倪翔 鄭海

摘 要：飛機(jī)是主要的空中運輸工具，無線電導(dǎo)航設(shè)備是飛機(jī)正常飛行的基礎(chǔ)保證。本文將針對基于飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備自動測試系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行研究，通過檢測系統(tǒng)評估無線電導(dǎo)航組合接受設(shè)備、無線電高度表、無線電羅盤、測距儀、交通告警及防撞系統(tǒng)的性能，進(jìn)而提升無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)；無線電導(dǎo)航設(shè)備；自動測試系統(tǒng)；設(shè)計；分析研究

無線電導(dǎo)航設(shè)備是保證飛機(jī)按正確航線飛行的基礎(chǔ)，利用無線電波的傳播特性，測定飛行器的導(dǎo)航參數(shù)，比如速度、距離、方位等，通過計算得出飛行航線與規(guī)定航線的偏差，駕駛員據(jù)此進(jìn)行調(diào)整，維持飛機(jī)在正確的航線飛行。為了保證飛機(jī)飛行的安全穩(wěn)定性，我們需要設(shè)計自動測試系統(tǒng)對無線電導(dǎo)航設(shè)備的綜合性能進(jìn)行檢測。

一、簡述飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備自動測試系統(tǒng)的組成及原理

1. 飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備自動測試系統(tǒng)的基本組成

無線電導(dǎo)航設(shè)備是飛機(jī)的核心系統(tǒng)，承擔(dān)著地面指揮與空中飛行的通信任務(wù)，直接影響著飛行的安全性、穩(wěn)定性、高效性。飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備檢測內(nèi)容主要有組合接收設(shè)備（MMR）、無線電高度表（RA）、無線電羅盤（ADF）、測距儀（DME）、交通告警和防撞系統(tǒng)（TCAS）等等，所以我們應(yīng)該據(jù)此設(shè)計自動測試系統(tǒng)，檢測無線電導(dǎo)航設(shè)備性能。自動測試系統(tǒng)應(yīng)該實現(xiàn)以下幾個功能：測試組合接收設(shè)備、無線電高度表、無線電羅盤、測距儀、交通告警和防撞系統(tǒng)總線輸出數(shù)據(jù)的采集處理和存儲；仿真組合接收設(shè)備、無線電高度表、無線電羅盤、測距儀、交通告警和防撞系統(tǒng)的總線數(shù)據(jù)；激勵信號產(chǎn)生和控制；輸出音頻信號和離散信號的采集；設(shè)備控制盒仿真等，鑒于此，飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備自動測試系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該包括測控計算機(jī)、專用激勵源、控制盒、PXI測試機(jī)箱、接口適配箱等主要部分及其他設(shè)備【1】。

2. 飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備自動測試系統(tǒng)的工作原理

在自動測試系統(tǒng)中，操控計算機(jī)主要對被測無線電導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行組織管理和任務(wù)調(diào)度，并且對測試結(jié)果進(jìn)行分析判斷，專用激勵源可以滿足所有被測無線電導(dǎo)航設(shè)備運行的激勵信號，PXI測試機(jī)箱包含了各種通信模塊、開關(guān)模塊以及音頻采集模塊，可以實現(xiàn)被測無線電導(dǎo)航設(shè)備總線通信、采集音頻信號和離散量等功能，接口適配箱起著調(diào)理信號和適配接口的作用。在測試過程中，測控計算機(jī)控制專用激勵源向被檢測設(shè)備輸入信號，控制盒對無線電導(dǎo)航設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置，PXI系統(tǒng)平臺通過數(shù)據(jù)通信和信號采集獲取被檢測設(shè)備的工作數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備自動檢測效果。另外，自動測試系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障情況，我們也可以通過手動操作完成無線電導(dǎo)航設(shè)備的檢測工作。

二、研究飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備自動測試系統(tǒng)設(shè)計要點

1.自動測試系統(tǒng)的激勵單元設(shè)計

由上述可知，激勵單元主要用于提供無線電導(dǎo)航設(shè)備運行所需要的激勵信號，模擬真實飛行工作狀態(tài)下的天線信號和傳感器信號，在自動測試系統(tǒng)運行時，測控計算機(jī)可以借助GPIB通信接口保持與激勵源進(jìn)行通信，實現(xiàn)對激勵源設(shè)置和輸出的直接控制，從而提高激勵信號的準(zhǔn)確性和可靠性。在進(jìn)行激勵單源設(shè)計時，我們要根據(jù)激勵信號特性及國內(nèi)外設(shè)備的使用情況綜合考量，科學(xué)合理的配置激勵源方案，從而保證測試的可行性、科學(xué)性、準(zhǔn)確性。

2.自動測試系統(tǒng)的適配單元設(shè)計

適配單元是連接被檢測無線電導(dǎo)航設(shè)備與測試平臺的基礎(chǔ)保證，起著信號調(diào)理、信號轉(zhuǎn)接分配、信號檢測、信號指示、被檢測設(shè)備多型號接口適配的作用。適配單元主要包括接口適配板、若干信號切換模塊、在線設(shè)備型號指示燈、設(shè)備信號檢測孔、機(jī)載設(shè)備插座和測試系統(tǒng)連接器等，接口適配版的主要功能是調(diào)理被檢測設(shè)備的輸入輸出離散信號，比如放大、衰減，信號切換模塊的主要功能包括：把激勵源輸出的仿真信號切換連接到被檢測設(shè)備的輸入端口；把測試儀表切換連接到被測試信號線上；切換手動測試和自動測試功能；實現(xiàn)電源加電控制和監(jiān)測切換，在線設(shè)備型號指示燈用來顯示被檢測設(shè)備的型號，設(shè)備信號檢測孔用來監(jiān)測測試過程中的關(guān)鍵信號，它安裝在適配箱面板上，而連接器則主要用來連接被檢測無線電導(dǎo)航設(shè)備和測試系統(tǒng)平臺【2】。

另外，適用同類多型被檢測導(dǎo)航設(shè)備、匹配已知的和未知的連接器型號及插針定義也是接口適配箱設(shè)計的重要考慮因素。如果接口定義發(fā)生改變，我們可以在測試軟件接口配置界面修改接口定義配置表，從而改變接口定義，同時選擇相應(yīng)的接口適配板進(jìn)行連接測試，確保接口定義的準(zhǔn)確，我們還可以通過加裝備用連接器來避免因被檢測無線電導(dǎo)航設(shè)備連接器型號變化出現(xiàn)的問題。

3.自動測試系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計

應(yīng)用軟件是飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備自動檢測系統(tǒng)設(shè)計的核心重點，關(guān)乎著檢測系統(tǒng)運行的質(zhì)量和效率，我們要根據(jù)實際情況充分考慮軟件的可行性、拓展性、合理性、實用性，采用模塊化和層次化結(jié)構(gòu)，保證測試活動順利進(jìn)行。自動測試軟件的功能模塊主要包括測試操作界面、TPS執(zhí)行管理模塊、激勵源控制模塊、離散數(shù)據(jù)采集模塊、設(shè)備仿真模塊、總線采集模塊、設(shè)備控制模塊、系統(tǒng)自檢模塊、ICD管理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊等。我們針對其中幾個模塊進(jìn)行說明，測試操作界面包括測試流程組織、測試任務(wù)分發(fā)、測試項目管理、測試數(shù)據(jù)管理，TPS執(zhí)行管理模塊主要用來接受測試任務(wù)并且管理和控制測試過程，離散數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)字I/O和A/D采集設(shè)備驅(qū)動，采集和處理被檢測設(shè)備輸出的離散數(shù)據(jù)，設(shè)備仿真模塊是對不在位的交聯(lián)機(jī)載設(shè)備的信號和數(shù)據(jù)輸出仿真，系統(tǒng)自檢模塊是對全部或部分檢測設(shè)備和模塊進(jìn)行自檢操作，保證系統(tǒng)的正常運行，最后通過數(shù)據(jù)分析模塊完成對被檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)處理，從而得到檢測結(jié)果，完成檢測任務(wù)【3】。

綜上所述，我們首先明確了基于飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備自動測試系統(tǒng)的基本組成及工作原理，然后針對激勵單元設(shè)計、適配單元設(shè)計、應(yīng)用軟件設(shè)計等重點環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，希望能夠提升自動測試系統(tǒng)設(shè)計水平，提高飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備的檢測質(zhì)量和效率，從而不斷優(yōu)化飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)，保障飛機(jī)飛行的安全性、穩(wěn)定性、精確性。

參考文獻(xiàn)：

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[3]宋佳倩，白曉亮. 飛機(jī)無線電導(dǎo)航設(shè)備自動測試系統(tǒng)的設(shè)計研究[J]. 通訊世界，2017（22）：361.