Устройство для контроля достоверности телеметрической информации

 

(72) Авторы изобретения

А.А.Ефименко и С.С.Кукушкин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДОСТОВЕРНОСТИ

ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и предназначено для контроля достоверности и исключения из выходных материалов недостоверных участков телеметрической информации.

Известно устройство для контроля достоверности телеметрической информации, которое содержит корреляционный приемник, один выход которого 1о соединен со входом блока управления, второй выход - с одним из входов блока обработки информации, последовательно соединенные блок селекции, блок вычитания и анализатор погрешности передачи, синхронизирующие входы которых подключены к выходу блока управления, информационные входы блока селекции соединены с другими выходами корреляционного приемника, а выходы анализатора погрешности передачи подключены ко входам блока обработки (1 j.

Основной недостаток этого устройства заключен в необходимости формирования на приемной стороне образца принимаемого сигнала.

В телеметрии могут быть сформированы на приемной стороне только образцы априорно известных слов синхронизации, используемых в некоторых цифровых системах.

Известно также устройство для оценки достоверности результатов

-измерений, которое содержит элемент задержки, вход которого соединен со входом устройства и с первым входом блока определения абсолютной разности, выход элемента задержки подключен ко второму входу блока определения абсолютной разности, выход которого через последовательно соединенные сумматор и блок нормирования подключен к первым входам блока сравнения и элемента И, выход которого соединен с соответствующим входом

9725 ч8 элемента ИЛИ, а второй вход подключен к выходу блока сравнения, выход элемента ИЛИ подключен ко входу устройсТВВ.ÓñTðoécTBî позволяет установить факт наличия или отсутствия в исследуемом нестационарном случайном процессе низкочастотной составляющей .(2 3.

Общий недостаток этих, устройств заключен в отсутствии контроля за о нелинейными искажениями в трактах прохождения телеметрических сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической реализации и исполь- % зуемым принципам контроля достоверности является устройство, содержащее воспроизводящее устройство, вход которого соединен с одним из выходов устройства обработки, а также после- рв довательно соединенными избирательным фильтром, детектором уровня и анализатором, причем выход анализатора подключен к устройству обработки, а между воспроизводящим устрой- 2s ством и анализатором введены две параллельные цепи, одна из которых состоит из трех последовательно соединенных режекторных фильтров и детекгора уровня шума, подключенного к щ одному из входов анализатора, а другая — из двух параллельно соединенных избирательных фильтров,, общий вход которых соединен с выходом первого режекторного фильтра, а выход через детектор уровня нелинейных искажений подключен к другому входу анализатора (3 ).

Устройство позволяет оценить нелинейные искажения и искажения аддитивным шумом сигнала бортовой калибровки 1000 Гц, передаваемой по одному из высокоопросных телеметри-. ческих каналов.

Один из недостатков известного устройства заключен в низкой точности оценок достоверности, что обусловлено использованием для оценки достоверности телеметрического сигнала одного канала, в результате чего статистическая выборка восстановленных значений контролируемого параметра оказывается прореженной по сравнению с объемом статистических данных полного телеметрического сигна 55 ла в и раз, где и - число каналов; а также особенностью выделения шумовой соста вляющей из сигнала бортовой калибровки, заключающейся в подавлении синусоидального сигнала и приводящей вследствие этого к подавлению шумового процесса в полосе режекторного фильтра.

Второй недостаток состоит в том, что известное устройство обеспечивает оценку и регистрацию путем подкраски недостоверных участков на выходных графических материалах, но не позволяет автоматизировать исключение недостоверной телеметрической информации. Последнее приводит к излишней загрузке памяти ЭВМ обработки и к необходимости повторного анализа на достоверность.

Цель изобретения — повышение точности контроля достоверности и автоматизации процесса выбора достоверной информации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля достоверности телеметрической информации, содержащее блок воспроизведения информации, первый выход которого соединен с первым входом регистратора, второй выход — с входом первого режекторного фильтра и через последовательно соединенные первый избирательный фильтр и детектор уровня калибровки с первым входом блока анализа достоверности информации, выход первого режекторного фильтра соединен с объединенными входами второго и третьего избирательных фильтров и второго режекторногофильтра, выходы второго и третьего избирательных фильтров. объединены и через детектор нелинейных искажений соединены с вторым входом блока анализа достоверности информации, выход второго режекторного фильтра через последовательно соединенные третий режекторный фильтр и детектор шума соединен с третьим входом блока анализа достоверности информации, введен узел анализа кодовой информации и блок запрета записи недостоверной информации, третий выход блока воспроизведения информации соединен с входом узла анализа кодовой информации, выходы которого соединены с четвертыми входами блока анализа достоверности информации, первые выходы которого-соединены с вторым входом регистратора, второй выход блока анализа достоверности информации соединен с третьим входом

97254

5 регистратора и первым входом блока запрета записи недостоверной инфор. мации, вторые входы которого соединены с первым выходом блока воспроизведения информации, выход — с чет- 5 вертым входом регистратора °

Кроме того, узел анализа кодовой информации содержит полосовые фильтры, блоки определения разности, блоки определения абсолютной раэности,сумматоры, блоки памяти и блок усреднения, выходы первого и второго полосовых фильтров соединены с первым и вторым входами первого блока определения разности, выход которого 15 соединен с первыми входами первого и второго блока определения абсолютной разности и через первый блок памяти с вторым входом второго блока определения абсолютной разности, вы- 20 ход которого через первый сумматор . соединен с первым входом блока усреднения, выходы третьего и четвертого полосовых фильтров соединены с первым и вторым входами второго блока определения разности, выход которого соединен с вторым входом первого блока определения абсолютной разности, непосредственно с первым входом и через второй блок памяти с вторым 50 входом третьего блока определения абсолютной разности, выход которого через второй сумматор соединен с вторым входом блока усреднения, выход блока усреднения соединен с первым входом третьего блока определения разности, второй вход которого через третий сумматор соединен с выхо" дом первого блока определения абсолютной разности, входы всех полосовых фильтров объединены и подклю ены к входу узла анализа кодовой информации, выходы первого и второго сумматоров и выход третьего блока определения разности соединены с выходами узла анализа кодовой информации.

55 .

На фиг.! также обозначены вход

15 узла 14, входы 1б блока 4, вхоПричем блок анализа достоверности информации выполнен на пороговых элементах, ключах, источнике напряжения элементе ИЛИ, сумматоре и умножителе, выходы пороговых элементов соединены с первыми входами соответствующих ключей, вторые входы которых объединены и подключены к источнику напряжения, выходы ключей соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход сумматора соединен с входом умножителя, входы первых трех пороговых элементов соединены с соответствующими четвертыми входами блока анализа достоверности информации, входы четвертого, пятого и шестого пороговых элементов соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока анализа достоверности информации, первый, третий и шестой входы блока анализа достоверности информации подключены к соответствующим входам сумматора, выходы умножителя, второг го, четвертого и шестого ключей соединены с соответствующими первыми выходами блока анализа достоверности информации, выход элемента ИЛИ соединен с вторым выходом блока анализа достоверности информации.

При этом блок запрета записи недостоверной информации выполнен на элементах ЗАПРЕТ, первые входы которых объединены и подключены к первому входу блока запрета записи недостоверной информации, вторые входы соединены с соответствующими вторыми входами блока запрета записи недостоверной информации, выходы элементов ЗАПРЕТ подключены к соответствующим выходам блока запрета записи недостоверной информации. . На фиг.1 представлена структурная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — блок-схема узла анализа кодовой информации; на фиг.3структурная схема блока анализа дос" товерсности информации; на фиг.4 структурная схема блока запрета записи информации; на фиг.5 — восстановленный кодовый M позиционный сигнал(И = 4).

Устройство содержит блок 1 воспроизведения информации, регистратор

2, первый режекторный фильтр 3, блок

4 запрета записи недостоверной информации, первый избирательный фильтр 5, детектор 6 уровня калибровки, блок

7 анализа достоверности информации, второй избирательный фильтр 8, детектор 9 нелинейных искажений, третий избирательный фильтр 1О, второй и третий режекторные фильтры 11 и

12, детектор 13 шума и узел 14 анализа кодовой информации. ды 17-20 блока 7, выходы 21 и 22 блока 7, выходы 23 блока 4.

7 9725

Узел 14 анализа кодовой информации содержит полосовые фильтры 24-27, блоки 28-30 определения разности, блоки 31-33 определения абсолютной разности, блок 34 усреднения, сумматоры 35-37, блоки 38и 39 памяти.

На фиг.2 также обозначены выходы 40-43 полосовых фильтров 24-27 соответственно, выходы 44, 45,46, 47 и 48 блоков 28, 29, 38, 32 и сумматора 36 соответственно, выходы 49, 50, 51, 52, 53 и 54 блоков 39, 33 сумматора 35, блоков 31, 34 и сумматора 37 соответственно. Блок 7 анализа достоверности информации содержит (фиг.3 ) пороговые элементы

55„- 55, ключи 56„- 566, сумматор

57, умножитель 58, элемент ИЛИ 59, источник 60 напряжения. Блок 4 запрета записи недостоверной информации 20 содержит (фиг.4 ) элементы ЗАПРЕТ

61 - 61к, где l(- число информационных каналов.

Работа устройства заключается в следующем, В совмещенных телеметрических системах производится одновременная передача аналоговых и кодовых сигналов, обусловленная необходимостью передачи быстроменяющихся и медленноменяющихся параметров с использованием общего устройства временного уплотнения каналов.

Переданные аналоговые и кодовые сигналы, предварительно принятые и зарегистрированные на магнитную ленту приемной телеметрической системой, восстанавливаются при воспроизведении многоканальным блоком

1 воспроизведения для последующей передачи в регистратор 2. При этбм параллельно проводится контроль достоверности аналоговых сигналов по калибровочному синусоидальному сигна- лу 1000 Гц, изменяющемуся в пределах 0 †10 шкалы представления результатов телеизмерений к передаваемому по контрольному каналу. Контроль осуществляется посредством функциональных блоков и элементов 3,5-13.

Одновременно в узле 14 анализа кодовой информации осуществляется контроль нелинейных искажений и искажений шумами восстановленного кодового

М-позиционного сигнала (фиг. 5, М=4 ).

Нелинейные искажения проявляются в смещении по уровню и в неравномерности интервалов между средними зна48 чениями позиций кодового сигнала, искажения шумами — в размытии (раз= бросе значений ) позиций кода.

Избирательный фильтр 5, настроен" ный на частоту калибровочного сигнала 10, выделяет передаваемый синусоидальный сигнал на фоне помех, шумов и гармонических составляющих, замешавшихся при распространении радиосигнала и при прохождении через приемный тракт телеметрической системы.

Детектор 6 уровня калибровочного сигнала усредняет за установленные интервалы времени выделенный калибровочный сигнал. Результаты усреднения характеризует изменение во времени уровня принимаемого эталонного сигнала. Режекторный фильтр 3 подавляет каг1ибровочный сигнал, выделяя из него шумы, помехи и гармоники. Параллельно соединенными избирательными фильтрами 8 и 10, настроенными на частоты 2f и 3fo, выделяют соответственно вторую и третью гармоники калибровочного сигнала, которые подвергаются выпрямлению и интегрированию в детекторе 9 нелинейных искажений.

Последовательно соединенные режекторные фильтры 11 и 1?, настроенные на частоты 2f и 3f, подавляя вторую и третью гармоники калибровочного сигнала, выделяют из общего сигнала помехи и шумы. Последние выпрямляются и интегрируются в детекторе 13 шума, На вход 15 узла 14 анализа кодовой информации (фиг.2) поступает восстановленный четырехпозиционный сигнал следующего вида (+) =Y. + Х(Ц, где У„ (1 = О, 1, 2, 3) - средние значения позиций кода, соответствующие следующим кодовым комбинациям:

У0(00), У< (01), Yg(10), Yg(11);

X(t) — шумовой и помеховый процессы,, искажающие полезный сигнал.

В узле 14 анализа кодовой инфор. мации полосовыми фильтрами 24, 25, 26, 27, настроенными на ожидаемые средние значения позиций кода с полосой пропускания, равной 1/4 шкалы представления восстановленного кодового сигнала, выделяются восстановленные значения каждой из позиций кода Y + X (t), где i-= О, 1, 2, 3.

При этом для оценок нелинейных искажений и среднеквадратичного отклонения шумов и помех в блоках опреде

9. 9725 ления 28 и 29 разности Формируются раз ностные с иг налы следующего вида

Yg Yp + Xg(t) — Xp(t) и Уэ- У)+

+ ХЭ() - X (t).В блоке 31 определения абсолютной разности формируется сигнал абсолютной разности

1л x()l где А = (Y2-Ув) - (УЭ-Yy ) — постоянная составляющая, равная нулю (A=O) 1р в отсутствие нелинейных искажений

I и ХИ)= "Х(С)-а Х(1) (Х2(с) Хо(<)j

-(x ()-x„(q. сЛучайная соста вляющая, представляющая собой случайный процесс a x(t) второго порядка разности между значениями случайного процессов первого порядка разности

1 л x(4) =)(2()-х,(t),ä" x(t) = x,(e)- x (ц.

1 формированный сигнал абсолютной разности на выходе. 52 накапливается. в накапливающем сумматоре 37 за установленные интервалы времени, соответствующие следующим объемом статистической выборки N = 10, где ))); = 1, 2, 3,..., и осредняются выводом значений из соответствующих старших разрядов сумматора. Одновременно для компенсации постоянных составляющих е разностных сигналах Y2 Y04Õ1®-Хо(+)(ВыХОА44) " Э- Y„+X>(t)- X„(+, Э5 (выход 45), B блоках 32.и 39 определения абсолютной разности Формируются случайные процессы f x(t)l второго порядка разности между предшествующими и последующими значениями и в каждом из сигналов с выходов 44 и 45 ! Рх I=i! W -Ч.х (a.)-)(+.)1Н) 2 О 2 1 О 1У 45

2 (; „) >(- ч., компенсируются неэави симо от значений, которые они приниSS мали. Сформированные сигналы накапливаются в накапливающих сумматорах

36, 35 и усредняются за интервалы времени, установленные для накаплива48 10 ющего сумматора 37, и поступают в блок 7 анализа достоверности (выходы 17„, 17 ). В блоке 34 усреднения значенйя абсолютных разностей (д Х()) (Se)XoW S.) и(д2XH)l (выход 51) суммируются, а результат суммирования делится на два. В блоке 30 определения разности определяется разность между усредненным сигналом абсолютной разности (с выхода 54)

А +д х(й) и нормированным усредненным сигналом абсолютной разности (с выхода 53) а х(й). Сформированный на выходе 172 блока 30 определения разности сигнал несет информацию о величине нелинейных искажений телеметрического сигнала.

В блоке 7 анализа достоверности (фиг.3) при повышении сформированными сигналами на входах 17„, 17

17>, 18, 19, 20, характериэующйми качество принимаемой телеметрической информации уровня, установленного в пороговых элементах 55 1, 552, 5

55), 55к открываются соответствующие ключи 56-), 562, 56 Э, 564, 565 566, подключая на входы элемента ИЛИ 59 си гнал недостовер ност и от. источни ка

60 напряжения V. Одновременно в сумматоре 57 средние значения абсолютных разностей 17, 17> суммируются со средневыпрямленным значением шума с выхода 20 детектора 13 шума.Результаты суммирования нормируются путем умножения в умножителе 58 на коэффициент )))) и представляют собой оцен6 ку среднеквадратического отклонения шума, полученную как среднее по трем независимым измерениям оценок (например, 4).

Сформированный на выходе 22 элемента ИЛИ 59 сигнал недостоверности информации поступает в блок 4 запрета записи недостоверности информации (Фиг.4), состоящий из К (по числу информационных каналов ) элементов ЗАПРЕТ 65.), 65„,..., 65 < и на один из входов регйстратора 2. Результаты анализа достоверности телеметрической информации, включая оценку и среднеквадратического отклонения шума с выходов 2 1„, 212, 21 S, 21 блока 7, поступают в регистратор

2 для регистрации на выходных материалах и для адаптивного вь)борз наиболее эффективного алгоритма обработки.

11 9725

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность контроля достоверности принимаемой телеметрической информации за счет увеличения числа контролируемых каналов и возможности выбора для последующей обработки только достоверной информации.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля достоверности телеметрической информации, содержащее блок воспроизведения информации, первый выход которого со- 1 единен с первым входом регистратора, второй выход — с входом первого режекторного фильтра и через последовательно соединенные первый избирательный фильтр и детектор уровня

20 калибровки и с первым входом блока анализа достоверности информации, выход первого режекторного фильтра соединен с объединенными входами второго и третьего избирательных фильтров и второго режекторного фильтра, выходы второго и третьего избирательных фильтров объединены и через детектор нелинейных искажений соединены с вторым входом блока анализа достоверности информации, выход второго режекторного фильтра через последовательно соединенные третий режекторный фильтр

> детектор шума соединен с третьим входом блока анализа достоверности информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в устройство введены узел анализа кодовой информации и блок

40 запрета записи недостоверной информации, третий выход блока воспроизведения информации соединен с входом узла анализа кодовой информации, выходы которого соединены с четвер4Я тыми входами блока анализа достоверности информации, первые выходы которого соединены с вторым входом регистратора, второй выход блока анализа достоверности информации соединен с третьим входом регистратора и первым входом блока запрета записи не достоверной информации, вторые входы которого соединены с первым выходом блока воспроизведения информации, выход - с четвертым входом регистратора.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел анализа кодовой информации содержит полосовые фильтры, блоки определения разности, блоки определения абсолютной разности, сумматоры, блоки памяти и блок усреднения, выходы первого и второго полосовых фильтров соединены с первым и вторым входами первого блока определения разности выход которого соединен с первыми входами первого и второго блока определения абсолютной разности и через первый блок памяти с вторым входом второго блока определения абсолютной разности, выход которого через первый сумматор соединен с первым входом блока усреднения, выходы третьего и четвертого полосовых фильтров соединены с первым и вторым входами второго блока определения разности, выход которого соедийен с вторым входом первого блока определения абсолютной разности, непосредственно с первым входом и через второй блок памяти с вторым вхо.дом третьего блока определения абсолютной разности, выход которого через второй сумматор соединен с вто рым входом блока усреднения, выход блока усреднения соединен с первым входом третьего блока определения разности, второй вход которого через третий сумматор соединен с выходом первого блока определения абсолютной разности, входы всех полосовых фильтров объединены и подключены к входу узла анализа кодовой информации, выходы первого и второго сумматоров и выход третьего блока определения разности соединены с выходами узла анализа кодовой информации.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, блок анализа достоверности информации выполнен на пороговых элементах, ключах, источнике напряжения, элементе ИЛИ, сумматоре и умножителе, выходы пороговых элементов соединены с первыми входами соответствующих ключей, вторые входы которых объединены и подключены к источнику напряжения, выходы ключей соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход сумматора соединен с входом умножителя, входы первых трех flopo

f-oBblx элементов соединены с соответствующими четвертыми входами блока анализа достоверности информации, входы четвертого, пятого и шестого

13 9725 пороговых элементов соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока анализа достоверности информации, первый, третий и шестой входы блока анализа достоверности информации подключены к соответствующим входам сумматора, выходы умножителя, второго, четвертого и шестого ключей соединены с соответствующими первыми выходами 10 блока анализа достоверности информации, выход элемента ИЛИ соединен с вторым выходом блока анализа достоверности информации.

4. Устройство по п.1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок запрета записи недостоверной информации выполнен на элементах ЗАПРЕТ, первые

48 14 входы которых объединены и подкпючены к первому входу блока запрета записи недостоверной информации, вторые входы соединены с соответствующими вторыми входами блока запрета записи недостоверной информации, выходы элементов ЗАПРЕТ подключены к со тветствующим выходам блока запрета записи недостоверной информации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 34221 1, кл. G 08 С 19/28, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

N 739618, кл. G 08 C 25/00, 1977 °

Авторское свидетельство„СССР

NÃ 453694, кл. G 06 F 1 1/10, 1973 (прототип) .

Ф иг. 1

972548 ю ю ю //

i! ll

l юl

Ф

»

+

Эе с

Ь

«If е ю(!

11! ю(, (ю! ю(;1 ! (! °

° ° ° ° ° °

1((1 j

10 016» у

162: .

10 OO l.-, C

163:Д

В 002"», 1

O е ° «е ° °! 641 и 0051

165:

И! 0041

° 1 ! 1, I ! °

s !

-. l

l i!!

sls

s с с

1 с и

+ е

;I

l ., ° ! (ю! !

И ! ° ° ю ф е б

) «б б

160, Нг 005 б

Ю

° »

1б7П 006;

Ъ а

1б6 ".

III 007» и

»

4. ° ° ° °

169 >

Ю 008„:.

tp" (ю е с °

И1 009 ю

Э !

«ее»е»« ю

I !

l ° ю

Э !

I 1

;I

° л, (1 юю

I (ю!

2, t ° °

° °

°; ю..

».(°, юэль ° » г, 1

° ° (!

I ю ю!

iI ю

i(l

1 и, i(I! ю! .! !

° е ° «+

s ю, °

Заказ 8521/43 Тираж 642 Подписное ю

РЩЛиП(„э

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1! I (:;,) :1 ° ((,1, (1

"4 (ю(I б!.p . ;(1

1 I

;" 1

II !

1.!

4«,Ф1,.!

У б IIs

° !

,SI.1..:Л

° б,. I (ю,1 !,ю (I ю I

«!. 1

s (° yI!

1 °

° °

". -4 ° е ю

С 1 !

): I ю °

;в." - .:. ,,с.,.:II ° ° Э .,"

l,, ю,, .;.,; (. ! Э(, .::l

I °, Si

-и ,ъ..

l 1 I

lq

» е ъ1

r-! Эю

1 !

А

- т! !

I ,(( (---- «е ю(ю

l ю .Is

li i

1" . .,Ь

,., ч ( й- ° ю . (1

°, f

1. м ю (I I (l

I ю,ю (:, б

l (, °

М! .ю! ю I ! е! ф

° .,,(,1 бю

° ° 1

° (Э

s ю (I" Ю ° "(I

iI

"I

1...

I,.

° ° (° "е

I

II,, °

sI «» ю ,(ю ((е1.

° I

s ю с

° ° ° ° ° ° ее «»Э»

° ° ° ее «e»»»e»$».

3 (Ф

» ф ф

»

» м «11»

Эе

Эю

Эе

° Э