楊遠(yuǎn)成 杜偉

摘要：新一代的運(yùn)載火箭測量，引導(dǎo)和控制系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化以及未來制造的測試數(shù)據(jù)管理和批處理要求提出了更高的要求。將lNl測量，管理和信息系統(tǒng)集成到運(yùn)載火箭管理系統(tǒng)中是火箭組件的背景，對火箭的組件測試以及箭頭和轉(zhuǎn)向技術(shù)進(jìn)行研究。提出了分布式的測控技術(shù)，并與該系統(tǒng)中的許多子系統(tǒng)以及電源，測量和管理的部分測試進(jìn)行集成到本次系統(tǒng)中。研究了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。

關(guān)鍵詞：一體化測控;分布式系統(tǒng);火箭部段級

引言

隨著火箭相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和對快速、智能和無人值守等測試的測試要求的不斷提高，專用型測控系統(tǒng)將取代一體化的測控系統(tǒng)架構(gòu)。依靠復(fù)雜的實(shí)時(shí)總線和網(wǎng)絡(luò)以及更靈活的網(wǎng)絡(luò)組裝方法，將度量標(biāo)準(zhǔn)和管理單元鏈接到分布在不同地理位置的獨(dú)立功能，以實(shí)現(xiàn)測量和控制資源管理，協(xié)作，分布式操作。在這種架構(gòu)下，一體化測控系統(tǒng)的信息流管理和集成的信息編程方法將直接影響到測控系統(tǒng)的實(shí)際功能。一體化測繪和監(jiān)視系統(tǒng)的展覽測試將結(jié)合一體化測繪設(shè)計(jì)和管理以及集成的信息應(yīng)用系統(tǒng)，以探索和驗(yàn)證信息檢索方法，為模型的后續(xù)應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。

鑒于測量和控制系統(tǒng)的原始類型分為電源，測量和管理等許多子系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)形成自己的體系，并且在測試的不同階段，被測對象和位置的不同需求而被記錄下來。不同的測試系統(tǒng)和測試軟件導(dǎo)致了對硬件的重復(fù)投資和人員的浪費(fèi)，并且由于數(shù)據(jù)無法在系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)和各個(gè)測試階段之間互連，使得數(shù)據(jù)源的利用率極低。為了糾正這些缺點(diǎn)，提出并研究了分布式計(jì)量和控制技術(shù)。

1.地面綜合測控系統(tǒng)

為了有效、準(zhǔn)確地標(biāo)記和檢測飛行器產(chǎn)生的標(biāo)記，并改善系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集，分析，記錄和評估的自動(dòng)化，提出了一種基于軟件建模和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的全面的地面測量和監(jiān)視系統(tǒng)。

一體化測控技術(shù)主要涉及大地測量與控制節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制。應(yīng)該有可能配置和控制節(jié)點(diǎn)和地理空間設(shè)備，并收集節(jié)點(diǎn)的位置以完成信息和節(jié)點(diǎn)的互操作性，并采用多網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)來構(gòu)建測控網(wǎng)絡(luò)，調(diào)整和管理地面一體化測控系統(tǒng)監(jiān)視和控制系統(tǒng)。利用地理標(biāo)記和監(jiān)視系統(tǒng)的特征以及數(shù)據(jù)測試管理的特征，完成數(shù)據(jù)流計(jì)劃以及數(shù)據(jù)分析和管理，并且可以測試火箭部段。

集成的測控系統(tǒng)被稱為地面一體化測控系統(tǒng)，提出了分布式的測控技術(shù)，并研究了信息通信的實(shí)時(shí)性。在測試過程中，對單個(gè)級別的測試的火箭級進(jìn)行了協(xié)調(diào)，并實(shí)施了測試，進(jìn)行模仿和驗(yàn)證測試。

2.分布式綜合測控技術(shù)的應(yīng)用

鑒于原飛行器集中管理的不足，本次課題提出了對分布式地面綜合測控技術(shù)的研究。因此，正在對飛行器的綜合測控技術(shù)進(jìn)行研究和驗(yàn)證，并且將電力，測量和監(jiān)控等分布在全國各地的許多子系統(tǒng)歸攏到本系統(tǒng)中。該系統(tǒng)將組件測試系統(tǒng)和所有區(qū)域的各個(gè)部分組合在一起，以實(shí)現(xiàn)從系統(tǒng)到硬件和軟件的集成接地和控制系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)。大數(shù)據(jù)采用云數(shù)據(jù)，構(gòu)建分布式地面綜合監(jiān)控系統(tǒng)。分散地面綜合測控系統(tǒng)如圖1所示。

與原有型號地面綜合計(jì)量和控制技術(shù)的原始模型相比，使用分布式綜合計(jì)量和管理技術(shù)可以節(jié)省硬件資源。這些挑戰(zhàn)可以作為本次研究所需要克服的困難和創(chuàng)新。節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性是此主題的分布式地面一體化測控集成測量和管理技術(shù)的關(guān)鍵部分。

2.部段級流程單獨(dú)測試與并行測試的實(shí)現(xiàn)

地面測量和控制系統(tǒng)的新模式是基于模擬測量和將要發(fā)射的火箭流程。在正常情況下，在所有地面測量和控制系統(tǒng)上展示耦合設(shè)備，包括無人值守的前端，組合后測量和遠(yuǎn)程支持等。利用硬件和軟件背后的設(shè)備來了解單個(gè)測試的兼容性以及該領(lǐng)域的并行測試階段是最重要的部分。

在進(jìn)行階段測試時(shí)，如何獲得配置過程，主要解決方案是進(jìn)行單個(gè)測試和并發(fā)測試，在此基礎(chǔ)上，提出了一種描述性語言，可用于調(diào)整測試過程，最終完成單個(gè)和并發(fā)測試。

隨著分布式技術(shù)的逐步發(fā)展，眾所周知，如何提高一體化地面和控制技術(shù)的協(xié)同作用、靈活性和信息隔離是部段級測試、實(shí)現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立測試和并行測試的主要挑戰(zhàn)。規(guī)范描述信息格式，以了解測試數(shù)據(jù)的劃分和傳播?；诖?，提出了一種描述性語言。測試平臺包含n個(gè)子節(jié)點(diǎn)，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)包含測試環(huán)境，測試平臺，測試過程，測試環(huán)境和測試結(jié)果，并帶有標(biāo)記節(jié)點(diǎn)。語言的基本元素根據(jù)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)定義語法系統(tǒng)，并且可以遵循一組定義測試順序的規(guī)則。圖2是描述性語言計(jì)劃的框架。

3.部段級測試過程中的流程動(dòng)態(tài)配置

在現(xiàn)有模型的每個(gè)子系統(tǒng)中，大多數(shù)測試系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的自動(dòng)測試，但是系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、協(xié)議、軟件測試方法和結(jié)果詮釋都得到了增強(qiáng)。一旦實(shí)施了一體化測試系統(tǒng)，就很難進(jìn)行更改，在緊急情況下也是無法更改測試過程。

采用功能強(qiáng)大的基于結(jié)構(gòu)化描述的測控系統(tǒng)，調(diào)整測試系統(tǒng)的硬件平臺、通信接口、測試過程、解釋方法及計(jì)劃描述中的其他信息。底層以標(biāo)準(zhǔn)語言描述，以確保系統(tǒng)之間的每個(gè)無縫信息交換。

為了輕松編輯標(biāo)準(zhǔn)的描述語句，本次課題還開發(fā)了一種測試信息工具，該工具可以圖形化地拖放標(biāo)準(zhǔn)語言描述部分以捕獲測試信息的圖形設(shè)置?？梢栽谀０甯哪Ｊ较骂A(yù)先編輯常用的硬件描述、測試部分、測試過程、解釋方法、緊急測試過程和其他信息。當(dāng)需要更改測試信息時(shí)，可以通過拖放組合快速創(chuàng)建新的測試系統(tǒng)或測試過程。

4.結(jié)束語

采用新型地面測試發(fā)射控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)箭上電氣系統(tǒng)一體化測試，充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的集中控制，數(shù)據(jù)的集中共享和實(shí)時(shí)自動(dòng)判讀，這對于簡化系統(tǒng)、降低成本、提高系統(tǒng)可靠性和維護(hù)以及縮短測試運(yùn)載火箭的啟動(dòng)時(shí)間非常重要，必將進(jìn)一步促進(jìn)我國航天事業(yè)的快速的發(fā)展。

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