遙測系統是指具有對一定距離的被測對象的某些參數進行測量、傳輸和處理功能 的系統，即是將對象參量的近距離測量值傳輸至遠距離的測量站來實現遠距離測量的系統。
遙測系統一般由輸入設備、數據傳輸設備、終端設備三大部分組成， 如概述圖所示。其中，數據傳輸設備包括把從輸入設備來的多路信號進行多路復用、發射、接收和分路的設備。
遙測系統的工作原理涉及信息採集、信息傳輸和信息處理等方面。遙測系統實質上是一類多路數據傳輸系統系統。為了能用一個信道來完成多路信息傳輸，可採用多路傳輸技術。
基本介紹
組成,工作原理,分類,套用舉例,主要作用,常見故障,發展趨勢,
組成
如圖9-12所示，遙測系統由輸入設備、傳輸設備和處理設備三部分組成。其中.輸入設備包括感測器和信號調節器;傳輸設備包括傳送端的多路復用調製器、發射機、發射天線以及接收端的接收天線、接收機和多路復用解調器;處理設備包括記錄與顯示設備和數據處理計算機系統等。
工作原理
遙測系統的工作過程分為太空飛行器上的傳送端和地面的接收端兩個部分。在傳送端,首先由感測器將參數信號轉換成弱電信號，再由信號調節器將其放大為適合採集的規範化電壓信號，然後由多路信號調製器將多路已規範化的信號按一定體制組合形成適合單一信道傳送的群信號去調製發射機的載波，最後調製後的信號經發射機功率放大後送發射天線發射到空間，具體如圖9-12(a)所示。在接收端，信號經無線電鏈路傳送到接收端後，首先由接收天線送入接收機進行載波解調得到群信號，再經多路復用解調器恢復出各路遙測信號送處理設備進行記錄、顯示和數據處理，具體如圖9-12(b)所示。
多路傳輸技術又稱多路復用技術，方法有頻率劃分法（簡稱頻分）、時間劃分法（簡稱時分）、編碼劃分法（簡稱碼分）和空間劃分法（簡稱空分）。實際的遙測系統都是把被控對象所在地選作傳送端，測量站作為接收端，兩者之間通過通信設備用信道連線起來（見圖）。傳送端有感測、變換、采編、存儲、記錄重放和傳送等設備。接收端有接收、解碼、顯示、記錄和數據處理等設備。感測器用來將被測對象的參量信息變換成電信號或其他便於傳輸和使用的信號。變換器又稱匹配器，它的主要作用是將感測器輸出的信號變換成適合於多路傳輸的電信號，並有提高系統線性、進行溫度補償和實現數據壓縮等功能。采編器又稱編碼器，它的作用是將各變換器輸出的多路參量信息採集在一起，編輯成便於傳送和接收的信號。為了在接收時能區分各路參量信息，可採用時分制、頻分制或碼分制。存儲器用來將暫時不需要或不能傳送的數據存儲起來，留待適當的時機重放記錄，發往測量站，或設法加以回收。遙測系統中最常用的存儲器是磁帶記錄儀和數字磁帶機。傳送器又稱發射機，它的作用是將編碼器輸出的信號進一步變換成適合於長途傳輸的電信號。
分類
按照傳輸信號類型的不同，遙測系統可分為模擬遙測系統和數字遙測系統。模擬遙測系統所傳輸的信號為模擬信號，因此，當遙測參數中有數字參量時,不需對其進行變換，僅將其視為模擬參量傳輸即可。當遙測信號有模擬信號時，數字遙測系統需要先將模擬信號採樣編碼變為數位訊號後方能傳輸。
按照信道多路復用方式或者信號分割參量方式不同，遙測系統可分為頻分制、時分制和包分制。其中，頻分制和時分制歷史悠久和套用廣泛；包分製作為一種新的遙測方式,近年來逐步被採用。
頻分制記將各路信號調製到不同頻率的副載波上，分割的參量是信號的頻率。為防止混疊，各副載波的頻率間隔應取得足夠大。採用頻分制時，首先使用多路副載波調製器對信號進行調製，然後再用相加器將其合成為群信號;在接收端，先用一組帶通濾波器將群信號分拆為多個調製信號，再用相應的副載波解調器對各個信號進行解調，在頻分制遙測系統中，多路復用調製器為各路副載波調製器及接於其後的相加器，多路信號解調器為各路的分路帶通濾波器及副載波解調器。頻分制的優點是設備簡單，但容量小，精度低，抗干擾能力差，適用於測試參數較少(少於30個)的套用場合。
時分制是將各路信號安排在不同的時間段，按一定的時間順序依次傳輸，分割的參量是信號占用的時間。其原理是通過對信號進行採樣，產生在時間上互不重疊的多路信號採樣點序列以便通過單個公用的信道傳輸信號。信號採樣的基本要求是滿足採樣定理。時分制的基帶信號是脈衝信號，按調製方式不同可分為脈衝幅度調製(PAM)、脈衝寬度調製(PDM)、脈衝位置調製(PPM)和脈衝編碼調製(PCM)。其中，PAM是共用的基礎。當需要進行PDM、PPM和PCM時，首先需要將信號進行PAM，然後再將得到的PAM序列送相應的調製器進行調製。PAM的本質是對多路信號的同步採樣，多路復用調製器的功能相當於數據採集系統中的多路隔離開關和採樣保持器。PCM是目前套用最為廣泛的遙測系統，其編碼過程類似於A/D轉換器的功能。經時分制變換得到的信號傳輸時仍需經載波調製。時分制的優點是容量大、精度高和抗干擾能力強。雖然其設備相對較為複雜，但設計時因可選用許多採樣器和A/D轉換器等專用集成晶片而變得相對簡單，因此，目前套用於太空飛行器的遙測系統多為時分制的數字系統。
包分制，也稱為分包遙測，是依據開放系統互連模型(OSI)開發出來的，以分包的方式進行數據的分層動態管理。與PCM遙測等端對端數字遙測系統相比，分包遙測最顯著的特點是多信源和多用戶的開放性。因此，分包遙測需要通過複雜的流控制過程解決如何把不同長度、不同速率、不同地址(源端和終端)和不同傳輸要求的數據組織在一起並實現傳輸後的正確分離問題。分包遙測過程可分為包裝、分段和傳送3個層次功能。包裝是將需要傳送的遙測套用數據分包成若干個標準數據單元(稱為遙測源包)。遙測源包是由套用數據加上包頭製成的。包頭的作用在於識別不同的套用過程和標明同一套用過程包序列中的相對位置以及其他勤務信息。分段是將過長的遙測源包分成若干段，並在每段前面加上段頭構成遙測段。同樣，段頭的作用也是用於識別該段。傳送是將遙測源包或者由經過分段後形成的遙測段加上幀頭構成遙測幀，也是分包遙測面向傳輸過程的關鍵環節。幀頭除了提供識別幀功能外，還具有提供虛擬信道的功能。所謂虛擬信道，是一種使多信源、多用戶分享同一物理信道的傳輸控制機制。傳送層通過統一分配傳送幀頭的虛擬信道識別碼，使不同用戶套用數據分時交替占有物理通道，從而解決長數據源壟斷信道問題。經分層處理後的遙測幀還需通過信道編碼進行糾錯編碼處理後方能調製傳送，遙測中採用的信道編碼方案是R—S碼為外碼、卷積碼為內碼的級連碼。與網路系統協定類似，分包遙測的基本思路是分層和標準數據單元，要處理的核心問題是多信源多用戶的識別和組織方法、有效利用信道能力的源控制、層間傳送和信道傳送的差錯控制以及必要的操作業務。
套用舉例
例如可用編碼器輸出的基帶電信號來調製載波，由發射機用有線或無線的方式傳輸到接收端。接收器又稱接收機，用來將收到的電信號進行放大、變頻和檢波，變成基帶信號，送到解碼器。解碼器又稱解碼器，它的作用是將接收到的信號分路，並將其變換成適合於顯示器、記錄儀和信息處理設備利用的模擬信號或數位訊號。接收機有時附有解碼器。記錄儀用來記錄遙測參量，以便長期保存，或供信息處理設備作事後處理之用。顯示器用來實時顯示遙測參量，供測量和指揮人員監視被控對象，及時作出判斷。遙測系統中常用CRT顯示器或再配上靜電印表機。一般還用微型計算機或微處理機作數據處理設備，自動進行數據的取捨、校驗、誤差分析、內插、外推、平滑、變換和壓縮等工作，以獲得被控對象的參量值。在遙測系統中數傳電台是常用的一種數據鏈路。
主要作用
遙測系統套用廣泛，在此僅以航空航天為例，介紹遙測系統的作用。
火箭上的遙測系統是火箭和太空飛行器的重要組成部分。火箭在技術區和發射區的測試工作中，遙測系統就參與火箭發射前的測試工作。其中的測試，既是對遙測系統本身的測試，也是對全火箭各分系統與遙測有關的部位工作狀況的測試。這種測試對提高火箭發射的可靠性和飛行的可靠性起重要作用。在遙測系統檢測過程中採用自動化程式，從而保證發射的安全可靠性。
在火箭的發射過程中更需要依靠遙測信息來判斷火箭、衛星、飛船的工作狀態，並成為天上與地面一道溝通的橋樑。概括起來，遙測系統的作用如下。
(1) 在火箭發射前的測試準備工作過程中，遙測系統提供了解火箭各系統技術狀況的重要依據。
(2) 獲得火箭飛行中的各種數據。對其中與飛行成敗有關的重要信息和數據，需立即處理出來，並進行顯示，如發動機關機信號、級間分離信號等。大量的數據處理和分析工作在發射以後進行。
(3) 為故障分析提供依據。尤其在研製初期，一旦發生故障，必須藉助這些數據分析並查明故障的部位及其起因，以便採取補救措施。
(4) 測定火箭、太空飛行器的環境參數和航天員的生理醫學數據。這些數據包括振動、衝擊、加速度、溫度、艙內氣體參數、各種輻射、熱流等。這些參數對於檢驗火箭各系統及航天員生命維持系統對環境的適應能力，檢査各種防護措施的有效性，制定規範化的環境條件，都是極為重要的。
(5) 遙測系統將提供火箭、太空飛行器接收和執行地面控制指令的情況。
發射場的遙測地面接收設備有固定站式和車載式兩種。車載式接收設備可用於活動測量站，可以實現對部分重要測量參數的實時數據處理和顯示，並可實時為指揮控制人員提供火箭工作情況。
常見故障
在微機遠動設備上的遙測系統中經常出現的故障有：數據失靈當機和大批壞數據。數據失靈當機是遙測數據在主站端反映為固定死數據，圖形為一條直線，這種故障一般與出現大批壞數據的故障原因類似，主要是由於被測線路出現諧波和尖峰性的瞬時不穩定或干擾電壓、電流，衝擊到測量電路的正常運行，導致測量電路及處理程式出現混亂引起當機，如果幹擾沒有達到引起當機的最壞的情況，所採集數據中就會出現大量的絕對值極大的數據，也就是出現極大和極小值。導致遙測數據無法使用。往往這樣的瞬態衝擊程度差別大、不具有持久性，所以根據設備使用的年限及設備耐衝擊狀況，則表現不同情況：①瞬間出現大量超出正常範圍的數據，後恢復正常；②長時間出現壞數據；③當機。
第一種情況在設備狀況正常下，通過自身的冗餘設計，可以自己完全恢復，一般維護人員只有在檢査數據時才可以發現，並根據壞數據的量，判斷出設備狀況。
第二、三種情況當長時間出現壞數據時，就要對設備提高警惕，考慮是否硬體出現損壞。
發展趨勢
目前的遙測系統與計算機技術相結合，實現了軟體與硬體的標準化、模組化和全系統 自動化管理；單數據流碼速率達到2 Mbit/s或更高；遙測的副載波、碼速率、幀格式等均 實現了可程式；遙測參數可全部實時存儲，部分參數可實時處理顯示；記錄採用了符合國 際標準的倍密度磁記錄器、8 mm數字磁記錄器和磁光碟。未來遙測系統有以下幾個方面的發展趨勢。
(1) 遙測系統的標準化、系列化、模組化及小型化。遙測系統在射頻頻段、傳輸體制、 碼型、多路信號格式、記錄等主要參數上符合國際標準和國軍標，設備單元的通用性和可 維修性更強，布站更加靈活。
(2) 遙測軟體工程化。隨著計算機技術的迅猛發展，軟體在遙測系統中的地位越來越重 要，從參數的可程式設定、存儲、顯示、預處理到設備的智慧型化控制管理和測試等均依靠軟 件完成，可重組技術甚至在一套硬體載入就可實現功能和協定的編程。所以，系統運行的 效率很大程度上取決於軟體的能力，而軟體在系統研製過程中又是一個複雜的工作，只有 實現軟體工程化才能有效提高遙測設備的靈活性、可操作性和可靠性。
(3) 遙測標準與國際接軌。遙測標準的制定與實施是反映遙測技術發展的重要標誌。 目前空間數據系統諮詢委員會(CCSDS)組織制定的技術標準——的CCSDS標準在我國遙 測領域基本上尚未使用，為了儘快與國際接軌，開發推廣CCSDS標準勢在必行。CCSDS 分包遙測技術、信道編解碼技術是CCSDS標準的關鍵技術，研製符合CCSDS標準的通用 系列化遙測產品成為必然。
