息网络联网，共享战场态势感知，协调统一行动，将信息优势转化为行动优势，充分发挥整体效力。

现有的试验和评估方法已不再适用于基于网络的大规模复杂系统测试和评估需求，正在向空地一体化测试网络发展，测试环境也将从真实的大气层变为复杂的电磁环境和网络空间。因此，美国对测试与评估提出了新的要求，并正在向空地一体化测试网络发展。遥测技术也逐渐从“单向，点对点”传统模式转变“双向，多点到多点空地一体化”综合遥测网络模式[2]。本文从国内外遥测现状出发，分析了遥测技术面临的挑战，并结合美国遥测网络系统的概念和技术实现，讨论了遥测系统发展趋势。

1 空中飞行试验遥测技术现状及发展

1.1 国外遥测技术现状

目前，美国飞行试验模式主要分为独立试验与联合试验。独立试验一般针对短程、单一试验，而对于巡航飞行试验，区域可能长达数千公里，为实现全程测量，美国设计的航线尽量穿越现有测试的路线，使用现有的若干雷达和光学测量设备组成测量和控制网络进行分割测量，重点保障典型地形匹配区的轨迹测量，需要动用多个跟踪测控设备一起来联合试验，通过地面遥测站和空中测量飞机组网实现数据的采集和中继。

美国在遥测技术研究方面一直处于国际领先水平，其研究主要在兩个方向进行[3]：一个方向是基于单向、点到点、串行流遥测（SST）技术，主要体现在IRIG106标准的每两年修订版上，其卓越的技术特点是高可靠性和强大的实时传输;另一个方向是遥测网络技术研究方面，主要体现在iNET遥测网络标准的研究上，其卓越的技术特点是可互操作、可重复使用和可重新配置的动态网络，实时和准实时的遥测数据传输、遥测数据错误恢复和动态频谱资源管理等。

1.2 国内遥测技术现状

经过几十年的发展，我国测控系统已达到一定的规模，测控系统主要包括陆基固定测控站系统，陆基移动测控站系统，海基船站测控系统。可实现对我国发射的各种航天飞行器测控，广泛应用于试验、航天器发射以及飞行器运行管理等。

遥测标准也基本上参考了IRIG106标准，遥测调制主要使用PCM/FM。随着IRIG106标准不断完善以及iNET标准的引入，它引起了国内研究机构和学者的关注。在过去十年中，中国在遥测领域取得了一些技术成果，如调频遥测性能增强技术，实时软件基带技术，加密和解密技术，信道编码和解码技术，高比特率数字遥测调制传输技术。然而与欧洲和美国等发达国家相比，遥测标准的修订，新遥测技术的应用以及网络遥测系统的建设仍然存在一些差距。

2 遥测技术面临的挑战

2.1 体系与体系的对抗

未来是体系之间的对抗，以一个单独的单元来对抗一个体系，绝不是一个等级上的较量！基于信息系统的系统的运行能力是决定结果的关键。系统对抗训练逐步形成，训练模式机制正在发生变化。因此，组织系统对抗训练，综合联合训练和复杂环境训练是军事训练转型的正确含义。这就需要对当前的测量和控制标准以及超前标准进行适当的处理。基于物理测试的传统实验模型已无法满足新模型下复杂系统的开发需求。随着军事装备技术的不断完善，在真实环境条件下对大型复杂系统的测试变得越来越迫切，需要联合分布式仿真测试和评估技术来提高系统的测试和评估能力[4]。

2.2 使用与效能评估

效能是指系统在特定条件下满足指定使用目标的能力。“特定条件”是指环境条件，时间，人员和使用方法等因素;“指定使用目标”是指要达到的目的;“能力”是指目标的定量或定性实现程度。效果评估是基于影响设备性能的主要因素，使用一般系统分析方法，在收集信息的基础上，确定分析目标，建立能力测量算法，全面反映设备对指定目标的实现情况，最后给出衡量和评估设备有效性的指标。自20世纪70年代以来，美国建立了相对完整的测试系统。将军事训练计划与实验任务相结合，充分利用各种设备和装备以及参加试验的新装备。组织参与单位在接近实战条件下进行训练和演练[5，6]。

为了满足信息化网络的要求，测试将从单一的技术指标转变为使用性能测试和效能评估，测试对象转换为多系统平台和多平台系统。系统本身作为主要测试对象之一，具有结构复杂，速度更快，射程更长，制导复合和多态的特点。多方向、多批次、多高度和多平台协同样式将成为发展趋势。

2.3 测控信息安全与防护

我国测控系统主要采用统一载波测控体制，抗干扰性能差，需要研究先进的加解密算法及适用于空间测控与信息传输的抗干扰体制，如Ka频段扩频，跳频，自适应空间滤波等;结合测控通信系统的具体情况提出具体的数字信号处理技术、信道编译码技术等抗干扰措施。

3 一体化试验遥测网络

3.1 基于iNET的集成网络体系

增强型遥测集成网络（iNET）是一种网络架构，可实现测试资源的高效集成。iNET包括：遥测网络系统（TmNS，telemetrynetworksystem）、iNET外围设备（vNET，vehiclenetwork）和网络管理（NM，networkmanager）、频谱资源管理（SAM，spectrumassignmentmanager）外设配置、人机接口（HMI）等应用软件组成。它基本涵盖三个主要方面：航空，航天飞行试验，遥测传输和地面数据处理。

与传统的遥测系统相比，新的遥测网络系统保留了传统的PCM串行数据流（SST）点对点，实时遥测传输功能。新的远程和宽带RF网络数据链路使系统具有上行链路远程控制功能，从而增强了系统的下行链路遥测传输能力。可以在相同区域或多个区域中的多个不同测试环境（天，空和地）中实现多个测试对象之间的数据采集网络和遥测网络系统的集成和集成。

3.2 遥测系统发展趋势

西方国家的大多数飞行测试都是按照美国IRIG106遥测标准进行测试的。美国遥测标准通过持续改进，改进和补充，在各个阶段对飞行试验规范做出了合理的规定。然而，随着今天飞行测试中对遥测技术的需求不断增加，遥测技术正朝着“遥测加遥控”模式发展。

随着通信技术的发展，无线通信技术的应用越来越广泛、数字调制技术、新的传输协议等已得到很好的应用。地面数据处理系统是空中飞行试验遥测系统的重要组成部分，地面數据处理系统实现了网络化应用。远程，双向和宽带射频网络链路技术在遥测中的应用和实现，为遥测传输网络奠定了良好的基础。它还促进了测试系统与地面数据处理系统的集成。并与网络形成空间网络集成，测试资源高效整合遥测网络系统。

4 结束语

作为全球技术的领导者，美国的遥测技术发展趋势对航空飞行试验的未来发展具有重要的指导作用。到2025年，美国将实现全国海陆空遥测网络系统的整合。作为新一代遥测网络的典范，INET项目反映了遥测系统联网和空地一体化的发展趋势。随着信息和网络技术的迅猛发展，未来的遥测系统正向标准化、一体化和网络化发展，将为多目标测试提供全面的全覆盖遥测数据传输链路。

参考文献：

[1]杨廷梧.航空飞行试验遥测理论与方法[M].北京：国防工业出版社，2017，1：321-322.

[2]罗清华，彭宇，周鹏太，等.航空飞行试验新一代网络化遥测技术浅析[J].仪器仪表学报，2017，2：261-270.

[3]李宏伟，张华栋，山鹏.基于美国新版IRIG106标准的遥测技术分析[J].飞航导弹，2013（8）：54-57.

[4]杨廷梧.五维空间一体化试验体系的发展与思考[J].飞行力学，2016，10：1-6.

[5]王国盛，洛刚.美国一体化试验鉴定分析及启示[J].装备指挥技术学院学报，2010，4：95-98.

[6]钟志通，方立恭.美国试验训练结合状况[J].国防科技，2011，1：74-78.