《航空飛行試驗遙測理論與方法》是飛行試驗遙測技術的一部專著,匯集了作者多年來在飛行試驗測試技術領域的研究成果!逗娇诊w行試驗遙測理論與方法》從測量基礎理論入手,描述了飛行試驗遙測的主要內(nèi)容與方法。各種方法均在飛行試驗中得到了驗證與應用。
《航空飛行試驗遙測理論與方法》以航空飛行試驗遙測工程為背景,從理論與方法上系統(tǒng)地描述航空飛行器飛行試驗遙測理論與方法。全書共分8章。前2章論述了航空飛行試驗遙測理論基礎,后6章論述了航空飛行試驗遙測的主要方法。
《航空飛行試驗遙測理論與方法》可作為航空類高等院校遙測測控、電子工程、計算機應用等有關專業(yè)高年級本科生和研究生的專題閱讀教材,也可供從事航空、航天、兵器、船舶試驗的科學工作者和工程技術人員學習參考。
俄國科學家門捷列夫說:科學始于測量。我國科學家錢學森也指出:信患技術包括測量技術、計算機技術和通信技術,測量技術是關鍵和基礎。發(fā)展航空科學技術同樣離不開測量。
航空飛行試驗遙測是一門涉及物理學、電子學、通信、計算機科學、網(wǎng)絡技術、工程數(shù)學、飛行力學、數(shù)理統(tǒng)計學及系統(tǒng)仿真、軟件工程等多種學科知識綜合應用的測量、數(shù)據(jù)處理與分析技術。
本書以航空飛行試驗遙測工程為背景,從理論與方法上系統(tǒng)地描述航空飛行器飛行試驗遙測理論與方法。航空飛行試驗遙測與航天飛行試驗遙測、兵器試驗遙測相比,既有相同之處,也有不同之處。相同之處是涉及的理論基礎知識相似,不同之處是測量對象和測量參數(shù)不同,專業(yè)面更寬。航空飛行試驗的試驗對象為航空飛行器,既有飛機、直升機、無人機、浮空器和艦載機等各種類型飛機,又有航空機載設備(系統(tǒng))、武器系統(tǒng)、(帶動力)飛機縮比模型、飛行器外掛物(如吊艙、副油箱等)、救生彈射座椅等;測量參數(shù)從幾千個到幾萬個;測量設備(系統(tǒng))包括機載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、遙測信息傳輸系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控系統(tǒng);航空飛行試驗中的測量參數(shù)主要包括各種試驗對象的模擬量參數(shù)、數(shù)字量參數(shù)、總線參數(shù)、視頻圖像與話音等。飛行試驗過程中獲取大量試驗對象的信息被記錄在機載數(shù)據(jù)系統(tǒng),關鍵參數(shù)通過實時遙測傳輸至地面遙測接收站,經(jīng)地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理后,在監(jiān)控大廳供指揮員、試飛工程師進行安全監(jiān)控。
本書第1章介紹了航空飛行試驗遙測概念、內(nèi)容以及任務。第2章介紹了航空飛行試驗遙測信號與信號分析的基本方法,并對數(shù)學變換、信號濾波、模糊數(shù)學與測量誤差基本知識做了介紹。第3章介紹了航空飛行試驗遙測中常用傳感器和校準方法,以及新技術、新原理等新型傳感器。第4章首先介紹了航空飛行試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結構,重點描述了信號調(diào)理、同步采樣和數(shù)據(jù)采集原理,以及數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)記錄方法,最后介紹了航空遙測數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡性能與無線傳感器網(wǎng)絡概念。第5章對航空飛行試驗遙測信息傳輸理論與方法進行了介紹。首先介紹了與遙測無線信道有關的基本概念,其次對信號調(diào)制、多路傳輸進行了重點介紹,最后強調(diào)了無線信道傳輸?shù)陌踩。?章首先介紹了遙測數(shù)據(jù)預處理方法和非線性方程求解算法,詳細地描述了飛行試驗中飛機振動、飛機顫振數(shù)據(jù)處理與分析方法、過程,并簡要描述了飛行試驗安全監(jiān)控中實時數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控系統(tǒng),最后介紹了飛行試驗測量誤差不確定度評估方法。第7章首先描述了飛行試驗大數(shù)據(jù)系統(tǒng)結構,重點介紹了數(shù)據(jù)倉庫建立方法與飛行試驗數(shù)據(jù)挖掘算法,以及實際應用方法,最后概述了大數(shù)據(jù)與云技術在飛行試驗中的應用。第8章對飛行試驗遙測未來發(fā)展方向進行了介紹,首先介紹了美國國防部為軍工試驗與測試設立的三大研究計劃概況,其次描述了國外飛行試驗空天地一體化趨勢以及主要研究內(nèi)容,最后對我國飛行試驗空天地一體化趨勢做了簡要描述。
本書是作者在系統(tǒng)地查閱與研究了國內(nèi)外大量的專業(yè)文獻資料和總結了多年來承擔的航空飛行試驗遙測及數(shù)據(jù)處理的實踐經(jīng)驗基礎上完成的。書中所介紹的主要理論與方法在飛行試驗中得到了應用,實踐驗證了其有效性和正確性。
本書在編撰過程中,得到了黨懷義研究員、孫勇軍研究員、王云山研究員、舒成輝研究員、白效賢研究員、賀敬研究員、邢曉軍高級工程師、何曉文研究員、田寶泉研究員、何紅麗高級工程師、沙永忠高級工程師、單文軍高級工程師、彭攀博士與劉誠睿博士的大力幫助,他們?yōu)楸緯帉懱峁┝擞幸娴慕ㄗh和幫助;王云山研究員對第3章和第4章提出了寶貴的修改意見;黨懷義研究員對第7章提供了寶貴的研究資料,并進行了認真修改;孫勇軍研究員對第6章編寫提供了寶貴的研究資料。在此,對他們的關心和幫助一并表示衷心的感謝!
本書的出版得到了國防工業(yè)出版社的悉心指導和大力支持,以及國防科技圖書出版基金的資助,在此表示衷心感謝。同時也感謝中國飛行試驗研究院工程技術人員在本書編寫過程中給予的指導和幫助。
由于本書內(nèi)容涉及面寬,加之作者水平有限,難免有不妥之處,敬請讀者批評指正。
第0章 術語及定義
0.1 設備術語
0.2 遙測術語
0.3 數(shù)據(jù)處理術語
0.4 測量誤差與測量不確定度術語
第1章 概論
1.1 概述
1.2 航空飛行試驗
1.3 航空飛行試驗測量
1.4 航空飛行試驗遙測
1.4.1 基本概念
1.4.2 作用
1.4.3 特點
1.4.4 主要設備
1.4.5 一般工作流程
參考文獻
第2章 航空飛行試驗遙測理論基礎
2.1 信號與噪聲
2.1.1 信號
2.1.2 系統(tǒng)響應分析方法
2.1.3 隨機過程
2.1.4 系統(tǒng)傳輸特性
2.1.5 噪聲
2.2 時域離散信號分析
2.2.1 時域離散信號
2.2.2 時域離散系統(tǒng)
2.2.3 線性常系數(shù)差分方程
2.2.4 序列傅里葉變換
2.2.5 序列Z變換
2.2.6 離散傅里葉變換
2.2.7 快速傅里葉變換與逆變換
2.2.8 小波分析
2.3 參數(shù)估計
2.3.1 最小二乘估計
2.3.2 最大似然估計
2.3.3 無約束最優(yōu)計算
2.4 模糊數(shù)學理論
2.4.1 模糊數(shù)學與模糊綜合評判的基本概念
2.4.2 模糊集與模糊集的運算
2.4.3 模糊關系與模糊關系運算
2.5 誤差與誤差傳播律
2.5.1 測試誤差
2.5.2 隨機誤差的統(tǒng)計特性
2.5.3 精度指標
2.5.4 廣義誤差傳播律
2.5.5 系統(tǒng)誤差指標
2.5.6 測試精度有關術語之間相互關系
參考文獻
第3章 航空傳感器及其校準
3.1 傳感器概述
3.1.1 傳感器定義
3.1.2 傳感器特性
3.1.3 傳感器靜態(tài)特性
3.1.4 傳感器動態(tài)特性
3.2 機載傳感器
3.2.1 高度、速度傳感器
3.2.2 壓力傳感器
3.2.3 力傳感器
3.2.4 線加速度傳感器
3.2.5 角速度傳感器
3.2.6 飛機航姿角傳感器
……
第4章 機載數(shù)據(jù)采集與記錄
第5章 遙測信息傳輸
第6章 遙測數(shù)據(jù)處理與分析
第7章 試驗數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)挖掘
第8章 空天地一體化遙測網(wǎng)絡
附錄A 時間系統(tǒng)
附錄B 遙測標準概況