综合航电系统的剧情测试设计

2018-01-11肖文定马勇谭红芳李永波

科学家 2017年24期

肖文定+马勇+谭红芳+李永波

综合航电系统的剧情测试设计提出和实践了一种剧情测试技术，通过实时模拟飞机起飞、导航、进场和着陆的全过程，对在岗运行的功能进行全部测试，实现了对新型飞机的综合航电系统的共享资源、重构功能的动态测试，解决了装备综合化、模块化和小型化测试的难题，并使测试渗透到综合航电系統使用的全过程，为飞机全面、高效、精准的后勤保障工作提供了强有力的支撑。

概述

综合航电系统全称“综合航空电子系统”，是飞机的一个重要组成部分。综合航空电子系统主要包括短波通信、超短波通信、塔康、精密测距、微波着陆、仪表着陆、高度表、罗盘、空管应答和综合音响等功能设备[1-8]。随着电子技术的飞速发展，芯片的集成度越来越高，能完成的功能越来越强大。由于软件无线电技术的发展等，机载装备实现了单一功能设备到多功能复杂系统的跨越，主要表现为设备的综合化、模块化、小型化和低成本等。装备的发展给装备的测试提出了新的要求，我们需要去深入了解和挖掘，思考装备测试系统的架构和实现技术[9-11]。

由于综合航电系统采用了综合化、模块化和小型化技术，外部的各项功能实现是采用资源共享，资源重构完成的，所以，以往的针对单一设备逐个测试的测试系统架构和实现技术已经不足以满足整个装备的测试需求，本文提出了一种剧情测试方法，即根据综合航电系统在飞机起飞、导航、进场和着陆的全过程工作状态，连续对其工作状态进行模拟，在此同时对综合航电系统在各个过程中的各个实时功能进行测试，更加接近设备实际工作状态。

测试设备硬件架构

基于综合航电系统的测试需求，借鉴机载装备的技术，包括综合化、模块化、小型化和低成本，对整个测试设备硬件进行设计。整个测试设备的工作原理框图如图1所示。

测试设备由导航功能模块、超短波功能模块、短波功能模块、识别航管功能模块、高度功能模块、仪表着陆功能模块和罗盘信标功能模块等组成。测试设备实现机载装备，包括短波、超短波、微波着陆、塔康、精密测距、仪表着陆、高度表、罗盘、信标和ATC等的激励模拟和剧情测试工作。

测试设备软件架构

剧情测试软件包括上电自检、起飞剧情测试、导航剧情测试、进场剧情测试、微波着陆剧情测试和仪表着陆剧情测试六个软件模块，其中上电自检软件模块主要完成各剧情测试前测试设备中各激励模块功能的检查，以确保各激励模块在剧情测试过程中功能正常；而各剧情测试软件模块通过控制检测设备相应激励模块和被测飞机的工作参数实时模拟被测飞机起飞、导航、进场、微波着陆和仪表着陆等阶段的飞行姿态，同时以曲线的形式显示激励模块的模拟数据和被测飞机的测试数据。

剧情测试方法

剧情功能检查包括飞机起飞、导航、进场和着陆（微波着陆和仪表着陆）的全过程，如图3所示。在该过程中综合检测设备产生可变的、实时剧情所需要的激励信号，通过以太网实时接收飞机设备的上传数据。

剧情功能检查前，在综合检测设备和飞机设备都正常加电后，综合检测设备通过以太网读取飞机设备的加载参数，将读取的加载参数写入数据库中。

1）起飞剧情检查。起飞剧情检查时，测试设备通过控制其内部导航激励模块的空空模拟距离、高度激励模块的模拟高度、识别航管激励模块来模拟被测飞机起飞时的飞行姿态。起飞剧情检查将被测飞机获取的测试数据与测试设备激励模块的模拟数据以曲线的形式（图4所示）实时显示给用户来帮助用户判断被测飞机的塔康空空和无线电测高功能是否正常。

2）导航剧情功能检查。导航剧情检查时，测试设备通过控制其内部导航激励模块的空空模拟距离、高度激励模块的模拟高度、识别航管激励模块工作模式来模拟被测飞机导航时的飞行姿态。导航剧情检查将被测飞机获取的测试数据与测试设备激励模块的模拟数据以曲线的形式（图5所示）实时显示给用户来帮助用户判断被测飞机的塔康空空和无线电测高功能是否正常。

3）进场剧情功能检查。进场剧情检查时，测试设备通过控制其内部导航激励模块的空地模拟距离和方位、罗盘激励模块的模拟方位、高度激励模块的模拟高度、识别航管激励模块航管询问模式来模拟被测飞机进场时的飞行姿态。进场剧情检查将被测飞机的测试数据与测试设备激励模块的模拟数据以曲线的形式（图6所示）实时显示给用户来帮助用户判断被测飞机的塔康空地、航管应答、罗盘和无限电测高功能是否正常。

4）微波着陆剧情功能检查。微波着陆剧情检查时，测试设备通过控制其内部导航激励模块的精密测距模拟距离和微波着陆模拟角度、罗盘激励模块的模拟方位、高度激励模块的模拟高度、识别航管激励模块航管询问模式来模拟被测飞机着陆时的飞行姿态。微波着陆剧情检查将被测飞机的测试数据与测试设备激励模块的模拟数据以曲线的形式（图7所示）实时显示给用户来帮助用户判断被测飞机的精密测距、微波着陆、罗盘、航管应答、无线电测高和信标功能是否正常。

5）仪表着陆剧情功能检查。仪表着陆剧情检查时，测试设备通过控制其内部仪表着陆激励模块的航向和下滑、罗盘激励模块的模拟方位、高度模拟模块的模拟高度、识别航管激励模块航管询问模式模拟被测飞机着陆时的飞行姿态。仪表着陆剧情检查将被测飞机的测试数据与测试设备激励模块的模拟数据以曲线的形式（图8所示）实时显示给用户来帮助用户判断被测飞机的仪表着陆、罗盘、航管应答、无线电测高和信标功能是否正常。endprint

6）测试输出。测试完成后，操作员对测试结果的输出格式可选择表格式或图形式进行保存。这样用户既可以从图形上有直观的判断，又可以从表格中查询具体数据进行仔细的分析和研究。

结论

本文提出了一种剧情测试方法，通过实时模拟飞机起飞、导航、进场和着陆的全过程，对在岗运行的功能进行全部测试，实现了对新型装备综合航电系统的共享资源、重构功能的动态测试，并使测试渗透到综合航电系统使用的全过程，为飞机全面、高效、精准的后勤保障工作提供了强有力的支撑。剧情测试技术已初步应用于某型测试设备中，后续还需要进行更加系统的、深入的研究。