Содержание
Введение
1.История развития радиосистем передачи информации
2.Задачи космических РСПИ
3.Технические требования к космическим РСПИ
4.Основные подсистемы космических РСПИ
5.Упрощенная структурная схема космической РСПИ
Заключение
Списоклитературы
Введение
Насегодняшний день одной из самых злободневных задач, стоящих перед всемиправоохранительными органами и, в частности, органами внутренних дел, являетсяборьба с терроризмом, угроза проявления которого используется как средствоустрашения общества и государства в политических целях. Сложность проведениямероприятий по противодействию террористическим угрозам заключается внеобходимости осуществления целого комплекса мер, в том числе воздействия нафакторы, способствующие возникновению и развитию терроризма (экономические,культурные и социальные).
МВДРоссии принимает меры по ослаблению негативного влияния имеющихся проблем нареализацию задач, стоящих перед органами внутренних дел, путем повышения уровняорганизации управления и эффективности использования сил и средств. Одним изосновных направлений в деле реализации указанных мер является совершенствованиесистемы обеспечения ОВД современными техническими средствами и комплексамирадиосвязи.
Деятельностьлюбого ОВД характеризуется частыми изменениями обстановки и стоящих перед нимзадач, соответствующими этим изменениям перемещениям и расстановкой сил исредств, их наращиванием или свертыванием и т.д. Управление ОВД в такихусловиях немыслимо без изменения в соответствии с обстановкой структуры системысвязи, развертывания дополнительных сетей и их свертывания после выполнениязадач, а также восстановления вышедших из строя элементов.
В целяхрешения перечисленных проблем, концентрации усилий на важнейших направленияхработ по развитию системы связи ОВД необходимо обеспечить комплексный подход.Первым шагом на этом пути является разработка Программы развития системырадиосвязи органов внутренних дел, рассчитанной на 2006-2008 годы. Еереализация должна обеспечить комплексное оснащение и перевооружениеподразделений МВД РФ системами аналоговой и цифровой радиосвязи, а такжесоздание цифровых радиосетей.
/>1.История развития радиосистем передачи информации
Наибольшееразвитие радиосистем передачи информации (РСПИ) связано с разработкой системымногоканальной связи и радиотелеметрических систем (РТМС). Более подробнорассмотрим особенности таких РСПИ как РТМС.
Термин«телеметрия» в переводе с греческого означает дальние измерения.Телеметрическая информация дает возможность контролировать состояние удаленногообъекта и управлять им на расстоянии. Таким образом РТМС обеспечивают сбор,обработку, передачу по радиолинии измеренной информации о состоянии или поведениитехнических устройств, живых организмов и других объектов, удаленных отпотребителя этой информации.
Измеряемаяинформация – это информация, результаты измерения которой могут быть выражены вединицах измерения физических величин.
РТМСшироко применяют в промышленности, медицине, биологии, при исследованииокеанских и земных глубин, космоса. Научные основы РТМС заложены в результатеразвития теории информации, многоканальной связи и математических методовобработки информации, в частности систем сжатия данных.
Практическоеиспользование РТМС стало возможным благодаря достижениям в областимикроминиатюризации элементов РСПИ и разработки микропроцессоров,микроконтроллеров, ПЛИС и т.д. Успехи в области теории передачи информациисвязаны с именем таких отечественных ученых, как В.А. Котельников, В.И. Сифоров,А.П. Мановцев, В.Ю. Типугин, П.А. Агаджанов и др.[1].
Историяразвития радиотелеметрии начинается с 1930 года, когда с шара – зонда,выполненного под руководством профессора П.А. Молчанова, были переданы такиеметеорологические данные, как давление, температура, влажность. В конце 30-хгодов под руководством академика С.Н. Вернова был разработан радиозонд,предназначенный для изучения космических радиаций. С 40-х годов РТМС сталииспользоваться при испытаниях самолетов, управляемых снарядов, искусственныхспутников Земли и космических кораблей. В настоящее время РТМС используются вгазовой, топливной и химической промышленности, а также металлургии и ядерныхустановках.
/>2.Задачи космических РСПИ
Косновным задачам космических РСПИ относятся [1]:
1. Сборизмерительной информации от разных источников на борту космического аппарата, атакже сжатие и преобразование в форму, удобную для передачи в радиолинию.
2. Передачателеметрической информации с борта космического аппарата по радиолинии и приемна Земле.
3.Обработка принятой телеметрическойинформации, регистрация и представление в форме, удобной для потребителя.
Первоначальноглавной задачей в радиотелеметрии была передача сообщений и теория телеметриисводилась к теории многоканальной радиосвязи. В настоящее время основнымизадачами являются первая и третья задачи.
Этовызвано следующими причинами:
- РТМСстали использоваться для обслуживания сложных объектов;
— увеличилосьчисло источников измерения информации;
— увеличилсяобъем передаваемой информации;
— увеличиласьдальность связи;
— появилисьжесткие ограничения на вес и габариты бортовой аппаратуры.
Кругзадач, решаемый современными РТМС, значительно шире, чем у системмногоканальной связи и включают в себя следующие требования:
1.Предание РТМС свойств адаптации к текущей обстановке (например, путемрегулировки частоты опроса).
2.Рациональное формирование сообщений на борту объектов (например, путемразработки эффективных систем кодирования).
3.Устранение избыточности, т.е. сжатие объемов сообщений (например, применяяадаптивную коммутацию и дискретизацию).
4.Автоматизация процессов обработки информации на Земле.
5.Получение некоторой части информации незамедлительно.
Реализацияэтих требований привела к тому, что РТМС должны рассматриваться какпространственно – разнесенные информационные радиосистемы, включающие в себяряд разнородных, но связанных между собой систем.
/>3.Технические требования к космическим РСПИ
1.Одновременное измерение и передача информации о многих параметрах.
2.Обеспечение высокой точности измерений. По точности РТМС делятся на 3 класса:средней точности (погрешность 3 – 5%), высокой точности (1 – 2%), очень высокойточности (0.1 – 0.5%). Очень высокую точность обеспечивают только цифровыеРТМС.
3.Обеспечение передачи сообщений с различной шириной спектра (от единиц Гц досотен кГц).
4.Бортовая аппаратура должна быть максимально проста, надежна, иметь малые массу,габариты, потребление энергии.
5.Наземная аппаратура должна автоматически обрабатывать информацию, поступающуюна Землю с различной скоростью передачи.
/>4.Основные подсистемы космических РСПИ
КосмическиеРСПИ относятся к большим системам. Выделяют три основные подсистемы (рисунок1.1):
-бортовая информационная подсистема;
-радиолиния;
-наземная информационная подсистема.
/>
Рисунок1.1
Сигналы,снимаемые с выхода первичного преобразователя ( ПП ) и подаваемые на вход РТМС– называются первичными. ПП осуществляет преобразование неэлектрическойвеличины в электрическую. Кроме первичных сигналов в космические РТМСпередаются дополнительные сигналы, необходимые для масштабирования,синхронизации и других задач. ПП обычно состоит из датчика и согласующегоустройства (рисунок 1.2),
/>
Рисунок1.2
где/> — первичный процесс,являющийся неэлектрической величиной, />-электрическая величина.
Датчикосуществляет основные преобразования реализации измеренного параметра /> в электрический сигнал />. Согласующее устройствопреобразует электрический сигнал /> к виду,на который рассчитаны входные цепи РТМС.
Повиду измеряемых параметров датчики подразделяют на датчики обеспечивающие:
- контрольпроцессов путем:
- непосредственногопреобразования;
- модуляциипараметров;
- контрольсобытий:
- сигнальные;
- счетные.
Вслучае контроля процессов на вход ПП поступает процесс />, а при контроле событийвходная величина является дискретной (например, удар метеорита).
Датчикнепосредственного преобразования процессов обеспечивает преобразование /> в /> непосредственно всоответствии с функцией />. Умодуляционных датчиков процесс /> используетсядля модуляции одного из параметров гармонического или импульсного сигнала />.
Сигнальныедатчики фиксируют факт наступления определенного события. Каждому событиюсоответствует определенный сигнал, который передается на наземную подсистему.
Счетныедатчики обеспечивают подсчет и передачу числа однородных событий, например,число ударов метеорита.
Вбортовых информационных системах осуществляется сжатие и уплотнение каналапередачи, т.е. сообщение представляется в форме, обеспечивающей устранениеизбыточности. При этом выбрасываются избыточные отсчеты и передаются толькопредставляющие интерес параметры.
Основнойособенностью радиолинии является её многоканальность, составляющая от 10 до 105каналов. К радиолинии предъявляются требования по обеспечению заданнойдальности, надежности, скрытности и помехоустойчивости связи.
Вназемных информационных подсистемах осуществляется предварительная обработкарезультатов измерений, т.е. устраняются грубые ошибки, проверяются условиястационарности, производится оценка параметров. Наземная информационнаяподсистема выдаёт результаты измерений в удобном для получателя виде.Получателем информации может быть ЭВМ, человек, техническое устройство.
/>5.Упрощенная структурная схема космической РСПИ
Структурнаясхема передающей части космической РСПИ имеет вид изображенный на рисунке 1.3.
/>
Рисунок1.3
радиосистема передача информация космический
Всостав этой структурной схемы передающей части космической РСПИ входятпервичные преобразователи (ПР), аппаратура обработки информации (АОИ),устройство формирования группового сигнала (УФГС), радиопередающие устройства(РПУ), устройство масштабирования, запоминающее устройство (ЗУ) исинхронизатор.
СигналыU1,U2,…,UNc выхода ПР поступает навход АОИ. На вход АОИ могут поступать сигналы непосредственно с контролирующихприборов и систем, если подлежащие измерению параметры являются элементарными.
АОИрешает следующие задачи [2]:
1. Сокращениеизбыточности передаваемой информации.
2. Управлениесбором информации на объекте в зависимости от меняющейся ситуации.
3. Согласованиепроизводительности бортовых измерительных систем с пропускной способностьюрадиоканала.
/>Структура УФГСзависит от метода разделения каналов. В общем случае УФГС можно изобразить вследующем виде (рисунок 1.4):
Рисунок1.4
Сигналыс генератора канальных сигналов (ГСК) поступают на канальные модуляторы (КМ). Всистемах с частотным разделением каналов (ЧРК) эти сигналы представляют собойсинусоидальные колебания с различными поднесущими частотами (рисунок 1.5),
/>
Рисунок1.5
ав системе с временным разделением каналов (ВРК) это последовательностьимпульсов, разнесенных по времени (рисунок 1.6).
/>
Рисунок1.6
Всистеме с разделением каналов по форме канальные сигналы совпадают по времени ичастоте, но различаются по форме.
Длясинхронизации различных устройств, входящих в состав РТМС, используетсясинхронизатор. ЗУ используется на летательных аппаратах и низкоорбитальныхкосмических аппаратах. В начале осуществляется накопление информации в ЗУ научастках полета, где отсутствует связь между контролируемым объектом и наземнымприемником станции. После восстановления связи с наземными приемными станцияминакопленные данные передаются.
Втелеметрии важное значение имеет абсолютная величина измеряемых физическихпараметров с привязкой по времени, т.е. телеметрическая информация должна бытьмасштабирована. Масштабирование осуществляется по уровню и по времени. Длямасштабирования по уровню потребитель должен знать амплитудную характеристикудатчика />, а также калибровочнуюхарактеристику информационного канала РТМС />.Эта характеристика может сниматься заранее, но из-за нестабильности параметровизмеряемой системы приходится периодически передавать известные значенияэталонных уровней сигнала. Обычно калибровка производится с периодом 10 -15секунд путем передачи на вход информационных каналов сигналов, соответствующих0%, 50%, 100% напряжения питания датчиков.
Масштабированиепо времени осуществляется путем формирования сигнала времени в пункте приемаили передачи этих сигналов вместе с данными телеизмерений.
Структурнаясхема приемно-регистрирующей аппаратуры изображена на рисунке 1.7, где РУ –регистрирующее устройство:
/>
Рисунок1.7
Сигналыс выхода радиоприемного устройства (РПрУ) поступают на вход устройствадекодирования (Декод) и также на синхронизатор (Синх) и далее на формирователь(ФОРМ) сигналов в системе синхронизации с ВРК. В системе ЧРК синхронизаторотсутствует.
Обычновесь групповой сигнал после преобразования записывается в регистрирующееустройство РУ1 в цифровой форме. Зарегистрированная информация повергаетсяобработке, которой предшествует отбор результатов регистрации и исключениененужных данных (экспресс-анализ) с помощью устройства отображения информации(УОИ).
Врезультате обработки информации в ЭВМ поступают таблицы или графики измерениятелеметрических параметров в истинном масштабе времени.
Кромеэтого производится отбраковка ложных измерений, выделение экстремальныхзначений параметров и др. Результаты обработки представляются на визуальныхиндикаторах и записываются в РУ2, а также представляются в удобном виде дляпередачи в линии связи.
Заключение
Радиосвязь- одно из самых простых и надежных средств связи. Рации полезны и удобны, ихможно использовать там, где недоступен ни один другой вид связи, системырадиосвязи недороги по цене, легко развертываются и нетребовательны к условиямокружающей.
Главнойцелью развития системы связи МВД России является приведение ее в состояние,позволяющее обеспечить резко возросшие потребности органов управления,оперативных и других подразделений органов внутренних дел (далее — ОВД) ивнутренних войск МВД России в своевременной, достоверной и конфиденциальнойинформации в условиях изменений в экономической, политической, социальной жизнистраны, обострения криминогенной обстановки и возрастающих требований обществак деятельности системы МВД России.
Списоклитературы
1. МамчевГ.В. – Основы радиосвязи и телевидения. Учебное пособие для вузов. – М: Горячаялиния – Телеком, 2007. – 416с.
2. Системырадиосвязи: Учебник для вузов / Н.И. Калашников, Э.И. Крупицкий, И.Л. Дороднов,В.И. Носов; Под ред. Н.И. Калашникова. М.: Радио и связь. 1988. 352с.
3. ТепляковИ.М., Рощин Б.В., Фомин А.И., Вейцель В.А. Радиосистемы передачи информации:Учебное пособие для вузов / М.: Радио и связь. 1982. 264с.
4. КирилловС.Н., Стукалов Д.Н. Цифровые системы обработки речевых сигналов. Учебноепособие. Рязань. РГРТА, 1995. 80с.
5. КирилловС.Н., Бакке А.В. Оптимизация сигналов в радиотехнических системах. Учебноепособие. Рязань. РГРТА, 1997. 80с.