Устройство для контроля достоверности телеметрической информации Советский патент 1982 года по МПК G08C25/00 

Изобретение относится к измерител ной 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 соединен со входом блока управления, второй выход - с одним из входов блока обработки информации, последовательно соединенные блок селекции, блок вычитания и анализатор погрешНО.СТИ передачи, синхронизирующие вхо ды 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. 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 39 элемента ИЛИ, а второй вход подключ к выходу блока сравнения, выход эле мента ИЛИ подключен ко входу устрой ства.Устройство позволяет установит факт наличия или отсутствия в иссле дуемом нестационарном случайном процессе низкочастотной составляющей Г2 . Общий недостаток этих устройств заключен в отсутствии контроля за нелинейными искажениями в трактах прохождения телеметрических сигналов. Наиболее близким к предлагаемому по технической реализации и используемым принципам контроля достоверности является устройство, содержащ воспроизводящее устройство, вход которого соединен с одним из выходо устройства обработки, а также после довательно соединенными избирательным фильтром, детектором уровня и анализатором, причем выход анализат ра подключен к устройству обработки, а между воспроизводящим устройством и анализатором введены две па раллельные цепи, одна из которых состоит из трех последовательно сое диненных режекторных фильтров и детектора уровня шума, подключенного одному из входов анализатора, а дру гая - из двух параллельно соединенных избирательных фильтров, общий вход которых соединен с выходом пер вого режекторного фильтра, а выход через детектор уровня нелинейных ис кажений подключен к другому входу анализатора З . Устройство позволяет оценить нелинейные искажения и искажения аддитивным шумом сигнала бортовой калибровки 1000 Гц, передаваемой по одному из высокоопросных телеметрических каналов. Один из недостатков известного устройства заключен в низкой точности оценок достоверности, что обусловлено использованием для оцен ки достоверности телеметрического сигнала одного канала, в результате чего статистическая выборка восстановленных значений контролируемого параметра оказывается прореженной по сравнению с объемом статистическ данных полного телеметрического сиг ла в N раз, где N - число каналов; а также особенностью выделения шумовой составляющей из сигнала 6ofno ВОЙ 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 тёлеметрической 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 регистратора и первым входом блока запрета записи недостоверной информации, вторые входы которого соединены с первым выходом блока воспроизведения информации, выход - с четвертым входом регистратора. Кроме того, узел анализа кодовой информации содержит полосовые фильтр 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 усред нения, выходы третьего и четвертого полосовых фильтров соединены с первым и вторым входами второго блока определения разности,выход которого соединен с вторчм входом первого бло ка определения абсолютной разности, непосредственно с первым входом и через второй блок памяти с вторым 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 определени разности, второй вход которого через третий сумматор соединен с выхо дом 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 инфор мации. Причем блок анализа достоверности информации выполнен на пороговых эле ментах, 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, пер вЫй, 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.Зструктурная схема блока анализа достоверсности информации; на фиг.4 структурная схема блока запрета записи информации; на фиг.5 - восстановленный кодовый М позиционный сигнал (.М ft). Устройство содержит блок 1 воспроизведения информации, регистратор 2, первый режекторный фильтр 3, блок i 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 10, второй и третий режекторные фильтры 11 и 12, детектор 13 шума и узел Т анализа кодовой информации. На фиг.1 также обозначены вход 15 узла k, входы 1б блока А, вхоы 17-20 блока 7, выходы 21 и лока 7, выходы 23 блока . Узел 1 анализа кодовой информац содержит полосовые фильтры 24-27, блоки 28-30 определения разности, блоки определения абсолютной разности, блок 3 усреднения,сумматоры 35-37, блоки 38и 39 памяти. На фиг.2 также обозна.чены выходы полосовых фильтров 2k-21 соответственно, выходы , 45,6, 4 и 48 блоков 28, 29, 38, 32 и сумма тора Зб соответственно, выходы 49, 50, 51. 52, 53 и 54 блоков 39, 33 сумматора 35, блоков 31, 34 и сумма тора 37 соответственно. Блок 7 анализа достоверности информации содержит (фиг.З) пороговые элементы 55-,- 55,, ключи 5б , сумматор 57, умножитель 58, элемент ИЛИ 59, источник 60 напряжения. Блок 4 запр та записи недостоверной информации содержит (,фиг.4) элементы ЗАОРЕТ 61-,- 61 ц, где К - число информационных каналов. Работа устройства заключается в следующем, В совмещенных телеметрических си темах производится одновременная пе редача аналоговых и кодовых сигнало 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 сис темой, восстанавливаются при воспроизведении многоканальным блоком 1 воспроизведения для последующей передачи в регистратор 2. При этом параллельно проводится контроль дос товерности аналоговых сигналов по калибровочному синусоидальному сигн лу 1000 Гц, изменяющемуся в пределах 0-100 шкалы представления результатов телеизмерений к передаваемому по контрольному каналу. Контроль осуществляется посредством фун циональных блоков и элементов 3,5-1 Одновременно в узле 14 анализа кодо вой Информации осуществляется контроль нелинейных искажений и искажений шумами восстановленного кодовог М-позициончого сигнала (фиг.5, ) Нелинейные искажения проявляются в смещении по уровню и в неравномер ности интервалов между средними зна чениями позиций кодового сигнала, искажения шумами - в размытии (разбросе значений ) позиций кода. Избирательный фильтр 5, настроенный на частоту калибровочного сигнала fQ, 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 калибровочный сигнал, выделяя из него шумы, помехи и гармоники. Параллельно соединенными избирательными фильтрами 8 и 10, настроенными на частоты 2fpИ 3fQ, выделяют соответственно вторую и третью гармоники калибровочного сигнала, которые подвергаются выпрямлению и интегрированию в детекторе 9 нелинейных искажений. Последовательно соединенные режекторные фильтры 11 и 12, 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 V{t) Y.4XU), где.У:;( О, 1, 2, 3) - средние значения позиций кода, соответствующие следующим кодовым комбинациям: Yo(OO), ), Y2.(10), Уз(11); X{t} - шумовой и помеховый процессы,, искажающие полезный сигнал. В узле I анализа кодовой Информации полосовыми фильтрами 24, 25, 2б, 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 Yi + X-(t) , где i- О, 1, 2, 3. При этом для оценок нелинейных искажений и среднеквадратичного отклонения шумов и помех в блоках опреде 9 ления 28 и 29 разности формируются разностные сигналы следующего вида YI-YO + ) - Xo(t) и УЗ- Yi + + Хзи) - Xi(t).B блоке 31 определе ния абсолютной разности формируется сигнал абсолютной разности ), где А (YJ-YO) - (Y3-Y;t) - постоянная составляющая, равная нулю )в отсутствие нелинейных искажений (t)xCtb4XU)(t)-X-(tn ,(t;} случайная составляющая, представляющая собой случайный процесс ) второго порядка разности между значе ниями случайного процессов первого порядка разности x(t))-x(ix(t) X3(t)-x,( Формированный сигнал абсолютной разности на выходе 52 накапливаетс в накапливающем сумматоре 37 за уста новленные интервалы времени, соответ ствующие следующим объемом статистической выборки N 1 о , где т; 1 , 2, .., и осредняются выводом значений из соответствующих старших разрядов сумматора. Одновременно для компенсации постоянных составляющих в разностных сигналах V)Xi(t)-Xo (t) (выход 44) ()-,W (выход S), в блоках 32 и 39 определения абсолютной разности формируются случайные процессы )/ второго порядка разности между предшествующими и последующими значениям в каждом из сигналов с выходов 4 ku)H(VV2 N-«o i)-((t,Jo(t,ч-1))|fыxoд (t)HK-.3(t,r(tj)-а М/ -(VY/S(i ,41) 1()fыxoд При этом постоянные составляющие 5 -i компенсируются незави симо от значений, которые они принимали. Сформированные сигналы накапливаются в накапливающих сумматорах Зб, 35 и усредняются за интервалы времени, установленные для накаплива 8 ющего сумматора 37, и поступают в блок 7 анализа достоверности (выходы 17, 17з). В блоке 3 усреднения значения абсолютных разностей (t))(выход44) и(л2хи)|(выход 51) суммируются, а результат суммирования делится на два. В блоке 30 определения разности определяется разность между усредненным сигналом абсолютной разности (с выхода 5+) А (t) и нормированным усредненным сигналом абсолютной разности (с выхода 53) л x(t). Сформированный на выходе 17 блока 30 определения разности сигнал несет информацию о величине нелинейных искажений телеметрического сигнала. В блоке 7 анализа достоверности (фиг.З) при повышении сформированными сигналами на входах 17, 17, 18, 19, 20, характеризующими качество принимаемой, телеметрической информации уровня, установленного в пороговых элементах 55-), 55., 5%, 55, 55ff открываются соответствующие ключи 5Ь, 56, 56 3, 564, 565, 5бб, подключая на входы элемента ИЛИ 59 сигнал недостоверности от источника 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 гЛ и представляют собой оцен6ку среднеквадратического отклонения шума, полученную как среднее по трем независимым измерениям оценок (например, А) . Сформированный на выходе 22 элемента ИЛИ 59 сигнал недостоверности информации поступает в блок k запрета записи недостоверности информации (фиг.), состоящий из К (по числу информационных каналов) элементов ЗАПРЕТ б5 , б5о.---. 65 к и на один из входов регистратора 7.. Результаты анализа достоверности телеметрической информации, включая оценку и среднеквадратического отклонения шума с выходов 2 Ц, 212, 21 j, 21 блока 7, поступают в регистратор 2 для регистрации на выходных материалах и для адаптивного выбора наиболее эффективного алгоритма обработки. Предлагаемое устройство позволя повысить точность контроля достове ности принимаемой телеметрической информации за счет увеличения числ контролируемых каналов и возможнос выбора для последующей обработки только достоверной информации. Формула изобретения 1. Устройство для контроля досто верности телеметрической информации содержащее блок воспроизведения информации, первый выход которого с единен с первым входом регистратора второй выход - с входом первого режекторного фильтра и через последовательно соединенные первый избирательный фильтр и детектор уровня 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 К детектор шума соединен с третьим входом блока анализа достоверности информации, отличающееся тем, что, с целью повышения точност контроля, в устройство введены узел анализа кодовой информации и блок запрета записи недостоверной информ ции, третий выход блока воспроизвед ния информации соединен с Е5ходом узла анализа кодовой информации, выходы которого соединены с четвертыми входами Ьлока анализа достоверно информации, первые выходы которого соединены с вторым входом регистратора, второй выход блока анализа достоверности информации соединен с третьим входом регистратора и пер вым входом блока запрета записи не достоверной информации, вторые входы которого соединены с первым в ходом блока воспроизведения информации, выход - с четвертым входом регистратора. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся 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 соединен с вторым входом первого блока определения абсолютной разности, непосредственно с первым входом и через второй блок памяти с вторым 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 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 чающееся 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 пороговых элементов соединены с соответствующими четвертыми входами блока анализа достоверности информации, входы четвертого, пятого и шестого

13

пороговых элементов соединены соответственно с первым, вторым и треть им 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 блока анализа достоверности информации, выход элемента ИЛИ соединен с вторым выходом блока анализа достоверности И нформации.

4. Устройство ПОП.1 отлича ю щ е е с я тем, что блок запрета записи недостоверной информации выполнен на элементах ЗАПРЕТ, первые

входы которых объединены и подкпючены к первому входу блока запрета записи недостоверной информации, вюрые входы соединены с соответствующими 5 вторыми входами блока запрета записи недостоверной информации, выходы элементов ЗАПРЕТ подключены к соответствующим выходам блока запрета записи недостоверной информации. 10 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 342211, кл. G 08 С 19/28, 19692.Авторское свидетельство СССР 15 If 739618, кл. G 08 С 25/00, 1977.

3.Авторское свидетельство,. СССР N 5369+, кл. G 06 F 11/10, 1973 (прототип).

Фиг. 1

Фиг.

Фи.

00

Of

11

10