數據採集和處理
正文
獲取、匯集、加工、記錄、存貯和顯示數據的方法和系統。飛機、火箭的飛行試驗，太空飛行器 的控制,載人太空飛行器飛行狀態的監控等，都需要進行實時測量，需要收集各種數據並對這些數據進行處理。例如載人飛船飛行中有關航天員生理狀況的數據需要及時採集，送回地面指揮控制中心處理、判斷或採取相應的措施。數據類型 航空航天中採集的數據主要包括：①飛行器的性能和內部環境數據，如飛行器某些部位的溫度、燃料消耗、機械應力、電流和電壓等。②航天員的生理狀態數據，如航天員的呼吸、心電波形等。③空間探測數據，如微流星、高能輻射和空間磁場等。④太空飛行器遙感數據，如氣象衛星探測的大氣參數、地球熱輻射，資源衛星所獲得地物目標的多光譜圖像等。⑤軍事目的的有關數據，如預警衛星發現飛彈發射的信息，偵察衛星拍攝的照片或探測的無線電信息等。⑥飛行器飛行試驗數據，如性能參數、彈道或軌道參數等。⑦飛行器控制、導航和太空飛行器回收的有關數據。
數據採集 飛行器的數據採集主要通過遙測系統、雷達、光學和電視設備等手段獲得。遙測系統中，由飛行器上各種類型的感測器實時測量飛行器的工程參數和主要設備的工作狀態，飛行人員的生理狀況和工作情況以及飛行器外部環境參數和空間目標特性等信息，並將這些信息轉變成電信號，通過無線電信道送到地面，地面接收設備接收後，送往數據處理設備，將這些信號恢復成原始信息（見遙測技術）。雷達和光學等跟蹤系統則從地面觀測飛行器的運動參數，處理後可得出飛行器飛行軌跡、彈道或軌道的數據，作為預報和軌道控制的依據(見無線電跟蹤測量系統、光學跟蹤測量系統)。電視手段則是用電視攝像機攝取飛行器內部或外部景物圖像，將其變換為電信號傳送到地球站。地球站將電信號又轉變為光學圖像,顯示在電視螢幕上（圖1）。
數據採集和處理數據處理 為了傳輸和處理的方便，航空航天工程中的數據常採取電信號，電信號分為模擬和數字兩種形式。以模擬形式表示的數據，通常被變換為數字形式再行處理。航天活動中，航天測控站、測量船和測量飛機收集以數字形式表示的大量數據，及時地加以記錄、整理和計算,加工成可供使用的信息,根據需要分別進行實時處理或事後處理。太空飛行器軌道數據處理系統見圖 2。
數據採集和處理事後處理 事後處理不受時間限制，與實時處理相比時間較長，但精度很高。事後處理的一般步驟是：①復原：信息傳輸時已把測得的物理量轉化為數碼。數據復原則是將數碼按照一定的關係變換為所需要的數據。②合理性檢查：又稱數據檢擇，把數據中不合理的值剔除，保持數據序列的合理性或連續性。③誤差修正：測量數據一般含有系統誤差和隨機誤差。無線電測量中修正的系統誤差包括：各站之間時間不一致的誤差、無線電波在太空飛行器與地球站之間傳播的折射誤差、各站地理位置換算造成的誤差和測量儀器本身的誤差等。④平滑或濾波：用最小二乘法、卡爾曼濾波方法或其他統計估算方法,對數據進行平滑或濾波,以消除測量中的隨機誤差和某些不能事先修正的系統誤差，以獲得精確的數據。
數據存貯 飛行器數據存貯常用的裝置有磁帶記錄器、磁碟存貯器、磁膜、膠捲和紙帶等，其中以磁帶記錄器和磁碟存貯器較為常用。膠捲是存貯數據和圖像的理想方法之一，但照相易受氣象條件的影響。
數據採集正向綜合、多功能方向發展，例如對各種專用設備合併調整,實現一機多能,綜合完成跟蹤、測軌、遙測和控制等功能。由於太空飛行器套用日益廣泛，太空飛行器與地球站之間的數據傳輸量將有很大增長。雷射通信可以傳遞更大的信息量，將在空間技術中得到套用。地球站對低軌道衛星的跟蹤範圍有一定限制，為了擴大跟蹤範圍，地球站的部分功能將向衛星中繼站轉移。（見跟蹤和數據中繼衛星、航天測控和數據採集網、編碼與信息處理）
