遙測技術

遙測是通過遙測系統進行的。遙測系統由三部分組成：（1）輸入設備，包括感測器和變換器。感測器把被測參數變成電信號，變換器把電信號變換成適合於多路傳輸設備輸入端要求的信號。（2）傳輸設備，是一種多路通信設備。它可以是有線通信或無線電通信，既可傳輸模擬信號也可傳輸數字信號。目的是把輸入設備輸入的信號不失真地傳到終端。（3）終端設備，它的功能是接收信號，對信號進行記錄，顯示和處理，以獲得測量結果。

遙測技術起源於19世紀初葉，航空、航天遙測技術則分別開始於20世紀30年代和40年代。此後，遙測廣泛用於飛機、火箭、導彈和航天器的試驗，也極大地促進了遙測技術的發展。50～60年代，隨著通信理論、通信技術和半導體技術的發展，遙測技術在調製體制、傳輸距離、數據容量、測量精度以及設備小型化等方面都取得了很大的進展。60年代以來，遙測技術發展的顯著特點是：遙測設備的集成化、固態化、模塊化和計算機化，出現了可編程序遙測和自適應遙測。

航空航天遙測系統可分為飛行器遙測設備（系統）和地面遙測設備（系統），前者主要由感測器、多路組合調製器、發射機和天線組成，後者主要由接收機和天線、分路解調器等組成。感測器的功能是感受被測參量並轉換成電信號。各感測器的輸出信號(及其他需經遙測系統傳送的信號)同時送入多路組合調製器，各路信號按一定體制組合起來，互不干擾地通過同一個無線電通道傳送出去。多路組合調製器輸出的信號調製發射機的載波，通過天線發射出去。接收端天線接收信號後送入接收機。接收機把組合信號解調出來，再經分路解調器恢復各路原始信息，加以記錄、處理和顯示。現代廣泛應用的信號組合體制有時分制和頻分制兩種。

按時間順序來區分通道。採樣開關按順序對各路信號巡迴採樣，形成圖2b中陰影條所示的一個綜合脈衝序列。接收端的分路解調器的分路開關與發送端的採樣開關同步工作，把各路信號分開。如果脈衝序列中脈衝幅度反映被測參數，則稱脈衝幅度調製（PAM）。如果採樣脈衝的寬度或位置反映被測參數，則稱為脈衝寬度調製或脈衝位置調製(PDM、PPM)。如用一組編碼來反映被測參數，則稱脈衝編碼調製(PCM)。這種脈衝序列調製到發射載波上的方式可以是頻率調製(FM)、相位調製(PM)和幅度調製(AM)中的任何一種。時分制遙測系統常用的方式是PAM-FM和PCM-FM。時分制多用於被測信號較多而變化緩慢的緩變參數的測量。其中PCM體制的應用更為廣泛。

按不同的頻率來區分通道。各路被測信號對各自的副載波調製，將這些調製后的信號相加得到圖3b所示的頻譜。這一組合信號再去調製載波，經天線發出，在接收端經載波解調后，用一組濾波器濾出各路副載波，再各自解調出信號。同樣，組合信號對發射載波的調製也可以採用上述三種方式中的任何一種。頻分制遙測系統中常用的是FM－FM體制。頻分制多用於被測信號較少且變化較快的速變參數的測量。

飛行器遙測的傳輸距離一般很遠，尤其是航天遙測通常是幾百公里到幾千公里，甚至幾億公里。飛行器上不可能安裝高增益天線，而且飛行器是運動的，所以遙測站一般都採用高增益的大型自動跟蹤天線。在人造衛星、載人飛船中，遙測、遙控、電視和通信常常共用一個無線電通道，以便簡化設備和提高系統可靠性。多級運載火箭和航天器的遙測參數可多達數百路到數千路，而且有些參數的變化頻率高達數千赫，所以遙測的信息量很大，常需要多套遙測設備并行工作，有時需要在飛行器上用磁記錄器記錄數據，以後回收磁帶，獲取遙測數據。飛行器上遙測設備的特點是：體積小、重量輕、功耗小、可靠性高、能在惡劣的環境（低溫、振動、加速度、粒子輻射等）下正常工作。此外，遙測系統還應具備使用靈活、能實時處理數據的特點。對火箭和返回型航天器遙測還存在一個特殊問題：再入大氣層時，在飛行器周圍形成等離子鞘，它強烈吸收和反射電磁波，使無線電遙測信號中斷。人們常採用兩種解決辦法：一種是把這段時間的遙測數據暫存起來，待飛出這個黑障區后再快速重發到地面，這是“記憶重發”法；另一種是用磁帶把這段時間中的遙測數據記錄下來，以後回收磁帶（見再入測量）。此外，在航天器越出地面接收站的接收範圍時或多級火箭級間分離火焰造成信號中斷以及導彈水下發射時，也常採用這兩種辦法獲得遙測數據。

隨著計算機和微電子技術的發展而出現的新遙測技術，即自適應遙測，主要包含可變格式和數據壓縮技術。（見航天測控系統、航天測控和數據採集網）

遙測不僅為了獲得數據，而是要為遙控目標物體提供實時數據，常和遙控結合在一起。遙測作為一門綜合技術，隨著電子技術的發展而迅速發展，應用十分廣泛。

在宇宙探索中，遙測技術幫助了解太陽系遙遠天體上的氣溫、大氣構成和表面情況；投放在敵方的遙測儀器能傳回許多情報；取得導彈和飛機的飛行數據；收集核試驗情況也要靠遙測技術。在工業上遙測技術使許多龐大的系統高效安全運行，如電力、輸油、輸氣系統、城市自來水、煤氣和供暖系統等。在研究動物的生活習性中，遙測技術也是有力的手段，動物帶上有感測器的發報機后，在實驗室就可研究野外動物的動態。遙測技術也用在醫學上，如測定宇航員和登山隊員身體情況。醫術高明的大夫利用遙測技術能為偏僻地區的病人服務。