遙測數(shù)據(jù)地面網(wǎng)絡(luò)化傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

郭世偉，劉語喬，劉丹

（中國飛行試驗(yàn)研究院 陜西 西安　710089）

遙測數(shù)據(jù)地面網(wǎng)絡(luò)化傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

郭世偉，劉語喬，劉丹

（中國飛行試驗(yàn)研究院 陜西 西安710089）

試飛試驗(yàn)場配置了數(shù)個(gè)遙測地面站系統(tǒng)和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)來保障飛行試驗(yàn)遙測數(shù)據(jù)的傳輸以及實(shí)時(shí)監(jiān)控工作，在傳統(tǒng)的遙測數(shù)據(jù)地面?zhèn)鬏旙w系中，需要有專人值守并且設(shè)備存在不支持?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化的弊端。隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在飛行試驗(yàn)中的應(yīng)用，遙測數(shù)據(jù)地面?zhèn)鬏斉c管理的網(wǎng)絡(luò)化成為必然趨勢。本文主要研究遙測數(shù)據(jù)地面網(wǎng)絡(luò)化傳輸，設(shè)計(jì)了一種數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于滿足飛行監(jiān)控對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化傳輸?shù)男枨蟆?/p>

飛行試驗(yàn)；遙測數(shù)據(jù)；飛行監(jiān)控；網(wǎng)絡(luò)化

飛行試驗(yàn)是具有高度風(fēng)險(xiǎn)性的試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行飛行試驗(yàn)時(shí)，須將各系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)通過遙測傳輸鏈路下傳，以方便地面安全監(jiān)控指揮員及時(shí)決策，降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。因此遙測數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)在飛行試驗(yàn)中發(fā)揮的作用越來越重要。隨著技術(shù)的發(fā)展和新的測試方法的引入，遙測數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化傳輸?shù)男枨蟊惶岢觥＞W(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，改變了現(xiàn)有遙測數(shù)據(jù)流地面?zhèn)鬏數(shù)哪Ｊ剑岣吡讼到y(tǒng)運(yùn)行效率，同時(shí)為構(gòu)建未來空地一體化測試網(wǎng)絡(luò)奠定技術(shù)基礎(chǔ)［1］。

1　遙測數(shù)據(jù)流地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)

試驗(yàn)場所為保障科研試飛，通常配置數(shù)量較多的遙測地面站，每個(gè)遙測地面站的兩臺遙測接收機(jī)分別接收試驗(yàn)機(jī)下傳的PCM數(shù)據(jù)和機(jī)載視頻兩路數(shù)據(jù)，PCM數(shù)據(jù)和機(jī)載視頻分別進(jìn)入PCM切換矩陣和機(jī)載視頻切換矩陣。根據(jù)實(shí)際監(jiān)控需求，將接收到的N路PCM數(shù)據(jù)流切換至監(jiān)控大廳的位同步服務(wù)器，再轉(zhuǎn)接至相應(yīng)的大廳服務(wù)器；N路機(jī)載視頻通過視頻切換矩陣轉(zhuǎn)接至各大廳的機(jī)載視頻顯示器。數(shù)據(jù)處理服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的處理后向大廳監(jiān)控席位的微機(jī)分發(fā)所需監(jiān)控的參數(shù)數(shù)據(jù)［2］。由于配置的遙測接收機(jī)和切換矩陣均無網(wǎng)絡(luò)功能，因此遙測接收機(jī)與切換矩陣，切換矩陣與服務(wù)器、機(jī)載視頻顯示器均通過同軸電纜連接，且服務(wù)器還需配置功能板卡才能完成數(shù)據(jù)的接收與處理［3］。這樣需有專人負(fù)責(zé)切換矩陣的操作，浪費(fèi)人力物力，同時(shí)由于節(jié)點(diǎn)的增多降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性?，F(xiàn)行的遙測數(shù)據(jù)地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)如圖1所示。

2　網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)處理軟件

為了實(shí)現(xiàn)地面遙測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)流處理軟件，從而替代需人工手動切換的單向數(shù)據(jù)傳輸模式。圖2所示為網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)處理軟件流程圖。

圖2　網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)處理軟件流程圖

飛行試驗(yàn)實(shí)施過程中，遙測地面站接收試驗(yàn)機(jī)下傳的遙測數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)信息設(shè)置遙測接收機(jī)的同步字、位速率、碼型等參數(shù)。隨后運(yùn)行在各大廳服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)處理軟件，發(fā)送請求命令，根據(jù)收到的數(shù)據(jù)報(bào)內(nèi)容顯示當(dāng)前接收機(jī)的狀態(tài)，若接收機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了位同步和幀同步則建立與接收機(jī)的數(shù)據(jù)通道連接，服務(wù)器接收并處理遙測數(shù)據(jù)。表1所示為網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)處理軟件發(fā)給遙測接收機(jī)的請求命令格式。

表1　請求命令格式

表2為遙測接收機(jī)返回給服務(wù)器的遙測數(shù)據(jù)流格式［4］。

圖3為遙測接收機(jī)將接收到的遙測數(shù)據(jù)位同步和幀同步后的運(yùn)行狀態(tài)圖。

網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)現(xiàn)了遙測地面站與監(jiān)控大廳的網(wǎng)絡(luò)化連接，取代了之前繁瑣的同軸電纜的單向連接，同時(shí)精簡了之前由專人負(fù)責(zé)的遙測數(shù)據(jù)流切換系統(tǒng)操作流程。

表2　網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)流格式

圖3　遙測接收機(jī)運(yùn)行狀態(tài)圖

3　網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)流地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展、設(shè)備的更新?lián)Q代，及地面監(jiān)控對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化傳輸需求，需對傳統(tǒng)的遙測數(shù)據(jù)流地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化改造［5］。同時(shí)開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)處理軟件為網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)建立可靠連接［6］。圖4為網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)連接圖。

地面站接收試驗(yàn)機(jī)下傳的遙測數(shù)據(jù)流，通過站內(nèi)的遙測接收機(jī)進(jìn)行解調(diào)及位同步和幀同步。各站的PCM和視頻接收機(jī)均通過網(wǎng)線與中心交換機(jī)鉸鏈。各大廳的服務(wù)器根據(jù)實(shí)際監(jiān)控需求，運(yùn)行相應(yīng)的軟件，向相應(yīng)的遙測站接收機(jī)發(fā)送遙測數(shù)據(jù)流請求命令。遙測接收機(jī)接收到請求后將數(shù)據(jù)打包成標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包發(fā)送。

4　結(jié)束語

圖4　網(wǎng)絡(luò)化遙測數(shù)據(jù)地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)Fig.4　System of network telemetry data ground transmission

遙測數(shù)據(jù)地面網(wǎng)絡(luò)化傳輸系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有遙測數(shù)據(jù)傳輸資源，通過對系統(tǒng)技術(shù)改造和開發(fā)的遙測數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化傳輸軟件，實(shí)現(xiàn)了各地面遙測站與監(jiān)控大廳的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，為試驗(yàn)機(jī)飛行試驗(yàn)遙測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時(shí)傳輸提供了保障，同時(shí)簡化了工作流程，節(jié)約了人力物力資源。

［1］王延路.大型飛機(jī)空地一體化遙測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2014，22（16）：144-146.

［2］白效賢，楊廷梧，袁炳南.航空飛行試驗(yàn)遙測技術(shù)發(fā)展趨勢與對策［J］.測控技術(shù)，2010，29（11）：6-9.

［3］袁炳南，霍朝輝，白效賢.航空飛行試驗(yàn)遙測標(biāo)準(zhǔn)概況［J］.測控技術(shù)，2010，29（11）：15-19.

［4］IRIG106-2009 Telemetry Standard PartⅠ［S］．2009

［5］周慧．Vlan技術(shù)和配置實(shí)踐［J］．科技資訊，2010（7）：18-20．

［6］張俊民，袁炳南，白效賢．iNET的概念和技術(shù)框架［J］.測控技術(shù)，2010，29（11）：20-24．

The design and application of ground network telemetry data transmission system

GUO Shi-wei，LIU Yu-qiao，LIU Dan
（Chinese Flight Test Establishment of AVIC，Xi'an 710089，China）

A number of telemetry ground station system and data monitoring system are placed in flight test field to guarantee the flight test telemetry data transmission and the real time monitoring.Traditional telemetry data transmission system require person on duty and the devices do not support the data networking.With the application of information technology networking in flight test，the network has become a trend in telemetry data transmission and management.This paper mainly studies the telemetry data network transmission，and designs a system of data transmission network.This system is used to meet the needs of the flight test data monitoring and transmission with network function.

flight test；telemetry data；flight monitoring；network

TN91

A

1674－6236（2016）06-0036-03

2015-04-22稿件編號：201504246

郭世偉（1985—），男，陜西榆林人，碩士，工程師。研究方向：遙測數(shù)據(jù)處理。