4000型多普勒全向信標軟件系統(tǒng)技術(shù)分析

秦偉

摘 要：4000型DVOR（多普勒全向信標）設備是國際民航組織推薦的無線電導航設備，主要用于飛機的短距及中距引導。某機場該套設備的正常運行，為飛機的中近程導航提供了重要保障，保證了科研試飛的正常進行。這套設備的軟件功能十分強大，通過對設備軟件系統(tǒng)的技術(shù)分析，可以使我們更好地使用、維護設備，使其良好運行。

關(guān)鍵詞：多普勒全向信標；軟件系統(tǒng)；監(jiān)視器

中圖分類號：TB56 文獻標識碼：A

多普勒甚高頻全向信標（DVOR）基于多普勒效應原理完成測向。全向信標地面設備與機載接收機配合，由機載接收機測得地面VOR信標臺的磁方位角。若設在航線上，可利用兩個VOR信標臺或一個VOR信標臺和一個測距機（DME）實現(xiàn)飛機定位，引導飛機沿航線飛行；若VOR信標臺設在機場附近，可引導飛機出港，并輔助儀表著陸系統(tǒng)引導飛機安全著陸等。

4000型DVOR系統(tǒng)由基于RF（射頻）及AF（音頻）子組件的硬件和在很大程度上控制硬件的軟件組成，自動化程度較高。DVOR4000的軟件有模塊結(jié)構(gòu)。它被劃分成發(fā)射機軟件，監(jiān)視器軟件、LRCI軟件及用于PC的用戶軟件。執(zhí)行完成設備的自檢，轉(zhuǎn)機，運行，監(jiān)控等主要功能。因此，要讓設備能夠正常的完成自檢，正常工作，完成發(fā)射機自動轉(zhuǎn)換等，我們都必須全面了解軟件系統(tǒng)的執(zhí)行過程。

1 DVOR4000系統(tǒng)軟件概要

DVOR4000軟件包由發(fā)射機軟件，監(jiān)視器軟件、LRCI軟件及用于PC的用戶軟件組成。該軟件系統(tǒng)執(zhí)行了啟動、調(diào)制、發(fā)射機控制、信號生成、監(jiān)視信號等任務。日常設備的監(jiān)視、維護、維修、檢測工作均通過安裝在計算機中的設備監(jiān)控軟件WINADRACS完成。

2 DVOR發(fā)射機軟件系統(tǒng)

發(fā)射機軟件控制發(fā)射機功能。它由以下軟件模塊組成：

（1）發(fā)射機初始化：發(fā)射機接通電源時，本模塊初始化發(fā)射機硬件以便產(chǎn)生載波與邊帶調(diào)制信號并復位所有功率輸出控制裝置。然后發(fā)射機開始它的工作；

（2）發(fā)射機主循環(huán)：在發(fā)射機初始化后，發(fā)射機軟件啟動1000Hz及通信中斷并進入一無盡循環(huán)。在此循環(huán)中，執(zhí)行LCSU/CSB輸入命令、調(diào)制控制、BITE測量及評估；

（3）完整的編程：本模塊根據(jù)規(guī)定的發(fā)射機命令執(zhí)行LCSU/CSB輸入命令；

（4）發(fā)射機控制：該模塊利用數(shù)字信號處理技術(shù)保證生成的邊帶幅度與相位調(diào)制信號的穩(wěn)定性。

3 監(jiān)視器軟件系統(tǒng)

DVOR監(jiān)視器軟件以INTEL的高級語言PL/M86（用于帶80×86處理器的微型計算機的編程語言）編寫。某些子程序以匯編語言（ASM86）實現(xiàn)以便優(yōu)化處理速度。DVOR監(jiān)視器軟件完成監(jiān)視器控制功能。大概可劃分為“系統(tǒng)初始化”和“系統(tǒng)監(jiān)視”兩部分。該軟件的主要任務是將各階段的任務分配到主模塊，然后它能調(diào)用其它子模塊以便執(zhí)行進一步的任務。最重要的功能如下：

（1）監(jiān)視正在工作的發(fā)射機；

（2）控制發(fā)射機切換與關(guān)閉過程；

（3）與LCSU/CSB通信。

3.1 系統(tǒng)初始化

設備加電后，程序清除主存儲器（RAM）并初始化中斷控制器、定時器，并清除到LCSU/CSB的串行接口、用于監(jiān)視發(fā)射機的處理器需要的各個并行接口的數(shù)據(jù)。監(jiān)控器的操作數(shù)據(jù)由一個CRC檢查字保護并在初始化期間進行檢查，這些數(shù)據(jù)存儲在后備電池中。當后備電池電壓降低時，CRC檢查失敗，數(shù)據(jù)會被清除并且設置到EPROM存儲器中。在此情況下，會顯示出BITE告警。系統(tǒng)初始化后，程序進入主程序無盡循環(huán)并開始監(jiān)視過程。

3.2 主程序循環(huán)

主程序循環(huán)主要執(zhí)行以下功能：

（1）告警檢查、評估；

（2）監(jiān)視器內(nèi)部處理及出現(xiàn)切換/關(guān)閉告警條件時的內(nèi)部處理；

（3）執(zhí)行性操作（如切換或關(guān)閉發(fā)射機）。

監(jiān)視過程的數(shù)據(jù)測量受一個960Hz硬件中斷控制，這樣可以實現(xiàn)等距的數(shù)據(jù)采樣。960Hz中斷具有最高優(yōu)先級。960Hz中斷程序還要完成來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸入、管理時間與日期計數(shù)器。

3.3 監(jiān)視器軟件任務與活動

DVOR監(jiān)視器軟件的主要任務是保證由正在工作的發(fā)射機發(fā)射出的導航信號的完整性。如果監(jiān)視器檢測到故障信號，它會執(zhí)行關(guān)閉活躍的發(fā)射機并使備機投入工作；如果備用發(fā)射機也有故障，則關(guān)閉設備。監(jiān)視器的主要活動有：

（1）告警檢查與告警評估；

（3）顯示監(jiān)控器狀態(tài)與測量結(jié)果；

（4）在出現(xiàn)故障信號時的執(zhí)行性動作。

4 LRCI軟件系統(tǒng)

LCSU/CSB軟件是RMMC軟件包的一個顧客。LCSU/CSB軟件利用DEPOSIT-ORDER命令自RMMC部分取得命令，并利用DEPOSIT-RESULT命令返回結(jié)果。RMMC控制了到遠程控制部件的通信及設備內(nèi)LCSU/CSB部件與子系統(tǒng)的通信。

5 用戶軟件

日常設備的監(jiān)視、維護、維修、檢測工作均通過安裝在計算機中的設備監(jiān)控軟件WINADRACS完成。在WINADRACS軟件中，可以進行發(fā)射機參數(shù)、監(jiān)控器門限的調(diào)整，監(jiān)控器參數(shù)的實時監(jiān)測，電源電池系統(tǒng)電量的實時檢測，所有數(shù)據(jù)的保存及打印。當設備非正常關(guān)機時，也可以重新上傳數(shù)據(jù)，重新開機。

結(jié)語

本文介紹了4000型多普勒全向信標設備的系統(tǒng)軟件，總共分為四部分軟件系統(tǒng)進行了闡述。它們使得整套設備的自動化程度極大地得到了提高，通過它，我們可以更好地監(jiān)視并控制設備?？傊浞至私庠O備的各系統(tǒng)軟件，更有助于我們維護、維修設備，提高該套設備的中近程導航能力。

參考文獻

[1]陳高平，鄧勇.航空無線電導航原理，上下冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，2008.

[2]內(nèi)部資料.DVOR全向信標技術(shù)手冊1.2.[Z].