某着陆系统测试评估软件的设计

杜毅鹏 徐飞 高新国

摘 要

为了便捷、高效地对某着陆系统进行定期的测试评估，设计基于Lab VIEW的测试评估软件。通过422总线接收数传电台解析的某着陆设备回传信息和GPS数据，实现对某着陆系统状态监控、数据存储、动态回放和误差分析多项功能。经测试，该评估软件运行效果良好，具有较强的使用价值。

关键词

LabVIEW;测试评估软件;数传电台;误差分析

中图分类号： TP311.53;V446         文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.061

Abstract

In order to facilitate and efficiently conduct regular test and evalution of the landing system，a test and evaluation software based on LabVIEW was designed.The 422 bus is used to receive the information and GPS data from the landing equipment analyzed by the data transmission station，so as to realize the functions of monitoring the status of the landing system，data storage，dynamic playback and error analysis.After testing，the evaluating software runs well and a strong value in use.

Key Words

LabVIEW;Test evaluation software;The data transmission station; Error analysis

0 引言

某着陆台站能够为飞机提供相对于跑道中心延长线的方位、仰角导航信息，由于受到场地条件、电磁干扰以及人为因素的影响，需要定期对台站进行测试评估。传统的测试软件存在校验周期长、不易操控等缺点，极大限制了某着陆系统的测试评估工作。一种新型的测试评估软件应运而生，它利用LabVIEW软件功能性强、编程效率高、易操作等特点，便捷、高效地完成某着陆系统测试评估任务[1-3]。本文重点研究设计一套新型的测试评估软件，实现对某着陆系统状态监控、数据回放、误差分析等功能。

1 LabVIEW简介及其应用

与传统编程语言不同，LabVIEW是一种图形化编程语言，它采用数据流编程方式，来决定程序中VI（虚拟仪器模块）的运行顺序[4]。在同样的硬件平台下，可以通过改变软件来实现不同的显控功能，是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件开发编程环境[5-6]。LabVIEW内部集成有众多的函数和程序模块，方便用户使用。本文使用了数据库、VISA串口、MathScript节点等功能模块，实现了软件所需要的功能。

2 软件结构

PFE（Path Following Error，航道跟随误差）、CMN（Control Motion Noise，控制运动噪声）是某着陆系统的两种引导信号误差。PFE可以引起飞机偏离预定航道线或下滑道，CMN可引起飞机姿态的改变，并使舵面、驾驶杆发生抖动。测试评估软件旨在对获取的导航数据和GPS数据进行处理、评估，计算出方位和仰角对应的PFE、CMN值，并分析其方位、仰角的超差情况，从而对某着陆台站的工作参数进行修正，达到测试评估的目的。

测试评估软件总体框架如图1所示。当用户启动测试评估软件后，系统自动进行参数初始化，弹出位置信息设置界面。待用户设置完台站位置信息，系统进入循环监测状态，对接收的RS422串口数据进行处理、记录和评估，实时监测用户的指令信息，做出相应的操作。

3 软件功能设计

3.1 状态监控

状态监控是测试评估软件最基本的功能之一。测试评估软件主界面如图2所示，该界面主要实现两大功能：实时解析显示机载设备导航数据、GPS数据和发送控制指令。当机载设备导航数据和GPS数据由422串口送至测试评估软件后，软件依据协议解析出所需要显示的信息，并显示在主界面上;同时软件实时监测用户是否需要发送指令，若用户点击主界面“发送”按钮后，软件会根据界面设置选择发送不同的指令至数传电台。

3.2 数据存储

测试评估软件将422总线传输过来的导航数据和GPS数据以字符串形式存储至数据库中，在飞行任务结束后可读取相应数据进行误差分析操作，是测试评估必不可少的功能之一。用户填写完参数，点击“确定”按钮后，主界面开始将串口接收到的数据顺序存储在数据库中。LabVIEW内部集成有Database Open Connection、Database Insert Data、Database Close Con nection等数据库操作函数，只需调用即可完成数据库各类操作。

3.3 动态回放

动态回放功能可在测试评估任务结束后由用户对存储的数据进行回放和分析。用户启动该界面后，列表框会显示所有数据库里存储的信息。待用户选择一组数据后，点击“开始”按钮，数据库内相应的字符串数据会动态的显示在主界面上，直至数据全部提取完毕，界面停止。期间用户可以点击“暂停”和“继续”按钮对进度进行操作。该功能使用了Database Variant To Data等数据库操作函数，旨在将数据库内所有数据的组名和总行数顺序分布在列表框内，方便用户进行选择。

3.4 误差分析

误差分析功能是测试评估软件的核心，它有效的对导航数据进行综合处理和分析评估，计算出相应的PFE、CMN值，其方位误差分析界面如图3所示。该界面采用波形图控件来显示方位的误差分析结果，用户可以移动两个游标来选择自己查看的超差范围，最终的实验结果打印成Word文档供用户查看。

4 结果分析

启动测试评估软件，设置对应的台站位置信息参数，动态回放一组有效的待评估数据，实时观察主界面和误差分析界面的變化情况，如图4所示。

从图4可以看出，测试评估软件主界面、动态回放界面和误差分析界面交互工作正常，可清晰的绘制出仰角的PFE、CMN误差曲线。

5 结束

在某着陆测试评估软件的设计中，采用LabVIEW虚拟仪器开发环境，实现对某着陆设备状态监控、数据存储、动态回放和误差分析等多项功能，达到测试评估的目的。和传统测试系统相比，其优点为程序易于编写，界面友好，可操作性强，功能强大，而且系统稳定性和抗干扰性大为提高。

参考文献

[1]胡安平.陆基超远程无线电导航发展研究[J].导航定位与授时，2018（5）.

[2]樊建文，李城梁.基于SLAM辅助的INS/无线电组合定位方法[J].现代导航，2016（4）.

[3]王维国.陆基无线电导航台监控系统的设计[J].无线电工程，2006（1）.

[4]方凌.民航陆基近距无线电建模与机载综合导航可靠融合技术[D].南京航空航天大学，2013.

[5]蒋师.基于LabVIEW的芯片自动测试系统设计[D].湖北大学，2014.

[6]涂钦.基于LabVIEW的嵌入式光电信号处理仪器设计[D].福建师范大学，2012.