В статье рассмотрено состояние развития автоматизированных комплексов обработки телеметрической информации (ТМИ) современных российских ракет-носителей. Проведен анализ эффективности применения автоматизированного комплекса обработки телеметрической информации ракет-носителей семейства «Ангара» и перспективы его развития.
Ключевые слова : автоматизированные комплексы обработки ТМИ, бортовые телеметрические системы, измерительная телеметрическая система «Орбита IV».
Введение
До недавнего времени использовались только два первых типа РН, на которых устанавливаются бортовые телеметрические системы типа БР-92 и БР-91 со структурой сигнала радиотелеметрической системы РТС-9. Для приёма и обработки данного типа сигналов несколько десятилетий использовались различные модификации телеметрических станций типа МА-9 (в настоящее время — МА-9МКТМ-3). Регистрация информации проводилась на магнитную ленту параллельным 16-ти разрядным кодом в структуре МЗУ (магнитного запоминающего устройства) и при помощи графических устройств на ЭХБ-И (электрохимическую бумагу). Анализ информации проводился исключительно по графикам, а оперативный — по блоку визуального наблюдения.
С появлением новых РН 14А14, 14А15 и семейства РН «Ангара» существенно изменился состав бортовых телеметрических систем и, соответственно, средств приёма и обработки. На РН «Союз-2» установлена бортовая радиотелеметрическая система цифровая (РТСЦ на 14А14, РТСЦ-3 на 14А15), разработанные предприятием РНИИ КП, а на РН семейства «Ангара» измерительная телеметрическая система «Орбита IV». Существенным отличием их от прежних систем является наличие в структуре сигнала цифровых массивов системы управления, подсистемы виброизмерений и аппаратуры спутниковой навигации. Кроме того, на РН «Союз-2», устанавливается система измерения быстроменяющихся параметров «СКУТ» структуры БРС-4, ранее не применявшаяся на РН среднего и легкого класса.
Естественно, что с появлением сигналов сложных структур использование имеющихся средств регистрации с ручной обработкой информации стало невозможным ввиду трудоёмкости процесса. Возникла необходимость автоматизированной обработки с использованием персональных электронно-вычислительных машин (ПЭВМ). В 90-е годы, когда велась разработка новых средств выведения и наземного оборудования, универсальных приёмно-регистрирующих средств нового поколения не существовало. Поэтому каждое предприятие стало разрабатывать свои системы со своим программным обеспечением.
Для приёма информации системы РТСЦ были заимствованы станции МА-9, а для её обработки поставлен комплекс автоматизированной обработки телеметрической информации (КАО ТМИ), произведенный НПО ИТ г. Королёв.
Для приёма информации ИТС «Орбита IV» РН семейства «Ангара» применяется станция МПРС-С и видеоканал коммутируемый через комплекс АКА НИСИ, а для её записи и обработки поставлена аппаратура «Литон-4», производства ООО Фирмы «Литон-2», г. Москва. Структура комплекса представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структура комплекса приёма и обработки информации системы «Орбита IV»
ТМ информация поступает от бортовой ТМ системы «Орбита IV» в виде телеметрического кодированного сигнала на видеочастоте или на радиочастоте. Видеокод прибора МБУ, передаваемый далее на модуляцию передатчиков системы или на кабельные линии связи, вырабатывается в последовательном двоичном коде (КИМ2). В таком виде ТМ информация поступает либо через АКА НИСИ на приёмник-преобразователь видеокода устройства «Мезон» (устройство «Мезон» подключено к ПЭВМ 1 рабочего места оператора регистрации ТМИ). Принятые сигналы подвергаются цифровой обработке в СБИС ПЛИС платы БИЗОН-3. Алгоритмы обработки задаются загруженной в ПЛИС конфигурацией, которая определяется прошивкой на заводе-изготовителе. После обработки полученного сигнала, ТМИ сформированная в виде блоков слов, вводится в ПЭВМ с использованием интерфейса USB. Кроме того, принятая информация выдается на выходные разъемы устройства «Мезон» в телеметрических форматах (ретрансляция принятой ТМИ)) либо через МПРС-С на приёмник-преобразователь УТС устройства «Фотон-А» (Устройство «Фотон-А» подключено к ПЭВМ 2 рабочего места обработки ТМИ. Для передачи на «Фотон-А» принятой ТМИ используется сечение УТС. Сигнал с МПРС-С подается на устройство «Фотон-А», где после обработки и разбивки на блоки вводится по каналу USB в ПЭВМ обработки ТМИ) и записывается на ПЭВМ1 (ПЭВМ2) программой WinDlg 4. Записанная ТМ информация в формате LTS (либо LTF) доступна для обработки комплексом программ «Кедр» разработки КБ «Салют» г. Москва. Данный комплекс программ позволяет обрабатывать записанные файлы ТМИ и производить вывод: в текстовом виде для проведения допускового контроля (как в ручном, так и автоматическом виде), в графическом виде, а так же выделение и обработку цифровых массивов системы управления и спутниковой навигации. Все программы работают под управлением операционной системой (ОС) Windows-7.
Преимущественной особенностью аппаратуры «Литон-4» от КАО ТМИ является наличие внутреннего блока времени предназначенного для привязки ТМИ к наземному времени (на КАО ТМИ возможна привязка к наземному времени только от МА-9, где команда НОВ подается в ручном режиме оператором и нет привязки к единому времени (СЕВ)). Привязка осуществляется в центральном блоке путем вставки в потоки ТМИ служебных блоков данных с временной информацией.
Вход СТВ устройства «Мезон» предназначен для ввода сигналов единого времени. Эти сигналы могут использоваться для синхронизации внутреннего блока времени к единому времени (СЕВ).
Внутренний блок времени, кроме СТВ, может синхронизироваться одним из следующих способов:
— единовременно по команде НОВ (сброс в 0) подаваемой оператором
— единовременно по команде ПРИВЯЗКА (запись в блок времени текущего времени ПЭВМ) подаваемой оператором
— непрерывно к временной шкале поступающему в выбранном потоке по входу УТС.
ИТС «Орбита IV» в сравнении с РТСЦ обладает большей информативностью, что достигается за счет более совершенной элементной базы и использования оптической кабельной сети. Это позволяет исключить использование дополнительных систем, таких как система «СКУТ» на РН «Союз-2», которая предназначена для регистрации быстро меняющихся параметров.
Если сравнить между собой КАО ТМИ и аппаратуру «Литон-4», то видно преимущество последней системы по аппаратной части. Это более мощные вычислительные средства способные обрабатывать большие массивы информации, поступающие от более информативной в сравнении с РТСЦ ИТС «Орбита IV». Улучшенные коммутационные устройства позволяющие производить коммутацию информационных потоков по различным схемам, что увеличивает надежность системы при выходе из строя отдельных компонентов. В части же программного обеспечения ПМО КАО ТМИ более совершенно, за 11 лет эксплуатации оно постоянно дорабатывалось и усовершенствовалось, учтены все замечания эксплуатирующей организации. Из этого вытекают пути дальнейшего совершенствования данных систем.
В части ПМО аппаратуры «Литон-4» следует продолжить её усовершенствование, увеличить надежность и стабильность работы ПМО, необходимо автоматизировать процесс проведения допускового контроля и поведения параметров, а так же оценку временных параметров функционирования при переходах из одной программы сбора в другую, как в условиях проведения испытаний РН на ТК так и на УСК.
Литература:
- Аппаратура регистрации и обработки ТМИ «ЛИТОН-4». Руководство по эксплуатации. БИГЕ 467621.304 РЭ.
- ИТС «Орбита-IV-АН5». Руководство по эксплуатации. ЯГАИ.468157.125 РЭ.
