автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.14, диссертация на тему:Система обработки и анализа служебной телеметрической информации научной аппаратуры экологического природоресурсного модуля "Природа" орбитального комплекса "Мир"

ЛАНЬШИН

Г. Д Александр Александрович

СИСТЕМА ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА СЛУЖЕБНОЙ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРИРОДОРЕСУРСНОГО МОДУЛЯ "ПРИРОДА" ОРБИТАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА "МИР"

Специальность 05.13Л4 Системы обработки информации и управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1997 г.

Работа выполнена на кафедре физики Московского Государственного университета леса и в Ракетно-космической корпорации 'Энергия" имени С.П.Королева.

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Харченко В.Н.

кандидат технических наук Ефремов Н.П.

лауреат Государственной премии СССР, доктор технических наук, профессор Иванов Н.М.

кандадат технических наук, старший научный сотрудник Кукин С.Г.

Институт радиотехники и электроники Российской Академии наук

Защита состоится 16 января 1998 г. в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 053.31.06 в Московском Государственном университете леса по адресу: 141001, Московская область, Мытищи-1, ул. 1-я Институтская, д.1, ауд. 313.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского Государственного университета леса.

Автореферат разослан 3 декабря 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Дашков А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационного исследования.

В настоящее время в составе орбитальной станции (ОС) "Мир" функционирует экологический природоресурсный модуль "Природа", оснащенный комплексом научной аппаратуры (НА) для дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), который разработан в соответствии с Международным целевым космическим проектом (МЦКП) "Природа".

Задачей МЦКП "Природа" является создание научно-методического и аппаратурного обеспечения для комплексной системы обзора Земли, позволяющей с высоким разрешением, точностью и надежностью определять различные геофизические параметры, а также усовершенствование методов и средств ДЗЗ, включая обработку н передачу больших массивов научной и служебной ТМ-информации.

Отличительными особенностями экспериментов по МЦКП "Природа" является их комплексность, предполагающая совместное использование различного набора активной и пассивной научной аппаратуры, работающей в широком диапазоне длин волн. В связи с этим актуальным в настоящее время является совершенствование методов бортовой и наземной обработки больших комплексных массивов информации, а также оперативной и надежной передачи ее пользователям.

Для реализации научных программ с НА модуля "Природа" с учетом сказанного выше необходимо решение задач обработки и анализа поступающей информации, автоматизированного планирования экспериментов, моделирования работы НА, а также требуется разработка средств активного участия оператора в эксперименте.

Актуальность разработки автоматизированной системы обработки и анализа служебной ТМИ НА модуля "Природа" состоит еще и в том, что данная система может послужить аналогом для создания подобной системы обработки ТМИ НА в целях обслуживания научных экспериментов на служебных и специализированных модулях Российского сегмента Международной космической станции "Альфа".

Цель работы состоит в разработке и создании автоматизированной системы обработки и анализа служебной ТМ-информации комплекса НА модуля "Природа" ОС "Мир", а также в проведении прикладных научных исследований с использованием ТМИ, поступающей с КНЛ модуля "Природа".

Для достижения данной цели были сформулированы следующие задачи:

1) исследовать средства сбора, передачи, обработки и анализа служебной ТМ-информации комплекса НА модуля "Природа" с проведением анализа и оптимизации аппаратурно-программного состава системы обработки служебной ТМИ и выделением эффективных принципов и методик автоматизированной обработки и анализа ТМ-параметров НА модуля "Природа";

2) качественно улучшить и дополнить существующие методики обработки и отображения ТМ-параметров КНА модуля "Природа", разработать, отладить, и ввести в эксплуатацию автоматизированный программный комплекс обработки и анализа служебной ТМИ НА модуля "Природа" с возможностью проведения моделирования различных вариантов комплексирования состава контролируемых ТМ-параметров отдельных систем и комплекса НА в целом;

3) разработать методики оценки и учета степени сбойности ТМ-инфор-мации в сеансах передачи ТМИ на наземные пункты приема (НПП) и исследовать шумовые характеристики ТМИ, поступающей с НА модуля "Природа";

4) построить программно-математическую модель космического эксперимента с использованием затменного спектрометра для решения задачи измерения концентрации озона и других малых газовых составляющих атмосферы с исследованием возможности использования ТМ-данных, поступающих из приемника глобальной системы позиционирования GPS навигационного блока комплекса НА модуля "Природа" для решения обратной задачи томографии.

Методы исследования. При решении поставленных задач используются методы математического анализа, спектрального анализа, математической статистики, математического программирования, а также томографии и решения некорректных обратных задач.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- Разработана специализированная система автоматизированного телеметрического контроля комплекса НА ДЗЗ модуля "Природа" на базе ПЭВМ.

- Проведена оптимизация системы автоматизированной обработки служебной ТМИ НА модуля "Природа" с реализацией эффективного ТМ-конт-родя за проведением космических экспериментов со сложным комплексом IIA.

- Дополнены существующие методики обработки и отображения ТМ-па-раметров на экране монитора персонального компьютера (ПК), позволяющие:

а) формировать динамические страницы (визуальные блоки) ТМИ с переменным составом ТМ-параметров на странице;

б) одновременно отображать на экране служебную ТМИ и информацию о поступающих на исполнение командах управления НА модуля "Природа";

в) производить автоматическое определение и представления на экране ТМ-данных об аварийных и нештатных ситуациях в НА модуля "Природа".

- Предложены методики:

а) комплексирования состава ТМ-параметров различных систем и приборов НА при проведении экспериментов.

б) оценки зашумленности и учета сбойности ТМИ во время сброса ТМИ на НПП при обработке и анализе ТМ-информации, поступающей с борта КА.

- Показана возможность восстановления вертикального профиля распределения озона в атмосфере Земли методами абелевой томографии с использованием затменного спектрометра, установленного на борту КА.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- Осуществлены разработка математического обеспечения, аппаратурная настройка, программная отладка и ввод в эксплуатацию автоматизированной системы обработки и анализа служебной ТМИ КНА модуля "Природа".

- Реализована возможность динамичного поиска и просмотра служебной ТМ-информации любого ранее проведенного эксперимента.

- Реализована возможность оперативного сопровождения научных экспериментов с активным участием оператора.

- Обеспечена возможность по результатам анализа обработанной служебной ТМИ принимать обоснованные решения об изменении состава НА и последовательности проведения экспериментов с учетом оценки состояния записывающих устройств (ЗУ), наличия или отсутствия свободных зон для записи научной информации, готовности к сбросу записанной информации на НПП.

- Разработанная на базе ПК "Pentium" автоматизированная система обработки и анализа служебном ТМИ служит прототипом для разработки аналогичных систем для обслуживания экспериментов на существующих или разрабатываемых КЛ, в том числе на служебных и специализированных модулях Российского сегмента Международной космической станции "Альфа", а также аналогом для автоматизации наземных научных экспериментов.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается применением современной аппаратуры и вычислительных средств; использованием апробированных, наиболее распространенных и перспективных принципов алгоритмизации, языков программирования и программного обеспечения; тщательным тестированием работы комплекса обработки ТМ-информации; устойчивостью работы программного комплекса обработки ТМИ при реализации и анализе космических экспериментов с комплексом НА модуля "Природа"; корректным использованием методов расчета характеристик и параметров; хорошим совпадением расчетных и исходных данных.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Специализированная автоматизированная система ТМ-контроля комплекса НА ДЗЗ модуля "Природа" орбитальной станции "Мир", реализованная на базе персональных ЭВМ с учетом классификации состава ТМ-парамет-ров IIA по их назначению и роли в анализе научных экспериментов.

2. Дополнения к методикам обработки и отображения ТМИ, выполненные при создании автоматизированной системы обработки и анализа ТМИ:

- методика автоматического определения и представления на экране ПК ТМ-информации об аварийных и нештатных ситуациях в IIA;

- методика совместного отображения на экране монитора ПК служебной ТМ-информации НА и информации о поступающих на исполнение командах управления научной аппаратурой;

- методика формирования страниц ТМ-информации с переменным во времени составом ТМ-параметров на странице.

3. Методики исследования степени сбойности ТМ-информации во время сеансов сброса информации на НПП на битовом, байтовом и блочном уровнях при анализе проведенных экспериментов.

4. Исследования возможности восстановления вертикального профиля озона и других малых газовых составляющих атмосферы Земли методами абелевой томографии с использованием затменного спектрометра, установленного на борту космического аппарата.

Апробация. Результаты работы докладывались на научно-технической конференции в Московском государственном университете леса, а также на научных семинарах в Институте радиотехники и электроники РАН и в Физическом институте им. П.НЛебедева РАН в 1997 году.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в четырех научных статьях и представлены в трех научно-технических отчетах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка используемой литературы. Общий объем диссертационной работы составляет 136 машинописных листов, включающий 82 рисунка, 5 таблиц, а также библиографию из 117 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении даны общая характеристика и отличительные особенности космических экспериментов с комплексом научной аппаратуры модуля "Природа", показана важность разработки средств автоматизации планирования экспериментов, моделирования режимов и логики работы НА, подготовки данных для экспериментов, обоснована актуальность создания программного комплекса обработки служебной ТМ-информации комплекса НА модуля "Природа", сформулированы цепь и задачи работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обсуждению современных принципов построения и работы средств телеметрического контроля функционирования научной аппаратуры космического базирования. Дается обобщенное описание структуры бортовых и наземных средств приема и обработки ТМ-информации с борта космического аппарата, а также служб, связанных с передачей и обработкой ТМ-информации. Раскрываются состав и принципы взаимодействия бортовых и наземных радиотелеметрических систем, дается краткая характеристика современного уровеня оснащенности ЦУП. Обосновываются предлагаемые пути совершенствования существующих наземных систем обработки и анализа ТМ-информации.

Во второй главе приводится описание штатных бортовых и наземных средств сбора, передачи, обработки и анализа служебной ТМ-информации комплекса научной аппаратуры модуля "Природа". Глава изложена в трех разделах. В первом разделе дается представление о назначении комплекса НА модуля "Природа" и решаемых с его помощью задачах, о составе и размещении систем КНА на модуле "Природа", дана краткая характеристиках систем комплекса НА.

Научная аппаратура, установленная на экологическом природоресурс-ном модуле "Природа" (см. рис.1), предназначена для дистанционного зондирования и экологического мониторинга Земли из космоса. Функционирующий с марта ¡996 г. аппаратурный комплекс сочетает в себе активные и пассивные средства дистанционного зондирования Земли, которые работают в оптическом, ИК и радиодиапазонах:

1. Модульный оптико-электронный многоспектральный стереосканер "МОМС-2П" (Германия), включающий в себя контроллер, форматор, адаптер, магнитофон, а также навигационный блок МОМСНАВ с глобальной системой позиционирования GPS;

2. СВЧ-радиометрический комплекс "Икар-Дельта" (Россия, Болгария, Армения), состоящий из 17-ти СВЧ-радиометров (блок надирных трассовых радиометров РЗО, Р80, Р135, Р225П и РП-600; блок сканирующих радиометров "Дельта-2П"; две панорамные линейки радиометров РП-225 и РП-600; сканирующий радиометр Р-400);

3. ИК-спектрорадиометрическая система "Исток-1и с телевизионной камерой (Россия);

4. Многозональное широкоугольное сканирующее устройство с механической конической однострочной разверткой МСУ-СК (Россия);

5. Многозональное узкоугольное сканирующее устройство с электронной разверткой МСУ-Э (Россия);

6. Радиолокатор бокового обзора с синтезированной апертурой (РСЛ) сантиметрового и дециметрового диапазонов волн "Т^аверс-1П" (Россия);

7. Четырехканальный сканирующий диффракционный спектрометр за-тменного типа "Озон-Мир" (Россия), работающий в УФ- и ИК-диапазонах;

8. Модульный многоспектральный оптоэлектронный зондировщик (сканирующий спектрорадиометр) видимого и ближнего ПК-диапазона "МОЗ-Обзор" (Россия, Германия);

9. Аэрозольный лидар "Алиса" (Франция).

ТВ-камера Икар Озон-Мир Икар Икар

Рис.1. Состав и размещение научной аппаратуры ДЗЗ на модуле "Природа".

Второй раздел главы посвящен бортовым средствам сбора и передачи служебной ТМ-информацил комплекса ПА модуля "Природа", центральным из которых является бортовая адаптивная программно-адресная информационно-телеметрическая система БИТС2-3 (см. рис.2), установленная на ОС "Мир", информативность которой в режиме непосредственной передачи составляет 25600 измерений/с. Приведены назначение, главные особенности, аппаратурный состав, логика функционирования и режимы работы, а также обобщенная структура ТМ-кадра БИТС-2-3, которая состоит из служебной и информационной части.

Рис.2. Схема информационных связей комплекса НА модуля "Природа".

D третьем разделе главы приводится описание наземных средств приема, сбора и предварительной обработки служебной ТМИ ICiIA "Природа", центральным и объединяющим звеном которых является телеметрический информационно-вычислительный комплекс (ИВК) ЦУП, позволяющий обрабатывать и отображать в реальном масштабе времени до 32-103 телеметрируемых параметров, разбитых на потоки по 256 Кбит/с. Быстродействие средств ИВК ЦУП составляет около 100- 106 операций в секунду. Внешняя память ИВК достаточна для хранения всей поступающей информации. Рассмотрены основные принципы и методы преобразования информации, а также алгоритмы распознавания режимов работы, использующиеся в ИВК .

Отбраковку недостоверных измерений в программах предварительной обработки ТМИ осуществляется путем контроля служебной части ГМ-кадра и/или путем n-кратного подтверждения значений отдельных измерений.

Возможность применения метода «-кратного подтверждения измерений прямо связана с избыточностью измерений:

nïN^, (1)

fmin don

- , (2)

рде J факт

/факт - фактическая частота опроса параметров в ТМ-сисгеме, fmin don - минимальная частота опроса по теореме Котедьникова, Nuj6 - априорно известная величина.

Алгоритм преобразования ТМ-кодов в физические значения ТМ-пара-метров базируется на соотношении:

= чИ [хлмгд.],

хф = Ф1 Ы, (3)

где Хф - физическое значение измеряемого параметра; х% - относительное значение измеряемого параметра; д„шед - принятое наземными средствами значение параметра

в ТМ-единицах; vjH - калибровочная характеристика. ф ! - тарировочная характеристика.

В третьей главе приводится назначение, принципы работы и описание разработанного автоматизированного программного комплекса обработки и анализа служебной ТМИ НА модуля "Природа". Глава состоит из шести разделов. В первом разделе представлены состав и структура служебной ТМИ КНА модуля "Природа" (табл. 1), классификация ТМ-параметров НА с учетом их роли в анализе экспериментов, а также методики формирования состава ТМ-параметров НА для проведения анализа реализации экспериментов. Качественно ТМ-параметры IIA можно разделить на группы:

1) ТМ-параметры, связанные с обеспечением эксперимента.

2) ТМ-параметры, отражающие состояние отдельных блоков и узлов НА.

3) Параметры, отражающие внутренние и внешние условия эксплуатации НА.

4) Телеметрические параметры, отражающие состояние научной информации аппаратуры.

Таблица 1.

Состав и структура служебной ТМИ КНА модуля "Природа".

V Телеметрические Цифровые Текстовые

№ N. ТМИ пар а метр ы массивы сообщения

п/и \ Количество Количество Длина блока Общее Количество Скорость

ПаучнаяЧ. дискретных аналоговых массива количество вариантов передачи

аппаратур а\ параметров параметров (байты) параметров сообщений (символ/с)

1. МОМС-2П 61 11 48и64 362 1850 9

2. Икар-Дельта 71 21 - - - -

3. Исток-1 34 83 - - - -

4. МСУ-СК 29 10 - - - -

5. МСУ-Э 26 18 - - - -

6. Траверс-Щ 15 14 - - - -

7. Озон-Мир - 13 - - - -

8. МОЗ-Обзор 23 7 - - - -

9. Алиса 5 4 104 28 63 -

ВСЕГО 264 181 48; 64; 104 390 1913 9

После выполнения эксперимента проводится поэтапный анализ ТМ-пара-метров ПА:

- контроль циклограммы работы аппаратуры по TM-параметрам первой и второй групп;

- контроль внутренних и внешних условий работы НА (возможно совмещение анализа условий окружающей среды и внутренних условий работы НА с первым этапом);

- контроль качества получаемой научной информации (возможно совмещение этого этапа с первыми двумя).

После выполнения всех этапов контроля ТМИ проводится перепроверка ТМ-парамегров с замеченными отклонениями от их штатных значений.

Во втором разделе дано структурное описание аппаратурно-програм-много состава разработанного комплекса обработки ТМИ, указаны отличительные особенности и преимущества созданной системы.

В разработанном комплексе обработки ТМИ используются ПЭВМ "Pentium-133", которые замкнуты в две локальные сети, одна из которых базируется в ЦУП, а вторая размещается на удаленном пользовательском пункте (удаленная компьютерная сеть) в РКК "Энергия". Поскольку компьютерные сети ЦУП и РКК 'Энергия" имеют соответствующее сообщение, то разработанный комплекс является замкнутой системой с двухсторонней связью (рис.3).

На ЭВМ, расположенных в ЦУП, происходит прием и сжатие ТМИ, а затем ее передача на удаленный пользовательский пункт, где производится обработка и анализ TM-информации. В каждой локальной сети имеется ведущий ПК, роль которого может выполнять любой из компьютеров сети, и несколько ведомых ПЭВМ, Линейное построение связи между компьютерами на удаленном пункте позволяет просматривать ТМИ на любом количестве ПЭВМ. На всех ПК установлено однотипное ПО. Программа обработки ТМИ в режиме ведущего ПК обладает опциями передачи номера кадра в один порт и в два порта ("левый" и "правый").При запуске в режиме ведомого ПК программа обработки ТМИ ждет прихода запроса на соединение из "правого" или "левого" порта и, если разрешено соединение со следующей ПЭВМ в сети, устанавливает с ней соединение.

Полный поток ТМ-информации

ПЭВМ ПЭВМ АРМ-1

__.у____

АРМ

Локальная сеть

ЦУП

Периферийное устройство

п о т 1> Е Б II Т Е Л II

<-

Май, Е-МаЦ

FTP, HTTP E-Mail Май

Компьютерная сеть ЦУП

>

1\1\ ММ

V

Межсетевое сообщение

V V V

Компьютерная сеть РКК 'Энергия"

РКК "Энергия'

АРМ-2

't

ПЭВМ

If

Jl.

Периферийные устройства

Ж

Локальная сеть

Рис.3. Структурная схема автоматизированного комплекса обработки и анализа ТМИ НА модуля "Природа".

Такое построение обмена между ПЭВМ и АРМ позволяет объединить в группу по обработке ТМИ любую комбинацию ПК, составляющих линейную цепочку без пропуска и образовывать группы компьютеров по обработке ТМИ, ведущим компьютером в каждой из которых может быть любой из них.

На любом из компьютеров возможен вывод бумажных копий ТМИ.

В третьем разделе изложены математические принципы обработки ТМИ для дискретных (1 бит), аналоговых (1 байт), аналогово-дискретных (байт преобразуется в бит), температурных (2 байта) параметров, цифровых массивов и нестандартных параметров. Основной особенностью разработанного комплекса обработки ТМИ является универсализация выборки параметров и отображения их на экране ЭВМ. Это достигнуто использованием объектного описания ТМ-парамегров, т.е. отдельные типы объектов присвоены классам ТМ-параметрам, перечисленным выше.

Большинство дискретных, аналоговых, аналогово-дискретных параметров находится в циклически формирующихся субкадрах, и для универсализации обработки этим трем типам параметров присвоено свойство цикличности. Для отображения информации БИТС используются такие параметры как время (3 байта), счетчик субкадров ССК (1 байт), номер программы опроса (1 байт) и командно-служебное слово КСС, расположенные в заголовке ТМ-кадра БИТС. Тип аналогового параметра содержит ссылку на тарировочную характеристику в виде цифрового массива, позволяющую перевести его цифровое значение в физическую величину. Это позволило унифицировать обработку аналоговых параметров. Для аналогово-дискретных параметров задаются пороги значения "О" и значения "1".

Анапогово-дискретные и дискретные параметры наделены использующимся и в других системах обработки ТМИ свойством инвертирования привязки сообщений к состояниям "О" и "1", что позволяет изменять расшифровку телеметрического параметра извне, без изменения программы отображения ТМ-информации. Аналогово-дискретные параметры дополнительно наделены свойством временного или постоянного перехода в режим обработки информации в формате чисто аналогового параметра.

Цифровые массивы (ЦМ) обрабатываются только индивидуальными для каждого массива цифровой информации процедурами. ЦМ характеризуются числом байтов в блоке, номерами байтов в ТМ-кадре БИТС, условным номером ЦМ и номером кадра, в котором отображается информация.

Нестандартные ТМ-параметры описываются свойствами, необходимыми для отображения их на экране и номером процедуры, производящей их обработку. К нестандартному типу параметра отнесены, например, обобщенные параметры, сигнализирующие нештатное или аварийное состояние прибора, в формировании которых участвуют многие параметры с различными критериями оценки значения ТМ-параметра.

Для отображения информации любого типа ТМ-параметра использовано цветовое выделение сообщений, что облегчает понимание смысла ТМ-параметров. В процедурах обработки цифровых массивов формируются только нестандартные страницы, характеризующиеся наибольшим разнообразием сочетания цветов. Отображение ТМИ производится или группами ТМ-параметров по отдельным подсистемам (рис.4), или группами ТМ-параметров, идентичных по содержанию (например, температуры, напряжения и т.д.).

Рис.4. Стадии разработки кадров ТМ-информации.

В четвертом разделе описана автоматизация обработки ТМ-параметров, организация архивирования ТМИ и формирования банка данных служебной TM-информации комплекса НА модуля "Природа", реализация поиска, просмотра и анализа ТМИ из разархивированных файлов, а также преимущества реализованных в описываемом комплексе особенностей автоматизации обработки и анализа данных.

Проведение экспериментов с НА модуля "Природа" требует использование программного обеспечения (ПО) с минимальным временем для подготовки и просмотра TM-информации, поступающей из БИТС-2-3. С борта орбитального комплекса "Мир" в течение среднего сеанса длительностью порядка 8 минут принимается ~23 Мбайт необработанной информации. При использовании ПК с современной емкостью магнитных ЗУ сохранение данных в первичном виде нежелательно. Использование стандартных архиваторов ЭВМ ARJ, ZIP, RAR, LHA обеспечивает 4-8-кратное сжатие информации БИТС. Однако, для организации компактного банка данных TM-информации этого не достаточно, поэтому, кроме разработки программного комплекса, для архивирования ТМИ в интересах KIIA модуля "Природа" разработан специальный метод сжатия информации, позволяющий повысить сжимаемость информации БИТС дополнительно в 3-4 раза. Это позволяет уменьшить архивируемый объем ТМ-информации типового сеанса до 700Кбайт-1,5Мбайт за счет общего сжатия первичной информации до 30 раз. Особенностью разработанной программы архивации ТМ-информации ARJ515.EXE, выполненной на языке PASCAL, является использование архиватора ARJ для сжатия предварительно преобразованной в формат наибольшего сжатия информации БИТС-2-3. Разработка спецархиватора ТМИ позволило организовать накопление банка данных ТМ-информации КНА модуля "Природа".

После приема телеметрической информации с борта ОС "Мир" до или после тематической обработки первичная информация БИТС-2-3 подвергается архивации и заносится в базу данных. При необходимости она может быть извлечена из базы данных и подвергнута переобработке для тиражирования или дополнительного анализа. При наличии свободного объема накопителя ПЭВМ порядка 2-х Гбайт возможно сохранение ТМ-информации 2000 сеансов

связи, что превышает оценки объема ТМ-информации НА за все время эксплуатации модуля "Природа". Для облегчения поиска ТМ-информации в базе данных в нее заносятся дата, время и виток проведения эксперимента, список научной аппаратуры, участвовавшей в эксперименте и режимы работы этой аппаратуры.

Каждый эксперимент в базе данных описывается как "событие". При извлечении телеметрической информации из архива на экран к оператору поступает список экспериментов-"событий". После выбора эксперимента связанный с ним архивированный файл ТМ-информации подвергается разархивации, устанавливается доступ к файлу команд, используемому для отображения текущих команд на мониторе при просмотре телеметрии, и производится запуск программы просмотра ТМ-информации из разархивированного файла. Созданный при просмотре ТМИ файл распечатки выдается на печать из общего меню обслуживания пр о см отр а слу жебн о й ТМ-информации.

Особенностью разработанного программного обеспечения является то, что оно помещается на дискете объемом 1,44 Мбайт. Это позволяет организовать автоматизированное рабочее место (АРМ) для анализа ТМ-информации на любом IBM-совместимом компьютере. Кроме того, на компактных переносных магнитооптических дисководах может быть организован архив до 150 экспериментов с полной программной поддержкой.

В пятом разделе представлено краткое описание программного обеспечения разработанного комплекса обработки и анализа ТМ-параметров всех приборов научной аппаратуры модуля "Природа", описаны форматы стандартных и нестандартных страниц ТМ-информации.

Обработка ТМ-информации, поступающей от комплекса НА модуля "Природа", сведена в одну программу "TMI_NA.EXE". Для удобства разработки ПО модуль выбора "событий" из базы данных и модуль разархивирова-ния файла данных вынесены в отдельные программы "ITEMS.EXE" и "UNARJ515.EXE" (рис. 5-8).

В формате стандартных страниц телеметрической информации просматриваются дискретные, аналоговые, аналогово-дискретные, температурные и обобщенные (нестандартные) телеметрические параметры научной аппаратуры МОМС-2П, "Икар-Дельта", "Траверс-1П", "Исток-1", "Озон-Мир", МСУ-СК, МСУ-Э, "МОЗ-Обзор", "Алиса", а также скомплексированные на одной странице телеметрические параметры приборов и систем, работающих в совмещенных режимах.

В нестандартных страницах служебной телеметрической информации просматриваются:

- текстовая информация из контроллера и магнитофона МОМС;

- телеметрическая информация, передаваемая цифровыми массивами сте-реосканера МОМС-211;

- информация, передаваемая цифровыми массивами навигационного блока МОМСНАВ аппаратуры МОМС-2П;

- сообщения об аварийных или нештатных ситуациях в отдельных системах комплекса НА модуля "Природа".

Реализовано графическое отображение состояния дискретных, аналоговых и аналогово-дискретных ТМ-параметров отдельных блоков и узлов всей НА модуля "Природа" (рис. 9, 10).

Рис.5. Схема обработки ТМ-информации.

Рис.6. Блок-схема программы ITEMS.EXE.

Рис.7. Блок-схема программы UNARJ515.EXE.

Рис.8. Обобщенная блок-схема программы обработки ТМИ КНА модуля "Природа" (программа TMI_NA.EXE).

.пэсиси 1 иктош

] ИКР02И 1 ИКРОЗИ 1 ИКР04И I ИКР05И 1 ИКР06И . ПВУИСИ

t, С

. И2*5ЭИ ИЗЧ50И

изадои

И3461И И2Й.62И

идагаи

ИЗЛ64И И2*65И ИЗЙ£6И ИЗ\67И

иэтаи

И2А60И И2Д70И 2667

t,c

Рис.9. Дискретные параметры ПЛ "Исток-1" (включение 03.09.97 г.).

Рис.10. Аналоговые параметры НА "Исток-1" (включение 03.09.97 г.).

В шестом разделе проводится анализ комплексирования состава ТМ-параметров отдельных приборов и комплекса НА модуля "Природа" в целом на одной странице ТМИ при сопровождении экспериментов, проведение которых требует совмещенных режимов работы НА. Для отображения информации в совмещенных режимах на одной странице ТМИ в качестве универсального метода изменения состава отображаемых ТМ-параметров использовано динамическое формирование страницы ТМИ непосредственно при ее просмотре. При этом оператору предоставлена возможность добавлять (и исключать) в состав ТМ-кадра совмещенного режима параметры нового прибора. Реализована возможность создания страниц служебной ТМИ совмещенных режимов работы комплекса IIA при решении научных задач по всем темам и разделам Научной Программы МЦКП "Природа" (более 20 научных тем).

Четвертая глава посвящена анализу результатов, полученных на стадиях создания, отработки и эксплуатации автоматизированного программного комплекса обработки ТМИ, а также отдельному исследованию шумовых характеристик служебной ТМИ, поступающей из ТМ-системы БИТС-2-3. Глава состоит га двух разделов.

В первом разделе представлено реальное состояние разработанного автоматизированного комплекса. В настоящее время комплекс функционирует на базе ПК Pentium-133MIIz и обеспечивает информационное сообщение с потребителями через средства Mail, E-Mail Internet. Программный комплекс обработки и анализа служебной ТМИ включает в себя программу сжатия ТМИ, программу для анализа ТМИ с базой данных и программу для анализа ТМИ без базы данных. Кроме того, IIМО комплекса включает в себя средства для отображения сбойности поступающей ТМИ, а также средства для модификации программ обработки служебной ТМИ. На стадии отработки данного автоматизированного комплекса по результатам обработки данных системы GPS навигационного блока МОМСНАВ стереосканера МОМС-2П в программный комплекс добавлена графическая нестандартная страница ТМИ для отображения реальных координат ОС "Мир", полученные от системы GPS на суточных витках при выполнении экспериментов с KIIA модуля "Природа".

За время отработки и эксплуатации программного комплекса обработано более 100 экспериментов и тестов, проведенных с КНА модуля "Природа". Г1о каждому сеансу сброса ТМИ проведен анализ сбойности информации и оценка надежности определения ТМ-параметров.

Второй раздел главы посвящен вопросам исследования шумовых характеристик ТМ-информации НА модуля "Природа". Предложены три методики оценки сбойности ТМИ на битовом, байтовом и блочном уровнях:

1. Оценка бита четности слова первичной информации БИТС, передаваемого по каналам ТМИ для выявления сбоев по нарушению четности (эта методика перенята из стандартных методик обработки информации БИТС).

2. Оценка контрольных сумм цифровых массивов, передаваемых в ТМ-кадре БИТС, для выявления сбоев по нарушению контрольной суммы ЦМ.

3. Использование априорной информации о содержании байтов ТМ-кадра БИТС.

Первая методика позволяет контролировать сбои на уровне одного байта, т.е. при нарушении четности имеется информация о том, что в анализируемом байте с вероятностью -0,89 есть ошибка, однако при этом не известна позиция нарушенного бита. Преимущество заключается в возможности анализа всего ТМ-потока БИТС, недостатком является отсутствие возможности проверки сбойности отдельных разрядов ТМИ.

Игнорируется вероятность искажения двух и более (ш) битов информации в одном слове, равная

Р„,= СИ9. (Р,)"\ (5)

где Р1 и Рт - вероятности сбоя одного и т битов информации в слове.

Наличие протяженных во времени помех можно выявить проанализировав спектр помех или временные промежутки между соседними сбойными словами:

Т„ = Тсб „+/ - Тсб п , (6)

где Тсб„ - время поступления «-го по счету сбойного слова.

На рис. 11-14 приведены графики сбоев в одном сеансе связи во времени, функции распределения временных промежутков между сбоями и спектр сбоев.

N

35 ' 30 " 25 ' 20 • 15 " 10 '

Рис.11. Распределение числа сбойных Рис.12. Распределение сбойных слов

слов в сеансе связи. в сеансе связи.

Обнаружено, что интенсивность сбоев ТМ-информации может возрости в любой зоне сеанса связи. Сбои наиболее вероятны в начале и в конце сеанса связи, когда ОС "Мир" находится на наибольшем удалении от НПГ1.

0,007 0,006 ода о,ом ода 0,002 0,001 0,000

/I

и

Ш, Мо

0,0

^у.е

Рис.13. Функция плотности вероятности временных промежутков между сбоями ТМ-информации (фрагмент).

02 014 0,6 0,8

Рис.14. Спектр сбоев ТМ-информации.

Случайные сбои ТМИ имеют характер белого шума (рис.14). Средняя вероятность искажения байта равна 0,01% на участках плавного изменения числа сбоев и возрастает на несколько порядков в зонах повышенной сбойности.

На рис. 15 представлено распределение вероятности возникновения п сбоев в фиксированном промежутке времени («>8).

¡¡щ

, Г*

'V . \А.

Рис.15. Вероятность Р наличия п сбоев в 200 словах БИТС, я>8.

На рис.15 видно, что на хвосте распределения вероятности п сбоев в 200 словах БИТС (п>8) имеется два колоколообразных распределения частых сбоев, соответствующие участкам резкого возрастания сбоев ТМИ в начале и конце зоны приема ТМИ. При вырезании участков повышенной сбойности ТМИ данная часть вероятности распределения сбоев исчезает.

Из данных рис. 16, 17 следует, что потенциальная ошибка правильной оценки ТМИ при игнорировании участков повышенной сбойности составляет Ю-5 ошибок/бит, процент потерянной из-за сбоев информации ~ 0,01%.

Рис.16. Распределение интегрального числа сбоев на 3975 при вырезании высокосбойных участков ТМ-информации.

Рис. 17. Распределение интегрального числ сбоев на витках 3955 (1), 3967 (2), 3983 (3); 3956 (4), 3988 (5) при вырезании высокосбойных участков ТМИ (п - число сбоев, N - число принятых слов)

Таблица 2.

Значения вероятности сбоя ТМИ при сбросе информации без учета зон повышенной сбойности ТМ-информации.

№ витка Вероятность сбоя байта Вероятность сбоя бита

3955 1,5-10-з 2-10-»

3956 7-10-5 9-10-7

3967 4-10-" 5-Ю-5

3983 3-10-4 4-Ю-5

3988 5-10 5 6-Ю-6

Вероятность неисправимого ошибочного определения состояния параметров из-за наличия протяженных во времени помех и искажения более 1 бита в одном слове по данным этого метода составляет величину менее 0,0001%.

Данный метод при обработке ТМ-данных используется для отсева сбойной ТМИ, а также оценки ее сбойности во время сеанса на байтовом уровне.

Методика исследования сбойности ТМИ по контрольным суммам ЦМ основывается на наличии в ТМ-потоке БИТС цифровых массивов, снабженных контрольными суммами. Контрольной суммой ЦМ стереосканера МОМС-2П является байт №48, сумма всех байтов ЦМ должна быть кратной ЮОЬ. Контрольная сумма навигационного блока МОМСНАВ 4-х байтовая, располагается в байтах 61-64 и определяется по коду Хемминга.

Данная методика является самым малоинформативным методом исследования сбойности ТМ-информации. При ложности контрольной суммы истинно только утверждение, что в массиве цифровой информации имеется хотя бы одна ошибка. Локализовать ошибку на уровне байта и бита невозможно.

При анализе ТМИ методика контрольных сумм используется для отбраковки сбойных цифровых массивов и грубого контроля сбойности ТМ-инфор-мации в цифровых массивах.

Наиболее информативной является разработанная методика исследования сбойности ТМИ по априорной информации о содержимом ТМИ. Точное знание байтов ТМ-кадра БИТС позволяет провести анализ сбоев ТМИ на уровне отдельного байта и отдельного бита. При этом возможен такой недоступный другим методикам анализ, как исследование вероятности сбоя более одного бита в байте, исследование синхронного сбоя одного и того же разряда в нескольких соседних байтах.

В качестве априорной информации используется преимущественное заполнение ЦМ значениями РРЬ при отключении прибора-источника цифровых массивов. Реальные значения байтов проверяются при анализе 3-5 начальных 512-байтных кадров БИТС.

На рис.18 приведен график распределения сбоев и их интегралов в сеансе сброса ТМИ. Сбои изображены вертикальными отрезками с длинами, равными номеру ложного бита в байте. ТМИ при ее анализе в этих зонах резкого возрастания сбоев рекомендуется игнорировать. '

Вероятность сбоя бита ТМИ варьируется от 1,2-10 7 до 4-10 5(см. табл.3).

Горизонтальные участки кривой интеграла сбоев на рис.22 соответствуют отсутствию сбоев. Таким образом, в сеансе в течение 95% времени сброса ТМИ на НПП сбои ТМИ отсутствуют.

На рис.19 представлена интегральная сбойность ТМИ на витке 2564, полученная методами контрольной суммы и априорной информации. Наблюдается полная корреляция графиков сбоев наиболее грубого и наиболее точного методов исследования сбойности ТМ-информации.

1

1.0Г

0,6-

Рис.18. Распределение сбоев и Рис.19. Интегральная сбойность ТМИ,

их интегралов на витке 2276. полученная методами контрольной суммы

и априорной информации (виток 2564).

Таблица 3.

Значения вероятности сбоя ТМИ при сбросе информации вне зон повышенной сбойности ТМ-информации.

№ витка Вероятность сбоя байта Вероятность сбоя бита

2276 5-106 6-10-7

2549 310 4 4-10-5

2565 10-« 1,2-10-7

Пятая глава посвящена исследованию возможности восстановления вер тикального профиля распределения озона и других малых газовых составляю щих атмосферы Земли методами абелевой томографии с использованием информации затменного спектрометра, установленного на борту КА. Глава изла гается в двух разделах. Первый раздел посвящен моделированию исследован»! концентрации озона и других малых газовых составляющих атмосферы Земл! с помощью затменного спектрометра космического базирования.

Задачей абелевой томографии является восстановление локальных харак теристик осесимметричного объекта при известных интегральных характер!! стиках объекта вдоль различных направлений зондирования, пронизывающи? объект (рис.20).

Рис.20. Томография осесимметричного объекта.

Уравнение томографии осесимметричного объекта представляется в виде

2г-(р{г)-йг (/■2 - ^2)1

.X

где <р(г) - локальная характеристика объекта, /(х) - интегрированная вдол1 направления зондирования измеряемая физическая величина.

Аналитическое решение этого уравнения можно представить в виде

Я

1 Г {'(х)-йх

г

Атмосферу Земли с большой точностью приближения можно считат! сферой, к которой применим метод томографии осесимметричного объекта Задача томографии возникает, например, при приеме рассеянного или собственного излучения атмосферы, а также излучения Солнца, прошедшегс сквозь нее, прибором, установленным на борту ИСЗ (см. рис.21).

Из-за касательного распространения излучения длина оптической трассь увеличивается в 40-80 раз по сравнению с вертикальной оптической трассой что определяет большую чувствительность метода. При установке приемник.' на борту ИСЗ удается избежать сложности, возникающие при наземном зондировании из-за отсутствия хорд, расположенных на удалении, большем, чем радиус Земли.

Рис.21. Зондирование атмосферы Земли с борта ИСЗ.

Наибольший интерес при дистанционном зондировании атмосферы Земли представляет исследование вертикального распределения и интегрального содержания озона. Для исключения ослабления излучения при релеевском рассеянии или аэрозольном поглощении используется метод дифференциального поглощения в сравнительно узких спектральных линиях малых компонент атмосферы.

Возможность восстановления параметров атмосферы методами томографии иллюстрируется на модельных задачах. В качестве примера приведено восстановление профиля малой газовой составляющей, распределенной в виде колоколообразной кривой на высотах 10-20 км над поверхностью Земли.

Профиль газовой составляющей задавался формулой

ç(r)={-COf-h) , (9)

где 104 м < h <2104м; а (р(г) — 0 вне этого диапазона.

Интегрированная вдоль направления зондирования физическая величина определялась посредством решения прямой задачи. При шаге дискретизации 500 м число направлений зондирования равно 21.

Обратная задача решалась в матричном виде. В матричном представлении функции (р и/связаны через интегральное ядро:

А-<р=/, (10)

где Л - собственно матрица абелевого преобразования, ç и / - векторы-столбцы распределения концентрации газовой составляющей и распределения принимаемого сигнала вдоль различных хорд.

Данная задача не решается корректно без использования методов регуляризации решения. В данной работе применен метод регуляризации Тихонова при наложении ограничения на норму первой производной искомого решения.

В общем случае решение определяется в виде

ç = W (11)

v A-r-A+a-Q '

где Ат - транспонированная матрица A, a g - стабилизирующее ядро-добавка.

Величина параметра регуляризации а определяет желаемую степень сглаживания решения. На рис.22 представлены решения при уменьшении параметра а от 1010 до 1010 при незашумленной функции /. При выборе а в интервале 106 - 1010 решение чрезмерно заглажено и при больших а в пределе стремится к постоянной величине <р= 0,5.

В интервале а = 105...Ю6 происходит формирование точного решения. I интервале а =10-8...Ю5 точное решение сохраняется, т.к. ядро Q хорошо стаби лизирует решение и не ухудшает при этом его качества. При а<10 ;! решешк неустойчиво из-за недостаточного вклада ядра Q.

При значениях а = 10-3...10s отклонение решения от изначально заданногс профиля газовой составляющей при отсутствии шумов не выше 1%, чем опре деляется перспективность проведения космических экспериментов по зондиро ванию атмосферы с помощью затменного спектрометра "Озон-Мир", входя щего в состав КНА модуля "Природа", с решением абелева уравнения томо графии для восстановления профилей компонент атмосферы.

Рис.22. Восстановление q>(r) при значениях а =1010...Ю-10.

Во втором разделе главы проводится анализ возможности использованш навигационных данных глобальной системы позиционирования GPS навигационного блока МОМСНАВ, входящего в состав аппаратуры стереосканера MOMC-2II, для решения обратной задачи восстановления распределения концентрации озона и других малых газовых составляющих атмосферы по высоте, потребность в которых возникает в силу необходимости знания прицельного расстояния оптической оси затменного спектрометра "Озон-Мир" до центра Земли с точностью не хуже 300 м.

Для этого необходимо знание текущих координат модуля "Природа" с точностью 150 м и ориентации оптической оси затменного спектрометра "Озон-Мир"сточностью 0,1-Ю-3 рад = 4,5', так как

За = 300 м/с/, (12)

где cl= (2-Rr/iKA),/2. (13)

Задача точного определения ориентации КА является задачей системы управления движением и навигацией (СУДН). Она также может быть решена аппаратурой ОЗД (звездный датчик) с точностью 10". Задача определения текущих координат модуля "Природа" решается и с помощью IIA модуля "Природа". Для этого обрабатывались навигационные данные системы GPS, которые располагаются в блоках цифровых массивов №1-№3 размером по 64 байта каждый. Отсев сбойной информации выполняется проверкой контрольной суммы ЦМ по коду Хемминга.

Обработка данных GPS производилась по следующей схеме (рис.23):

11 Извлечение навигационных данных из блоков №1-№3 GPS Сравнительный анализ навигационных данных GPS и баллистического прогноза

Рис.23. Схема обработки навигационных данных.

Верификация данных системы GPS выполнена посредством их сравнения с данными баллистического прогноза. Для обеспечения идентичности данных сравнивались высоты КА относительно поверхности Земли, что устраняет различия в системах кординат, используемых в глобальной системе позиционирования и для проведения баллистических расчетов.

На рис.24 приведены извлеченные из ТМИ данные системы GPS (длинные кривые) и данные баллистических расчетов (короткие кривые). Наблюдается близкое совпадение данных GPS и баллистического прогноза (рис.25).

АН, м

t,c

Рис.24. Навигационные данные Рис.25. Разность высот, измеренных

от 20.04.1997 г. приемником GPS 20.04.1997 г. и

полученных баллистическим прогнозом.

Согласно рис.25 расхождение между баллистическимшрогнозом и реальными измерениями приемником системы GPS не превышает 240 м. Данные баллистического прогноза для этой серии измерений имеют систематическое расхождение с данными системы GPS ~180 м. Дисперсия разницы между высотами ~20 м. Таким образом, обработанные данные системы GPS удовлетворяют точностным требованиям для использования в задаче восстановления вертикальных профилей озона и других малых газовых составляющих атмосферы Земли по измерениям затменным спектрометром "Озон-Мир" КНА модуля "Природа".

ВЫВОДЫ

1. Исследованы средства сбора, передачи, обработки и анализа служебной ТМ-информации комплекса НА модуля "Природа" с проведением анализа аппаратурно-программного состава системы обработки служебной ТМИ и выделением эффективных принципов и методик автоматизированной обработки и анализа ТМ-параметров НА модуля "Природа".

2. Проведена оптимизация системы автоматизированной обработки служебной ТМИ IIA модуля "Природа" с реализацией эффективного ТМ-конт-роля за проведением космических экспериментов со сложным комплексом НА.

3. Разработана специализированная система автоматизированного телеметрического контроля комплекса научной аппаратуры модуля "Природа" для обработки и анализа служебной ТМ-информации всех систем и приборов КНА модуля "Природа" на базе персональных компьютеров.

4. Дополнены существующие методики обработки и отображения ТМ-параметров на экране монитора ПЭВМ, позволяющие:

а) формировать динамические страницы (визуальные блоки) ТМ-информации с переменным составом ТМ-параметров на странице;

б) одновременно отображать на экране монитора служебную ТМ-информацию и информацию о поступающих на исполнение командах управления НА модуля "Природа";

в) производить автоматическое определение и представления на экране оператора ТМ-информации об аварийных и нештатных ситуациях в научной аппаратуре модуля "Природа".

5. Проведена серия научных экспериментов с использованием созданной автоматизированной системой обработки служебной ТМ-информации KIIA модуля "Природа" и подтверждена эффективность использования разработанного программного комплекса для анализа ТМИ при выполнении космических экспериментов с НА ДЭЗ по научной программе модуля "Природа".

6. Предложены три методики оценки зашумленности и учета сбойности ТМ-информации во время сброса ТМИ на НПП при обработке и анализе ТМ-информации, поступающей с борта КА:

а) Оценка бита четности слова первичной информации БИТС, передаваемого по каналам ТМИ для выявления сбоев по нарушению четности.

б) Оценка контрольных сумм цифровых массивов, передаваемых в ТМ-кадре БИТС, для выявления сбоев по нарушению контрольной суммы ЦМ.

в) Оценка степени сбойности ТМИ с использованием априорной информации о содержании байтов ТМ-кадра БИТС.

7. Проведено моделирование измерения концентрации озона и других малых газовых составляющих атмосферы Земли с использованием затаенного спектрометра космического базирования и проведены исследования возможности восстановления вертикального профиля распределения озона и других составляющих атмосферы методами абелевой томографии.

8. Исследованы навигационные данные в приемнике глобальной системы позиционирования GPS комплекса научной аппаратуры модуля "Природа" для решения обратной задачи томографии.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Ланьшин A.A., Харченко В.II., Ефремов Н.П., Полуэктов H.H. Автоматизация обработки служебных данных научной аппаратуры модуля "Природа" // Экология, мониторинг и рациональное природопользование / Научн. тр. - Вып. 288(11). - М.: МГУЛ, 1997.

2. Ланьшин A.A., Ефремов II.II. Программный комплекс обработки телеметрической информации научной аппаратуры экологического природоре-сурсного модуля "Природа" II Экология, мониторинг и рациональное природопользование/ Научн. тр. - Вып. 288(11). - М.: МГУЛ, 1997.

3. Ефремов Н.П., Ланьшин A.A. Автоматизация обработки ТМ-информации аппаратуры МОМС-2П экологического модуля "Природа" // Научн. тр. - Вып. 282.-М.: МГУЛ, 1997.

4. ХарченкоВ.Н., Ефремов H.H., Ланьшин A.A., Полуэктов II.П. Зондирование атмосферы Земли методами абелевой томографии // Научн. тр. - Вып. 282.-М.: МГУЛ, 1997.

5. Выполнение программ целевых работ и исследований на орбитальном комплексе "Мир" в период 21-й основной экспедиции ЭО-21 (21.02. - 02.09. 1996 г.): Тестовые проверки научной аппаратуры модуля "Природа". - Итоговый отчет. - П32609-781. - М.: РКК 'Энергия", 1997.

6. Выполнение программ целевых работ и исследований на орбитальном комплексе "Мир" в период 22-й основной экспедиции ЭО-22 (17.08.1996 г. - 02.03.1997 г.): Исследование природных ресурсов Земли. Экология. Дистанционное зондирование Земли. - Итоговый отчет. - П32682-892. - М.: РКК 'Энергия", 1997.

7. Научно-технический отчет по результатам работ с комплексом научной аппаратуры дистанционного зондирования Земли "Природа" (модуль "Природа" орбитальной станции "Мир"). - П33631-515. - М.: РКК 'Энергия", 1997.

Перечень сокращений.

Введение.

Глава 1. Современное состояние проблемы телеметрического контроля аппаратуры космических аппаратов.

Глава 2. Бортовые и наземные средства сбора, передачи, обработки и анализа служебной телеметрической информации научной аппаратуры модуля "Природа" орбитальной станции "Мир".

2.1. Комплекс научной аппаратуры дистанционного зондирования Земли модуля "Природа".

2.2. Бортовые средства сбора и передачи служебной телеметрической информации научной аппаратуры модуля "Природа".

2.3. Наземные средства приема, сбора и предварительной обработки служебной телеметрической информации научной аппаратуры модуля "Природа".

Глава 3. Автоматизированный комплекс обработки служебной телеметрической информации научной аппаратуры модуля "Природа".

3.1. Принципы формирования состава и проведения анализа телеметрических параметров научной аппаратуры при реализации экспериментов.

3.2. Аппаратурно-программный состав< комплекса обработки телеметрической информации.

3.3. Принципы обработки телеметрических параметров.

3.4. Автоматизация обработки телеметрической информации.

3.5. Программный комплекс обработки телеметрической информации. Отображение и анализ телеметрической информации научной аппаратуры модуля "Природа".

3.6. Комплексирование состава телеметрических параметров систем и отдельных приборов научной аппаратуры модуля "Природа".

Глава 4. Результаты отработки и эксплуатации автоматизированного комплекса обработки служебной телеметрической информации научной аппаратуры модуля "Природа".

4.1. Реальное состояние и перспективы развития автоматизированного комплекса обработки служебной телеметрической информации.

4.2. Исследование шумовых характеристик служебной телеметрической информации научной аппаратуры модуля "Природа".

Глава 5. Определение концентрации озона с помощью научной аппаратуры модуля "Природа" (решение обратной задачи томографии).

5.1. Моделирование задачи измерения концентрации озона и других малых газовых составляющих атмосферы Земли с помощью затменного спектрометра "Озон-Мир".

5.2. Исследование возможности использования навигационных данных глобальной системы позиционирования GPS комплекса научной аппаратуры модуля "Природа" для решения обратной задачи томографии.

Выводы.

В настоящее время в составе орбитальной станции "Мир" функционирует экологический природоресурсный модуль "Природа", оснащенный комплексом научной аппаратуры дистанционного зондирования Земли, который разработан в соответствии с Международным целевым космическим проектом "Природа".

Задачей МЦКП "Природа" является создание научно-методического и аппаратурного обеспечения для комплексной системы обзора Земли, позволяющей с высоким разрешением, точностью и надежностью определять различные геофизические параметры, а также усовершенствование методов и средств ДЗЗ, включая обработку и передачу больших массивов научной и служебной информации [1-5].

Следует отметить, что единственным средством, способным обеспечить систематичность и глобальность получения информации о состоянии Мирового океана, суши и атмосферы является ДЗЗ с искусственных спутников Земли [6-8].

Возможность определения характеристик Мирового океана, атмосферы и суши по измерениям с помощью приборов СВЧ, ИК и оптического диапазона доказана в экспериментах с американскими ИСЗ "Nimbus-5,-6,-7","Landsat-1,-2,-3,-4,-5,-6", "NOAA-6,-7,-8,-9,-10,-11,-12" и с французскими "Spot-1,-2,-3,-4"; с европейским ИСЗ "ERS-Г; с японскими ИСЗ "MOS-1A,-1В", "JERS-1", "ADEOS"; с отечественными ИСЗ "Космос-234,-1076,-1151,-1500,-1602,-1870", "Интеркосмос-20,-21", "Метеор", "Алмаз-1,-1Б", а также в экспериментах с отечественным орбитальным комплексом "Мир" [9-14].

Отличительными особенностями экспериментов по проекту "Природа" является их комплексность, предполагающая совместное использование различного набора активной и пассивной НА, работающей в широком диапазоне длин волн.

Отработка научно-методического и аппаратурного обеспечения дистанционных исследований поверхности Земли позволит перейти к разработке систем международного глобального экологического мониторинга

Земли, разработка и эксплуатация которых будут практически не возможны без качественного решения проблем в области обработки информации, т. к. уникальность создаваемых комплексов такого класса состоит прежде всего в наличии огромных потоков разнородной и многомерной информации, требующей оперативной обработки и анализа.

В связи с этим, актуальным в настоящее время является разработка методов бортовой и наземной обработки больших комплексных массивов информации, а также оперативной и надежной передачи ее на наземные станции и потребителям [8], [15-17].

Эксплуатируемый с марта 1996 года комплекс научной аппаратуры ДЗЗ модуля "Природа" требует разработки и использования средств автоматизации обработки служебных данных, поступающих по каналам ТМИ, позволяющих одновременно просматривать ТМ-параметры всех приборов комплекса НА для взаимоувязки различных научных экспериментов и оценки работы комплекса НА в целом.

Это связано с тем, что выполнение экспериментов с НА ДЗЗ сопряжено с необходимостью динамичного анализа результатов проведенных экспериментов, а также с потребностью оперативной выдачи рекомендаций по корректировке состава и режимов работы НА.

Практика эксплуатации КНА "Природа" показала, что для реализации научных программ с НА модуля "Природа" необходимо решение задач автоматизированного планирования экспериментов, моделирования режимов и условий работы НА, подготовки данных для экспериментов, а также разработка средств активного участия оператора в эксперименте.

Актуальность разработки автоматизированной системы обработки и анализа служебной ТМ-информации НА ДЗЗ модуля "Природа" состоит еще и в том, что данная система может послужить аналогом для создания подобной системы обработки ТМ-информации НА в целях обслуживания научных экспериментов на служебных и специализированных модулях Российского сегмента Международной космической станции "Альфа" [18-20].

Цель настоящей работы - разработка и создание автоматизированной системы обработки и анализа служебной телеметрической информации комплекса научной аппаратуры экологического природоресурсного модуля

Природа" орбитальной станции "Мир", а также проведение прикладных научных исследований с использованием ТМ-информации, поступающей с комплекса научной аппаратуры специализированного модуля "Природа".

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1) исследовать средства сбора, передачи, обработки и анализа служебной ТМ-информации КНА модуля "Природа" с проведением анализа и оптимизации аппаратурно-программного состава системы обработки служебной ТМИ и выделением эффективных принципов и методик автоматизированной обработки и анализа ТМ-параметров НА модуля "Природа";

2) качественно улучшить и дополнить существующие методики обработки и отображения ТМ-параметров КНА модуля "Природа", разработать, отладить, и ввести в эксплуатацию автоматизированный программный комплекс обработки и анализа служебной ТМИ НА модуля "Природа" с возможностью проведения моделирования различных вариантов комплек-сирования состава контролируемых ТМ-параметров отдельных систем и комплекса НА в целом;

3) разработать методики оценки и учета степени сбойности ТМ-информации в сеансах передачи ТМИ на наземные пункты приема (НПП) и исследовать шумовые характеристики ТМ-информации, поступающей с НА модуля "Природа";

4) построить программно-математическую модель космического эксперимента с использованием затменного спектрометра для решения задачи измерения концентрации озона и других малых газовых составляющих атмосферы Земли с исследованием возможности использования ТМ-данных, поступающих из приемника глобальной системы позиционирования GPS навигационного блока комплекса НА модуля "Природа" для решения обратной задачи томографии.

Методы исследования. При решении поставленных задач используются методы математического анализа, спектрального анализа, математической статистики, математического программирования, а также томографии и решения некорректных обратных задач.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- Разработана специализированная система автоматизированного ТМ- контроля комплекса НА ДЗЗ модуля "Природа" на базе ПЭВМ.

- Проведена оптимизация системы автоматизированной обработки служебной ТМИ КНА модуля "Природа" с реализацией эффективного ТМ-контроля за проведением экспериментов со сложным комплексом НА.

- Дополнены существующие методики обработки и отображения ТМ-параметров на экране монитора ПЭВМ, позволяющие: а) формировать динамические страницы (визуальные блоки) ТМИ с переменным составом ТМ-параметров на странице; б) одновременно отображать на экране монитора ПЭВМ служебную ТМИ и информацию о поступающих на исполнение командах управления НА модуля "Природа"; в) производить автоматическое определение и представления на экране монитора ТМ-данных об аварийных и нештатных ситуациях в НА модуля "Природа".

- Предложены методики: а) комплексирования состава ТМ-параметров различных систем и приборов НА при проведении экспериментов. б) оценки зашумленности и учета сбойности ТМИ во время сброса ТМИ на НПП при обработке и анализе ТМИ, поступающей с борта КА.

- Показана возможность восстановления вертикального профиля распределения озона в атмосфере Земли методами абелевой томографии с использованием затменного спектрометра, установленного на борту КА.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- Осуществлены разработка ПМО, аппаратурная настройка, программная отладка и ввод в эксплуатацию автоматизированной системы обработки и анализа служебной ТМИ КНА модуля "Природа".

- Реализована возможность динамичного поиска и просмотра служебной ТМ-информации любого ранее проведенного эксперимента.

- Реализована возможность оперативного сопровождения научных экспериментов с активным участием оператора.

- Обеспечена возможность по результатам анализа обработанной служебной ТМИ принимать обоснованные решения об изменении состава НА и последовательности проведения экспериментов с учетом оценки состояния записывающих устройств (ЗУ), наличия или отсутствия свободных зон для записи научной информации, готовности к сбросу записанной информации на НПП.

- Разработанная на базе ПК "Pentium" автоматизированная система обработки и анализа служебной ТМИ служит прототипом для разработки аналогичных систем для обслуживания экспериментов на существующих или разрабатываемых КА, в том числе на служебных и специализированных модулях Российского сегмента МКС "Альфа", а также аналогом для автоматизации наземных научных экспериментов.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается применением современной аппаратуры и вычислительных средств; использованием апробированных, наиболее распространенных и перспективных принципов алгоритмизации, языков программирования и программного обеспечения; тщательным тестированием работы комплекса обработки ТМ-информации; устойчивостью работы программного комплекса обработки ТМИ при реализации и анализе космических экспериментов с комплексом НА модуля "Природа"; корректным использованием методов расчета характеристик и параметров; хорошим совпадением расчетных и исходных данных.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Специализированная автоматизированная система ТМ-контроля комплекса НА ДЗЗ модуля "Природа" орбитальной станции "Мир", реализованная на базе ПЭВМ с учетом классификации состава ТМ-параметров НА по их назначению и роли в анализе научных экспериментов.

2. Дополнения к методикам обработки и отображения ТМИ, выполненные при создании автоматизированной системы обработки и анализа ТМИ:

- методика автоматического определения и представления на экране ПК ТМ-информации об аварийных и нештатных ситуациях в НА;

- методика совместного отображения на экране монитора ПК служебной ТМ-информации НА и информации о поступающих на исполнение командах управления научной аппаратурой;

- методика формирования страниц ТМ-информации с переменным во времени составом ТМ-параметров на странице.

3. Методики исследования степени сбойности ТМ-информации во время сеансов сброса информации на НПП на битовом, байтовом и блочном уровнях при анализе проведенных экспериментов.

4. Исследования возможности восстановления вертикального профиля озона и других малых газовых составляющих атмосферы Земли методами абелевой томографии с использованием затменного спектрометра, установленного на борту космического аппарата.

В результате проделанной работы, на базе IBM-совместимых персональных компьютеров Pentium-133/32M6/2.0r6 создана система сбора, анализа и хранения служебных телеметрических данных [21-23], позволяющая обеспечить эффективное сопровождение космических экспериментов, проводимых с научной аппаратурой ДЗЗ, установленной на модуле "Природа" орбитального комплекса "Мир" [74, 75, 77].

Проведено исследование шумовых характеристик телеметрической информации, поступающей от комплекса научной аппаратуры модуля "Природа", и разработаны три методики оценки степени сбойности и зашумленности ТМ-информации в сеансах сброса ТМИ с борта модуля "Природа" на Землю.

Кроме того, исследована возможность решения обратной задачи томографии посредством моделирования космического эксперимента по измерению концентрации озона и других малых газовых составляющих в атмосфере Земли с помощью НА модуля "Природа" при использовании навигационных данных глобальной системы позиционирования GPS [7В].

выводы

1. Исследованы средства сбора, передачи, обработки и анализа служебной ТМ-информации комплекса НА модуля "Природа" с проведением анализа аппаратурно-программного состава системы обработки служебной ТМИ и выделением эффективных принципов и методик автоматизированной обработки и анализа ТМ-параметров НА модуля "Природа".

2. Проведена оптимизация системы автоматизированной обработки служебной ТМ-информации НА модуля "Природа" с реализацией эффективного ТМ-контроля за проведением космических экспериментов со сложным комплексом научной аппаратуры.

3. Разработана специализированная система автоматизированного телеметрического контроля комплекса НА модуля "Природа" для обработки и анализа служебной ТМ-информации всех систем и приборов КНА модуля "Природа" на базе персональных компьютеров.

4. Дополнены существующие методики обработки и отображения ТМ-параметров на экране монитора ПЭВМ, позволяющие: а) формировать динамические страницы (визуальные блоки) ТМ-информации с переменным составом ТМ-параметров на странице; б) одновременно отображать на экране монитора служебную ТМ-информацию и информацию о поступающих на исполнение командах управления НА модуля "Природа"; в) производить автоматическое определение и представление на экране оператора ТМ-информации об аварийных и нештатных ситуациях в научной аппаратуре модуля "Природа".

5. Проведена серия научных экспериментов с использованием созданной автоматизированной системой обработки служебной ТМ-информации КНА модуля "Природа" и подтверждена эффективность использования разработанного программного комплекса для анализа ТМИ при выполнении космических экспериментов с НА ДЗЗ по научной программе модуля "Природа".

6. Предложены три методики оценки зашумленности и учета сбойности ТМ-информации во время сброса ТМИ на НПП при обработке и анализе ТМ-информации, поступающей с борта КА: а) Оценка бита четности слова первичной информации БИТС, передаваемого по каналам ТМИ для выявления сбоев по нарушению четности. б) Оценка контрольных сумм цифровых массивов, передаваемых в ТМ-кадре БИТС, для выявления сбоев по нарушению контрольной суммы цифровых массивов. в) Оценка степени сбойности ТМИ с использованием априорной информации о содержании байтов ТМ-кадра БИТС.

7. Проведено моделирование измерения концентрации озона и других малых газовых составляющих атмосферы Земли с использованием затмен-ного спектрометра космического базирования и проведены исследования возможности восстановления вертикального профиля распределения озона и других составляющих атмосферы методами абелевой томографии.

8. Исследованы навигационные данные в приемнике глобальной системы позиционирования GPS комплекса научной аппаратуры модуля "Природа" для решения обратной задачи томографии.

1. Международный целевой комплексный проект "Природа". Научная программа экспериментов. - М.: ИРЭ РАН, 1993.

2. Комплекс научной аппаратуры дистанционного зондирования Земли "Природа". М.: ИРЭ РАН, 1990.

3. Mission Priroda / Ed.: G. Zimmerraann. Berlin: Institute for Space Research, 1991.

4. Международный целевой комплексный проект "Природа". М.: ИРЭ РАН, 1993.

5. Международный проект "Природа". Научные приборы / Справочник. М.: ИРЭ РАН, 1993.

6. Аванесов Г.А., Галеев А.А., Жуков Б.С., Зиман Я.Л., Митрофанов И.Г. Проект "Экос-А": Научные космические исследования и построение моделей глобальных процессов и природных кризисных ситуаций // Исследование Земли из космоса. 1992. - №2. - С.3-14.

7. Научно-техническое обоснование использования пилотируемых космических аппаратов для решения экологических задач при дистанционном зондировании природной среды Земли. М.: ИРЭ РАН, 1993.

8. Clark D.M., Hastings D.A., Kineraan J.J. Global databases and their implications for GIS. In: Geophisical Information Systems. New York: Longman, 1991, p. 217-231.

9. Сорокин И. В. Космические системы дистанционного зондирования Земли. Научно-коммерческие системы. Серия: Ракетно-космическая техника, машиностроение. М.: РКК "Энергия", 1994.

10. Новости космонавтики / Бюллетень АО "Видеокосмос". Вып. 1992-1997 гг.11. Space News.-V. 1991-1995.

11. Панченко В.А. Зарубежные спутники и спутниковые системы для наблюдения за поверхностью Земли и атмосферой: Обзор по материалам зарубежной печати. Сер. IV. №133. М.: РКК "Энергия", 1989.

12. Кондратьев К.Я. Система наблюдений Земли: экологические приоритеты и планирование наблюдений // Исследование Земли из космоса. -1992.-№3-4.

13. Моисеенко А.Е. Современное состояние и перспективы использования средств дистанционного зондирования Земли из космоса в целях изучения природных ресурсов (по материалам зарубежной печати). М.: ЦНИИГА и КГУГК СССР, 1989.

14. Создание автоматизированной системы обработки данных автономных измерителей и проведение камеральной обработки магнитных записей натурных испытаний. Отчет о НИР. М.: МЭИ, 1991.

15. Автоматизация приобретения знаний для экспертных систем авиационно-космического назначения // Э-И / ВИНИТИ. Сер. Астронавтика и ракетодинамика. 1996. - №45. - Реф. № 254.

16. Автоматизированные технологии в космических архивах: аналитический обзор зарубежного и отечественного опыта // Э-И / ВИНИТИ. Сер. Информатика. 1996. - №40. - Реф. №40.

17. Целевая аппаратура для дистанционных исследований с борта орбитальной станции "Мир-2": Основные задачи, обоснование состава, требования к размещению на борту. ПЗ1386-782. - М.: НПО "Энергия", 1993.

18. Определение перспективных аппаратных средств дистанционного зондирования природной среды Земли со станции "Мир" 2-го этапа и других КА. Техническая записка. М.: ИРЭ АН СССР, 1990.

19. Международная космическая станция "Альфа" // Аэрокосмос / ИТАР-ТАСС. 1997. - №1.

20. Ланьшин А.А., Харченко В.Н.,Ефремов Н.П.,Полуэктов Н.П. Автоматизация обработки служебных данных научной аппаратуры модуля "Природа" // Экология, мониторинг и рациональное природопользование / Научн. тр. Вып. -288(11). - М: МГУЛ, 1997.

21. Ефремов Н.П., Ланыпин А.А. Автоматизация обработки ТМ-информации аппаратуры МОМС-2П экологического модуля "Природа" II Научн. тр. Вып. 282. - М.: МГУЛ, 1997.

22. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике / Под ред. РЛ.Добрушина и О.БЛупанова. М.: ИЛ, 1964.

23. Кравец В.Г., Любинский В.Е. Основы управления космическими полетами. М.: Машиностроение, 1983.

24. Тормышев С.А., Баушев С.В. Космический участок широкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1997. - №3.

25. Меркулов В.И. Радиоэлектронные системы управления летательными аппаратами. Состояние и перспективы развития // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1997. - №3.

26. Космические исследования земных ресурсов (методы и средства измерений и обработки информации). М.: Наука, 1976.

27. Лонгбаттом Р. Надежность вычислительных систем / Пер. с англ. -М.: Энергоатомиздат, 1985.

28. Якубойтис Э.А. Архитектура вычислительных сетей. М.: Статистика, 1980.

29. Использование искусственных нейросетей и размытой логики для контроля и восстановления работоспособности систем летательного аппарата // Э-И / ВИНИТИ. Сер. Астронавтика и ракетодинамика. 1996. - №14. - Реф. №43.

30. Применение искусственных нейросетей для оценки данных летных испытаний // Э-И / ВИНИТИ. Сер. Астронавтика и ракето динамика. 1996. -№24.-Реф.№115.

31. Методы и средства обнаружения неисправностей в авиационно-космических системах // Э-И / ВИНИТИ. Сер. Астронавтикак и ракето динамика. 1996. - №45. - Реф. №255.

32. Адаптивность операций в ходе миссий дистанционного зондирования // Journal of Spacecraft and Rockets. 1996. - Т. 33, №2.

33. Программа-методика проведения научного эксперимента "Природа" на изделии 77КСИ (в части аппаратуры МОМС-2П). ПЗЗ115-782. -М.: РКК "Энергия", 1996.

34. Программа-методика проведения научного эксперимента "Природа" на изделии 77КСИ (в части СВЧ-радиометрического комплекса "Икар-Дельта"). П33024-782. - М.: РКК "Энергия", 1996.

35. Программное обеспечение М01ДА-02 УИВК "Стек-30". Управление аппаратурой "Икар-Дельта".-351.00412-01 12 04.-М.: НПО "Энергия", 1992.

36. Методика проведения космического эксперимента на изделии 77КСИ ("Природа") с научной аппаратурой "Исток-1". П33023-782. - М.: РКК "Энергия", 1996.

37. Управление аппаратурой "Исток-Г'. 351.00412-01 12 07. - М.: НПО "Энергия", 1992.

38. Управление аппаратурой "Исток-1". Описание программы. -351.00412-01 13 06. М.: НПО 'Энергия", 1992.

39. Программа-методика проведения научного эксперимента "Природа" на изделии 77КСИ (в части аппаратуры МСУ-СК). ПЗЗЗЗЗ-515. - М.: РКК "Энергия", 1997.

40. Программное обеспечение. Система управления бортовым комплексом изделия 77КСИ. Управление аппаратурой МСУ-СК. Описание программы. 351.00412-01 13 12. - М.: НПО "Энергия", 1992.

41. Программа-методика проведения научного эксперимента "Природа" на изделии 77КСИ (в части аппаратуры МСУ-Э). П33334-515. - М.: РКК "Энергия", 1997.

42. Программное обеспечение. Система управления бортовым комплексом изделия 77КСИ. Управление аппаратурой МСУ-Э. Описание программы. 351.00412-01 13 11. - М.: НПО "Энергия", 1992.

43. Программа-методика проведения научного эксперимента "Природа" на изделии 77КСИ (в части системы "Траверс-1П"). П32483-782. - М.: РКК "Энергия", 1996.

44. Управление аппаратурой "Траверс-1П". 351.00412-01 12 08. - М.: НПО "Энергия", 1992.

45. Управление аппаратурой "Траверс- 1ГГ\ Описание программы. -351.00412-01 13 07. М.: НПО "Энергия", 1992.

46. Методика выполнения тестовых проверок и научных экспериментов с аппаратурой "Озон-Мир". П33022-782. - М.: РКК "Энергия", 1996.

47. Программное обеспечение МОЦА-02 УИВК "Стек-30". Управление аппаратурой "Озон-Мир". 351.00412-01 12 06. - М.: НПО "Энергия", 1992.

48. Управление аппаратурой "Озон-Мир". 351.00412-01 13 05. - М.: НПО "Энергия", 1992.

49. Управление аппаратурой "МОЗ-Обзор". 351.00412-01 12 10, - М.: НПО "Энергия", 1992.

50. Программа-методика проведения научного эксперимента "Природа" на изделии 77КСИ (в части аппаратуры "МОЗ-Обзор"). П33039-034. -М.: РКК "Энергия", 1996.

51. Программа-методика проведения научного эксперимента "Природа" на изделии 77КСИ (в части аппаратуры "Алиса"). ПЗЗОЗ1-781. - М.: РКК 'Энергия", 1996.

52. Программное обеспечение МОЦА-02 УИВК "Стек-30". Управление аппаратурой "Алиса". 351.00412-01 12 09. - М.: НПО 'Энергия", 1992.

53. Программа телеметрических измерений. Система БИТС2-3. 17КС ДПМ ч.2. - М.: НПО "Энергия", 1979.

54. Система бортовых измерений. Радиотелеметрическая система БР-9ЦУ-5. Техн. описанием7КС.40Ю.ОООО-ОТОч.2.-М.: НПО "Энергия", 1983.

55. Методика работы с аппаратурой РПИ. №196-8/248. - РКК "Энергия", 1996.

56. Методика работы с аппаратурой БИСУ-ПМ. №196-8/349. - РКК "Энергия", 1996.

57. Шаракшанэ А.С., Шакин В.П., Халецкий А.К. Испытания программ сложных автоматизированных систем. М.: Высшая школа, 1982.

58. Линаев В.В. Тестирование программ. М.: Радио и связь, 1986.

59. Катериночкина Н.Н. Алгоритм локального поиска для одного класса задач целочисленного линейного программирования // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1997. - Т. 37, №2.

60. Потоцкий А.В. Синтез, анализ и моделирование алгоритма оценивание параметров группы близких случайных процессов // Автоматика и телемеханика. 1997. - №2.

61. Обнаружение, идентификация и компенсация отказов датчиков в системах без избыточности // Э-И / ВИНИТИ. Сер. Астронавтика и ракето-динамика. 1996. - №45. - Реф. №257.

62. Данилюк С.Г., Романенко Ю.А. Метод формализации нечеткой информации для диагностической экспертной системы аппаратуры радиосвязи II Электросвязь. 1997. - №1.

63. Совершенствование системы поиска информации: новое направление // Э-И / ВИНИТИ. Сер. Информатика. 1996. - №34. - Реф. №64.

64. Ануфриев В.А. Методы обработки и анализа экспериментальных данных // Экология, мониторинг и рациональное природопользование / Научи. тр. Вып. -288(11). - М: МГУЛ, 1997.

65. Белов Л.А. Комплекс технических и программных средств экологического мониторинга энергетических объектов // Конверсия. 1996. - №8.

66. Быстрицкий А.Л., Бардин В.В., Семенов В.В., Бабкин Д.Н. Разработка методов контроля ряда параметров водно-химических режимов атомных и тепловых энергетических установок // Конверсия. 1996. - №8.

67. Объектно-ориентированное программирование для структуиро-ванных процедурных программ // Э-И / ЦНТИ "Поиск". Сер. 2. Автомати-зир. системы упр. Разработка, конструирование, технология, программное обеспечение, надежность. 1996. - №11-12.

68. Штернберг Л.Ф. Разработка и отладка программ. М.: Радио и связь, 1984.

69. Абрамов В.Г., Трифонов Н.П., Трифонова Г.Н. Введение в язык Паскаль. М.: Наука, 1988.

70. Выполнение программ целевых работ и исследований на ОК "Мир" в период 21-й основной экспедиции ЭО-21 с 21.02.1996 г. по 02.09.1996 г.: Тестовые проверки научной аппаратуры модуля "Природа". Итоговый отчет. - П32609-781. - М.: РКК "Энергия", 1997.

71. Научно-технический отчет по результатам работ с комплексом научной аппаратуры дистанционного зондирования Земли "Природа" (модуль "Природа" орбитальной станции "Мир").- П33631-515 М.: РКК "Энергия", 1997.

72. Харченко В.Н., Ефремов Н,ПМ Ланыыин А.А., Полуэктов Н.П. Зондирование атмосферы Земли методами абелевой томографии // Научи, тр. Вып. 282. - М.: МГУЛ, 1997.

73. Итоговый отчет по результатам работ с аппаратурой "Икар-Дельта" на этапе ЭО-21. № 244-3-97. - М.: ИРЭ РАН, 1997.

74. Итоговый отчет по результатам работ с аппаратурой "Исток-1" на этапе ЭО-21. № 515-6/281. - М.: ФИ РАН, 1997.

75. Итоговый отчет по результатам работ с аппаратурой "Озон-Мир" в период ЭО-21 и ЭО-22. № 515-6/607. - СПб.: НИИФ СПбГУ, 1997.

76. Итоговый отчет по результатам работ с аппаратурой МСУ-Э и МСУ-СК в период ЭО-21. ИЮ0533/17. - М.: РНИИ КП, 1997.

77. Защищена ли ваша информация? // Э-И / ЦНТИ "Поиск". Сер. 2. Автоматазир. системы упр. Разработки, конструирование, технология, программное обеспечение, надежность. 1996. • №7-8.

78. Липаев В.В. Обеспечение и сертификация технологической безопасности информационных систем // Информатика и вычисл. техника. -1996.-№1-2.

79. Долныкова А.А., Чудова Н.В. Психологические особенности суперпрограммистов // Психолог, журн. 1997. - Т. 18, №1,

80. Магазанник В.Д. Структурирование информации человеком при принятии решений//Психолог, журн. 1997. - Т. 18, №1.

81. Ефремов Н.П., Полуэктов Н.П., Харченко В.Н. Спектротомогра-фическое измерение скорости движения и температуры в импульсной плазменной центрифуге // В кн.: Первая всесоюзная конференция "Оптические методы исследования потоков". Тезисы докладов. -1991.

82. Царьгородцев Ю.П., Ефремов Н.П. Автоматизированная система спектральных и зондовых измерений на плазменной центрифуге стационарного разряда // Тр. 14 конф. мол, ученых Моск. физ.-техн. ин-та. Ч. 2. -М.: МФТИ, 1989. Деп. в ВИНИТИ 11.09.89, №5762-В89.

83. Ефремов Н.П. Восстановление пространственного распределения скорости и температуры вращающейся плазмы / Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. (Специальность 01.04.14 Теплофизика и молекулярная физика). - М.: МЛТИ, 1992.

84. Ефремов Н.П. Восстановление пространственного распределения скорости и температуры вращающейся плазмы / Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. (Специальность 01.04.14 Теплофизика и молекулярная физика). - М.: МЛТИ, 1992.

85. Космонавтика: Энциклопедия / Гл. ред. В.П.Глушко; Редколлегия: В.П.Бармин, К.Д.Бушуев, В.С.Верещагин и др. М.: Советская энциклопедия, 1985.

86. Поспелов Д.А. Ситуационное управление. Теория и практика. -М.: Наука, 1986.

87. Крюков В.А. Автоматизация разработки и обеспечение функционирования сложных программных комплексов / Докторская диссертация. -М.: ИПМ АН СССР, 1989.

88. Левин Д.Я. Инструментальный комплекс программирования на основе языков высокого уровня / Под ред. А.П.Ершова. М.: Наука, 1987.

89. Тихонов А.Н., Арсении В.Я., Тимонов А.А. Математические задачи компьютерной томографии. М.: Наука, 1987.

90. Левин Г.Г., Вишняков Г.Н. Оптическая томография. М.: Радио и связь, 1989.

91. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. 2-е изд. М.: Наука, 1979.

92. Ланьшин А.А. Конструкция солнечного паруса КА // Сборник трудов Международной научной конференции, посвященной памяти пионеров космонавтики и астронавтики. Тезисы докладов. - М.: МАИ, 1990.

93. Солнечный парусный корабль / Эскизный проект. Т. 2, 14, 21. -М.: Консорциум "Космическая регата", 1990.

94. Научная аппаратура для космического эксперимента "Знамя-2" по раскрытию и управлению пленочного бескаркасного отражателя / Эскизный проект. П6856-782, кн. 70. - М.: НПО "Энергия", 1990.

95. Качественное исследование возможности использования динамического хаоса для записи информации и распознавания образов / НТО. -П33047-782. М.: РКК 'Энергия", 1995.

96. Исследование возможности создания глобальной космической системы экологического мониторинга / НИР. М.: НПО КП, 1989.

97. Разработка алгоритмов и программного обеспечения для автоматизированной оценки точностных характеристик и выбора параметров автономных радиотехнических измерителей / НИР. М.: ОКБ МЭИ, 1989.

98. Разработка методик и экспертных систем в формировании состава прнродоресурсных комплексов на борту орбитальной станции "Мир" и УКП / НИР. С.-Пб.: ЛЭТИ, 1991.

99. Дмитриев А.С. Хаос и обработка информации в нелинейных динамических системах // Радиотехника и электроника. 1993.-Т.38, №1.

100. Дмитриев А.С. Когда заговорит компьютер? Информационные технологии на основе динамического хаоса // Радио. 1993. - №8.

101. Хартли Р.В. Передача информации //В кн.: Теория информации и ее приложения / Под ред. А.А.Харкевича. М.: Физматгнз, 1959,

102. Котельников В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости. -М.: Госэнергоиздат, 1946.

103. Колмогоров А.Н. К логическим основам теории информации // Проблемы передачи информации. 1969. - Т.5, №3.

104. Кульбак С. Теория информации и статистика / Под ред. А.Н.Колмогорова. Пер. с англ. - М.: Наука, 1967.

105. Крянев А.В. Применение современных методов параметрической и непараметрической статистики при обработке данных экспериментов на ЭВМ. М.: МИФИ, 1987.

106. Крянев А.В. Применение современных методов математической статистики при восстановлении регрессионных зависимостей на ЭВМ. М.: МИФИ, 1988.

107. Беляев М.Ю. Научные эксперименты на космических кораблях и орбитальных станциях. М.: Машиностроение, 1984.

108. Беляев М.Ю., Зыков С.Г. и др. Математическое обеспечение автоматизированного планирования исследлваний на орбитальном комплексе "Мир" // Космические исследования, 1989. Т. 27. - Вып. 1.

109. Ханцеверов Ф.Р., Остроухое В.В. Моделирование космических систем изучения природных ресурсов Земли. М.: Машиностроение, 1989.