于智春+李中偉

摘 要： 在導(dǎo)彈飛行測(cè)控系統(tǒng)中，安控系統(tǒng)是保證試驗(yàn)安全的重中之重。為提高地面遙控系統(tǒng)的可靠性，以某型統(tǒng)一測(cè)控裝備的遙控系統(tǒng)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，利用IP網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)環(huán)境，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種基于計(jì)算機(jī)自適應(yīng)、自行判斷選擇并可實(shí)時(shí)切換的遙控終端雙機(jī)熱備份方案。通過(guò)雙機(jī)交互的設(shè)計(jì)和判決策略，完成了遙控終端雙機(jī)熱備份的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞： 可靠性； 遙控； 熱備份； 自行判斷

中圖分類(lèi)號(hào)： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）04?0070?02

Design and realization of remote control strategy for missile flight TT & C equipment

YU Zhi?chun， LI Zhong?wei

（Unit 91550 of PLA， Dalian 116021， China）

Abstract： In the missile flight measurement and control system， the security control system is the key of ensuring the test safety. Taking the remote control system of a certain type of TT&C equipment as a design foundation， the remote control terminal dual?system hot backup solution based on self?adaptation， self?judgment and choice of computer was designed by the aid of IP network platform to improve the reliability of the remote control system on ground. By the disign of double machine interaction and decision strategy， the design and implementation of the remote control terminal dual?system hot backup was completed.

Keywords： reliability； remote control； hot?redundancy； self?judgment

0 引 言

導(dǎo)彈遙控系統(tǒng)主要用于在導(dǎo)彈飛行試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)導(dǎo)彈工作異常或飛行偏離軌跡威脅保護(hù)目標(biāo)的情況下，對(duì)故障彈進(jìn)行及時(shí)炸毀的地面安全控制，一方面要求在導(dǎo)彈出現(xiàn)無(wú)可糾正的異常時(shí)必須可靠徹底地銷(xiāo)毀導(dǎo)彈，另一方面則要求決不允許由于遙控系統(tǒng)本身故障將狀態(tài)正常的導(dǎo)彈炸毀。因此對(duì)導(dǎo)彈遙控系統(tǒng)本身的可靠性要求非常高。影響導(dǎo)彈遙控系統(tǒng)可靠性的因素很多，包括彈上異常故障和地面裝備測(cè)控系統(tǒng)故障等，地面測(cè)控裝備的遙控系統(tǒng)作為對(duì)彈安全控制的判斷和指令發(fā)送、監(jiān)測(cè)裝備，其可靠性尤為重中之重，如何提高和保障遙控系統(tǒng)的可靠性即成為測(cè)控裝備設(shè)計(jì)研制的技術(shù)重點(diǎn)。對(duì)于提高地面遙控系統(tǒng)的可靠性，本文針對(duì)以往遙控硬件解決方案，介紹一種有效的高可靠性遙控雙機(jī)備份策略，對(duì)遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了一種新的嘗試。

1 地面裝備遙控系統(tǒng)組成

地面測(cè)控裝備遙控系統(tǒng)主要由遙控終端、副載波調(diào)制器、射頻上變頻器、射頻下變頻器、功放、功放電源、功放控制組合等組成。遙控系統(tǒng)組成原理框圖參見(jiàn)圖1。

圖1 某地面統(tǒng)一測(cè)控設(shè)備遙控系統(tǒng)原理框圖

以往靶場(chǎng)的遙控裝備單臺(tái)套均采用硬件視頻基帶板卡的冷備份方案，用來(lái)加強(qiáng)和保證遙控分系統(tǒng)的可靠性。板卡的冷備份方案是雙總線基帶板卡同時(shí)安裝于遙控終端計(jì)算機(jī)內(nèi)，任務(wù)中只連接并啟動(dòng)單流板卡，在任務(wù)前遙控系統(tǒng)出現(xiàn)不可修復(fù)故障時(shí)，及時(shí)斷電連接備份基帶板卡并啟動(dòng)，保障任務(wù)順利進(jìn)行的一種應(yīng)急方案。冷備份對(duì)遙控系統(tǒng)故障的應(yīng)急處理帶來(lái)一定隱患，對(duì)系統(tǒng)的故障處理實(shí)時(shí)解決能力存在一定限制和不足。

2 遙控終端雙機(jī)熱備份體制下遙控系統(tǒng)的組成

及工作原理

遙控終端雙機(jī)熱備份系統(tǒng)為雙遙控終端通過(guò)相應(yīng)判決策略聯(lián)入遙控系統(tǒng)，組成框圖見(jiàn)圖2。

圖2 遙控終端雙機(jī)熱備份系統(tǒng)原理框圖

地面遙控系統(tǒng)在遙控中心、遙控操控臺(tái)、引導(dǎo)設(shè)備和外部接口設(shè)備等的支持下，完成目標(biāo)跟蹤和遙控指令的產(chǎn)生、發(fā)射任務(wù)。遙控中心是安全控制系統(tǒng)的指揮管理中心，完成安全信息的監(jiān)視、安全判決，以及指令發(fā)射情況和執(zhí)行情況的監(jiān)視。當(dāng)導(dǎo)彈正常飛行時(shí)，地面遙控系統(tǒng)基本處于等待工作狀態(tài)，即遙控中心等所有產(chǎn)生指令的設(shè)備均不輸出任何指令，遙控終端機(jī)不工作，發(fā)射機(jī)無(wú)載波輸出，只有發(fā)射天線在引導(dǎo)設(shè)備的引導(dǎo)下跟隨目標(biāo)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)飛行的導(dǎo)彈出現(xiàn)故障，飛行軌跡偏離正常范圍，達(dá)到或超出安全管道的告警線時(shí)，根據(jù)所選擇的發(fā)令方式和判決準(zhǔn)則，由遙控中心做出告警判決，發(fā)出告警指令。告警指令經(jīng)遙控臺(tái)傳送到地面遙控系統(tǒng)，同時(shí)將地面遙控系統(tǒng)由無(wú)線電靜默狀態(tài)轉(zhuǎn)入未調(diào)載波輸出狀態(tài)，打通遙控信道，使彈上遙控設(shè)備進(jìn)入等待接收遙控指令的狀態(tài)。若導(dǎo)彈的飛行狀態(tài)進(jìn)一步惡化，按照事先確定的安全準(zhǔn)則，安全軍官通過(guò)遙控中心首先發(fā)出解保指令，經(jīng)遙控臺(tái)傳送至地面遙控系統(tǒng)。指令編碼器完成該指令的抗干擾性和保密性編碼；副載波調(diào)制器完成指令碼的副載波調(diào)制，輸至上行載波調(diào)制器，完成載波調(diào)制，再經(jīng)上變頻至所需射頻頻點(diǎn)，送至發(fā)射天線向空中輻射。地面上變頻器在完成載波變頻后，耦合分路有線反饋至下變頻器，在小環(huán)檢測(cè)接收機(jī)中完成載波解調(diào)和低頻放大，向副載波解調(diào)器輸出已調(diào)副載波信號(hào)；副載波解調(diào)器完成副載波解調(diào)后輸出指令碼至指令碼檢測(cè)器；指令碼檢測(cè)器通過(guò)發(fā)射指令碼同檢測(cè)出的指令碼的比對(duì)，完成發(fā)送指令碼正確性的判決，判決結(jié)果送遙測(cè)操控臺(tái)顯示終端，供操作人員監(jiān)視。而地面小環(huán)檢測(cè)接收機(jī)通常以有線方式從發(fā)射天線輸入端實(shí)時(shí)采集射頻載波信號(hào)，回送至下變頻器，再以上述信號(hào)流程完成遙控小環(huán)信息的檢測(cè)。當(dāng)導(dǎo)彈或運(yùn)載火箭的飛行超出了安全管道的必炸線時(shí)，由中心計(jì)算機(jī)自動(dòng)或安全控制臺(tái)人工發(fā)出炸毀指令。炸毀指令的傳送過(guò)程與解保指令的傳送過(guò)程基本相同。彈上遙控分系統(tǒng)輸出炸毀指令，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將故障導(dǎo)彈炸毀。在導(dǎo)彈飛行過(guò)程中，通過(guò)遙控系統(tǒng)的故障自檢系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行實(shí)時(shí)故障檢測(cè)與定位，當(dāng)主用遙控終端出現(xiàn)故障時(shí)，實(shí)時(shí)進(jìn)行遙控終端的A、B機(jī)切換，保障遙控系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)彈飛行試驗(yàn)的不間斷遙控檢測(cè)與指令發(fā)射。

3 遙控終端雙機(jī)熱備份策略

3.1 雙機(jī)參數(shù)同步

為保證參數(shù)設(shè)置一致性和穩(wěn)定性，只在主機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，備機(jī)禁止進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。主機(jī)參數(shù)設(shè)置完成后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)同步到備機(jī)，已完成備機(jī)對(duì)參數(shù)一致性設(shè)置。

3.2 遙控發(fā)令策略

只能在主機(jī)進(jìn)行遙控發(fā)令，備機(jī)禁止進(jìn)行遙控發(fā)令，若主機(jī)發(fā)令過(guò)程中，進(jìn)行了主備機(jī)切換，則原有主機(jī)繼續(xù)完成該次發(fā)令過(guò)程，新的主機(jī)不參與該次發(fā)令過(guò)程。

3.3 主備機(jī)切換策略

主備機(jī)切換包括兩種形式：自動(dòng)切換和手動(dòng)切換。自動(dòng)切換模式下，手動(dòng)主備機(jī)切換功能失效；手動(dòng)切換模式下，不進(jìn)行自動(dòng)切換，在主機(jī)和備機(jī)上都可以手動(dòng)進(jìn)行終端切換選擇。遙控終端軟件初始啟動(dòng)時(shí)，兩臺(tái)遙控終端都設(shè)置為備機(jī)，并檢測(cè)對(duì)方機(jī)器狀態(tài)。若檢測(cè)不到對(duì)方機(jī)狀態(tài)（只有一臺(tái)機(jī)器開(kāi)機(jī)），則自動(dòng)升為主機(jī)。兩臺(tái)機(jī)器若同時(shí)開(kāi)機(jī)，則A機(jī)為主機(jī)，B機(jī)為備機(jī)。主機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)，若主機(jī)發(fā)現(xiàn)，則主機(jī)自動(dòng)將自己降為備機(jī)，并發(fā)送命令通知備機(jī)升為主機(jī)；若備機(jī)發(fā)現(xiàn)，則發(fā)送命令通知主機(jī)降為備機(jī)，確認(rèn)原有主機(jī)已降為備機(jī)后再將自己升為主機(jī)。在主機(jī)和備機(jī)都異常情況下，不進(jìn)行切換。

3.4 主機(jī)遙控終端異常情況

主機(jī)遙控終端異常情況要進(jìn)行主備機(jī)自動(dòng)切換，而遙控終端對(duì)異常情況的判據(jù)主要有：上變頻器未連通；遙控基帶板與軟件交互異常；遙控基帶板FPGA時(shí)鐘不鎖定；遙控基帶板內(nèi)部RAM自檢異常；遙控基帶板FPGA讀寫(xiě)自檢異常；自動(dòng)功率控制異常。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)某些地面統(tǒng)一測(cè)控設(shè)備遙控系統(tǒng)原有冷備份方案存在的問(wèn)題，介紹了一種基于IP平臺(tái)判決的計(jì)算機(jī)終端熱備份方案，并給出了具體實(shí)現(xiàn)。本文認(rèn)為其優(yōu)點(diǎn)主要在于：削弱了以往系統(tǒng)對(duì)遙控計(jì)算機(jī)的依賴，并提高了對(duì)板卡故障的應(yīng)急反應(yīng)能力，增強(qiáng)了地面遙控系統(tǒng)可靠性；減少了遙控操作手在任務(wù)中設(shè)備的操作流程，降低了對(duì)操作手的壓力，提高了設(shè)備安全穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁靜，胡昌華，徐瑞，等.基于改進(jìn)BDD算法的導(dǎo)彈安控系統(tǒng)故障樹(shù)仿真分析[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2007，19（1）：9?12.

[2] SKOLNIK M I. 雷達(dá)手冊(cè)[M].王軍，林強(qiáng)，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[3] 馬順南，周弘霄，張菊，等.靶場(chǎng)多站制安全控制體制研究[J].電訊技術(shù)，2007（1）：86?89.

[4] 饒啟龍.航天測(cè)控技術(shù)及其發(fā)展方向[J].信息通信技術(shù)，2011（3）：77?83.

[5] 佘大勇，唐太強(qiáng)，李維晨，等.航天測(cè)控系統(tǒng)安全分析與控制[J].裝備學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（1）：81?85.

[6] 丁鷺飛，耿富錄，陳建春.雷達(dá)原理[J].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

3 遙控終端雙機(jī)熱備份策略

3.1 雙機(jī)參數(shù)同步

為保證參數(shù)設(shè)置一致性和穩(wěn)定性，只在主機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，備機(jī)禁止進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。主機(jī)參數(shù)設(shè)置完成后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)同步到備機(jī)，已完成備機(jī)對(duì)參數(shù)一致性設(shè)置。

3.2 遙控發(fā)令策略

只能在主機(jī)進(jìn)行遙控發(fā)令，備機(jī)禁止進(jìn)行遙控發(fā)令，若主機(jī)發(fā)令過(guò)程中，進(jìn)行了主備機(jī)切換，則原有主機(jī)繼續(xù)完成該次發(fā)令過(guò)程，新的主機(jī)不參與該次發(fā)令過(guò)程。

3.3 主備機(jī)切換策略

主備機(jī)切換包括兩種形式：自動(dòng)切換和手動(dòng)切換。自動(dòng)切換模式下，手動(dòng)主備機(jī)切換功能失效；手動(dòng)切換模式下，不進(jìn)行自動(dòng)切換，在主機(jī)和備機(jī)上都可以手動(dòng)進(jìn)行終端切換選擇。遙控終端軟件初始啟動(dòng)時(shí)，兩臺(tái)遙控終端都設(shè)置為備機(jī)，并檢測(cè)對(duì)方機(jī)器狀態(tài)。若檢測(cè)不到對(duì)方機(jī)狀態(tài)（只有一臺(tái)機(jī)器開(kāi)機(jī)），則自動(dòng)升為主機(jī)。兩臺(tái)機(jī)器若同時(shí)開(kāi)機(jī)，則A機(jī)為主機(jī)，B機(jī)為備機(jī)。主機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)，若主機(jī)發(fā)現(xiàn)，則主機(jī)自動(dòng)將自己降為備機(jī)，并發(fā)送命令通知備機(jī)升為主機(jī)；若備機(jī)發(fā)現(xiàn)，則發(fā)送命令通知主機(jī)降為備機(jī)，確認(rèn)原有主機(jī)已降為備機(jī)后再將自己升為主機(jī)。在主機(jī)和備機(jī)都異常情況下，不進(jìn)行切換。

3.4 主機(jī)遙控終端異常情況

主機(jī)遙控終端異常情況要進(jìn)行主備機(jī)自動(dòng)切換，而遙控終端對(duì)異常情況的判據(jù)主要有：上變頻器未連通；遙控基帶板與軟件交互異常；遙控基帶板FPGA時(shí)鐘不鎖定；遙控基帶板內(nèi)部RAM自檢異常；遙控基帶板FPGA讀寫(xiě)自檢異常；自動(dòng)功率控制異常。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)某些地面統(tǒng)一測(cè)控設(shè)備遙控系統(tǒng)原有冷備份方案存在的問(wèn)題，介紹了一種基于IP平臺(tái)判決的計(jì)算機(jī)終端熱備份方案，并給出了具體實(shí)現(xiàn)。本文認(rèn)為其優(yōu)點(diǎn)主要在于：削弱了以往系統(tǒng)對(duì)遙控計(jì)算機(jī)的依賴，并提高了對(duì)板卡故障的應(yīng)急反應(yīng)能力，增強(qiáng)了地面遙控系統(tǒng)可靠性；減少了遙控操作手在任務(wù)中設(shè)備的操作流程，降低了對(duì)操作手的壓力，提高了設(shè)備安全穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁靜，胡昌華，徐瑞，等.基于改進(jìn)BDD算法的導(dǎo)彈安控系統(tǒng)故障樹(shù)仿真分析[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2007，19（1）：9?12.

[2] SKOLNIK M I. 雷達(dá)手冊(cè)[M].王軍，林強(qiáng)，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[3] 馬順南，周弘霄，張菊，等.靶場(chǎng)多站制安全控制體制研究[J].電訊技術(shù)，2007（1）：86?89.

[4] 饒啟龍.航天測(cè)控技術(shù)及其發(fā)展方向[J].信息通信技術(shù)，2011（3）：77?83.

[5] 佘大勇，唐太強(qiáng)，李維晨，等.航天測(cè)控系統(tǒng)安全分析與控制[J].裝備學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（1）：81?85.

[6] 丁鷺飛，耿富錄，陳建春.雷達(dá)原理[J].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

3 遙控終端雙機(jī)熱備份策略

3.1 雙機(jī)參數(shù)同步

為保證參數(shù)設(shè)置一致性和穩(wěn)定性，只在主機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，備機(jī)禁止進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。主機(jī)參數(shù)設(shè)置完成后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)同步到備機(jī)，已完成備機(jī)對(duì)參數(shù)一致性設(shè)置。

3.2 遙控發(fā)令策略

只能在主機(jī)進(jìn)行遙控發(fā)令，備機(jī)禁止進(jìn)行遙控發(fā)令，若主機(jī)發(fā)令過(guò)程中，進(jìn)行了主備機(jī)切換，則原有主機(jī)繼續(xù)完成該次發(fā)令過(guò)程，新的主機(jī)不參與該次發(fā)令過(guò)程。

3.3 主備機(jī)切換策略

主備機(jī)切換包括兩種形式：自動(dòng)切換和手動(dòng)切換。自動(dòng)切換模式下，手動(dòng)主備機(jī)切換功能失效；手動(dòng)切換模式下，不進(jìn)行自動(dòng)切換，在主機(jī)和備機(jī)上都可以手動(dòng)進(jìn)行終端切換選擇。遙控終端軟件初始啟動(dòng)時(shí)，兩臺(tái)遙控終端都設(shè)置為備機(jī)，并檢測(cè)對(duì)方機(jī)器狀態(tài)。若檢測(cè)不到對(duì)方機(jī)狀態(tài)（只有一臺(tái)機(jī)器開(kāi)機(jī)），則自動(dòng)升為主機(jī)。兩臺(tái)機(jī)器若同時(shí)開(kāi)機(jī)，則A機(jī)為主機(jī)，B機(jī)為備機(jī)。主機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)，若主機(jī)發(fā)現(xiàn)，則主機(jī)自動(dòng)將自己降為備機(jī)，并發(fā)送命令通知備機(jī)升為主機(jī)；若備機(jī)發(fā)現(xiàn)，則發(fā)送命令通知主機(jī)降為備機(jī)，確認(rèn)原有主機(jī)已降為備機(jī)后再將自己升為主機(jī)。在主機(jī)和備機(jī)都異常情況下，不進(jìn)行切換。

3.4 主機(jī)遙控終端異常情況

主機(jī)遙控終端異常情況要進(jìn)行主備機(jī)自動(dòng)切換，而遙控終端對(duì)異常情況的判據(jù)主要有：上變頻器未連通；遙控基帶板與軟件交互異常；遙控基帶板FPGA時(shí)鐘不鎖定；遙控基帶板內(nèi)部RAM自檢異常；遙控基帶板FPGA讀寫(xiě)自檢異常；自動(dòng)功率控制異常。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)某些地面統(tǒng)一測(cè)控設(shè)備遙控系統(tǒng)原有冷備份方案存在的問(wèn)題，介紹了一種基于IP平臺(tái)判決的計(jì)算機(jī)終端熱備份方案，并給出了具體實(shí)現(xiàn)。本文認(rèn)為其優(yōu)點(diǎn)主要在于：削弱了以往系統(tǒng)對(duì)遙控計(jì)算機(jī)的依賴，并提高了對(duì)板卡故障的應(yīng)急反應(yīng)能力，增強(qiáng)了地面遙控系統(tǒng)可靠性；減少了遙控操作手在任務(wù)中設(shè)備的操作流程，降低了對(duì)操作手的壓力，提高了設(shè)備安全穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁靜，胡昌華，徐瑞，等.基于改進(jìn)BDD算法的導(dǎo)彈安控系統(tǒng)故障樹(shù)仿真分析[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2007，19（1）：9?12.

[2] SKOLNIK M I. 雷達(dá)手冊(cè)[M].王軍，林強(qiáng)，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[3] 馬順南，周弘霄，張菊，等.靶場(chǎng)多站制安全控制體制研究[J].電訊技術(shù)，2007（1）：86?89.

[4] 饒啟龍.航天測(cè)控技術(shù)及其發(fā)展方向[J].信息通信技術(shù)，2011（3）：77?83.

[5] 佘大勇，唐太強(qiáng)，李維晨，等.航天測(cè)控系統(tǒng)安全分析與控制[J].裝備學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（1）：81?85.

[6] 丁鷺飛，耿富錄，陳建春.雷達(dá)原理[J].北京：電子工業(yè)出版社，2009.