某遙測站遙測數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳建行，趙 盼，王 卉，崔金斗

（中國洛陽電子裝備試驗(yàn)中心，濟(jì)源459000）

某遙測站遙測數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳建行，趙 盼，王 卉，崔金斗

（中國洛陽電子裝備試驗(yàn)中心，濟(jì)源459000）

在飛行試驗(yàn)任務(wù)中，目前的遙測站主要完成機(jī)載試驗(yàn)站調(diào)度語音、圖像和測控?cái)?shù)據(jù)的上下行傳輸，并不具備對遙測數(shù)據(jù)的解析及航跡顯示功能，在一定程度上影響了對目標(biāo)的跟蹤效果。因此，為了進(jìn)一步拓展遙測站的功能，有必要設(shè)計(jì)一套遙測數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)載站航跡顯示和機(jī)載設(shè)備工作狀態(tài)顯示功能。

遙測站；數(shù)據(jù)處理；航跡顯示；地理信息系統(tǒng)；遙測；遙控

1 引言

遙測站主要為機(jī)載站與提供上下通信傳輸鏈路，實(shí)現(xiàn)機(jī)載站與地面指揮所之間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)、調(diào)度語音、圖像的上下傳輸，保障了試驗(yàn)任務(wù)按計(jì)劃順利開展[1]。在飛行試驗(yàn)任務(wù)中，目前的遙測站并不具備遙測數(shù)據(jù)解析功能，而是直接將數(shù)據(jù)傳至地面指揮所。因而遙測操作人員看不到機(jī)載站航跡信息和機(jī)載設(shè)備狀態(tài)信息，不能實(shí)時(shí)掌握目標(biāo)的飛行狀態(tài)及距離、方位等位置信息，在一定程度上影響了對目標(biāo)的跟蹤效果。因此，為了進(jìn)一步拓展遙測站的功能，有效地提高任務(wù)保障能力，有必要開發(fā)設(shè)計(jì)一套遙測數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)載試驗(yàn)站航跡顯示和機(jī)載設(shè)備工作狀態(tài)顯示功能。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

遙測站遙測數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是：依托遙測站現(xiàn)有模塊，結(jié)合任務(wù)實(shí)際、綜合采用系統(tǒng)工程化的理論方法，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息技術(shù)、面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)[2]。開發(fā)設(shè)計(jì)一套遙測站遙測數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)載試驗(yàn)站航跡顯示和機(jī)載設(shè)備工作狀態(tài)顯示功能。

2.2 總體結(jié)構(gòu)

按照系統(tǒng)工程的要求，網(wǎng)絡(luò)通信方式采用TCP/IP協(xié)議，滿足強(qiáng)實(shí)時(shí)性和高可靠性的通信要求。網(wǎng)絡(luò)傳輸原先采用挑路模式，僅篩選傳輸有用信息，為適應(yīng)數(shù)據(jù)交互需求，需增加全幀模式進(jìn)行打包傳輸。存盤原始數(shù)據(jù)打包以文件形式進(jìn)行傳輸，可分為多個(gè)數(shù)據(jù)包，每個(gè)包≤1GB。通過遙測數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作狀態(tài)顯示和航跡顯示功能。

總體結(jié)構(gòu)包含數(shù)據(jù)接收與處理、顯示處理初始化、航跡顯示、參試設(shè)備狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)存儲與回放等功能模塊。如圖1所示。

圖1 遙測站遙測數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3 總體設(shè)計(jì)

通過網(wǎng)絡(luò)通信，遙測數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)、地面指揮所同時(shí)從監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取下傳的數(shù)據(jù)。遙測數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析和顯示。如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)類別與傳輸示意圖

遙測站遙測數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)硬件系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)完全防護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備組成。其中監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)采用雙網(wǎng)卡接口，一個(gè)接口接入地面指揮所交換機(jī)，一個(gè)接口接入數(shù)據(jù)處理服務(wù)器交換機(jī)，不僅實(shí)現(xiàn)遙測數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)與地面指揮所的間接隔離，而且實(shí)現(xiàn)同時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸至地面指揮所與遙測站數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)完全防護(hù)系統(tǒng)主要由硬件防火墻和路由交換機(jī)組成，主要實(shí)現(xiàn)指揮所系統(tǒng)與遙測站的物理隔離安全防護(hù)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 遙測站遙測數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 顯示處理初始化

試驗(yàn)管理軟件在Oracle 9i客戶端軟件的環(huán)境下運(yùn)行，主界面如圖4所示，分為數(shù)據(jù)顯示區(qū)、狀態(tài)顯示區(qū)等，試驗(yàn)管理軟件主要完成顯示處理軟件的試驗(yàn)初始化，包括試驗(yàn)前的試驗(yàn)信息、試驗(yàn)時(shí)及試驗(yàn)的初始化。

3.2 參試設(shè)備狀態(tài)顯示

遙測數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)從地面監(jiān)控系統(tǒng)接收下傳的遙測數(shù)據(jù)，遙測站工作狀態(tài)參數(shù)信息幀發(fā)送頻率1幀/s[3]，遙測數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如5所示。

根據(jù)約定好的通信協(xié)議與數(shù)據(jù)幀格式要求，對設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備狀態(tài)，在狀態(tài)顯示軟件當(dāng)中顯示工作參數(shù)及工作狀態(tài)信息[4]。數(shù)據(jù)處理流程如圖6所示。

圖4 試驗(yàn)管理軟件主界面

圖5 遙測數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

圖6 數(shù)據(jù)處理流程圖

根據(jù)信息幀格式解析出來的機(jī)載站某設(shè)備工作狀態(tài)如圖7所示。

3.3 航跡顯示

遙測站把接收到的機(jī)載站GPS信息實(shí)時(shí)發(fā)送給地面監(jiān)控系統(tǒng)，地面監(jiān)控系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給遙測站遙測數(shù)據(jù)處理與顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)載站航跡顯示功能[5]。如圖8所示。

3.4 數(shù)據(jù)存儲與回放

為了方便日后查閱，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)存儲與回放功能，遙測存盤文件的數(shù)據(jù)是以子幀為單位連續(xù)存放[6]，其存儲結(jié)構(gòu)為“文件頭（1024Byte）、第一幀、第二幀、……”，每幀前插入3個(gè)時(shí)碼字（6Byte）和一個(gè)副幀記數(shù)字SFC，子幀同步碼組位于數(shù)據(jù)區(qū)域的末端。子幀數(shù)據(jù)存儲簡表分別如表1所示。

圖7 設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視頁面

圖8 機(jī)載站航跡顯示效果

表1 遙測子幀數(shù)據(jù)存儲簡表

通過飛行試驗(yàn)時(shí)保存下來的數(shù)據(jù)，可以再現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示和航跡顯示[7]。程序首先從存盤數(shù)據(jù)文件中讀取遙測子幀數(shù)據(jù)，存盤數(shù)據(jù)即可軟件界面上進(jìn)行顯示，處理程序的運(yùn)行界面如圖9所示。

圖9 回放設(shè)置對話框

4 結(jié)束語

論文從任務(wù)實(shí)際需求出發(fā)，研究分析了遙測站遙測數(shù)據(jù)處理與顯示軟件的實(shí)現(xiàn)方法。研究內(nèi)容主要有：研究遙測數(shù)據(jù)處理與顯示軟件網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)幀格式和接口規(guī)范，實(shí)現(xiàn)遙測數(shù)據(jù)處理顯示軟件與監(jiān)控系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)通信[8]，實(shí)現(xiàn)機(jī)載試驗(yàn)站航跡顯示和機(jī)載設(shè)備工作狀態(tài)顯示。系統(tǒng)人機(jī)交互界面友好，程序界面簡介，有效地提高了遙測站的任務(wù)保障能力。目前，該系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)已初步完成，并在模擬訓(xùn)練任務(wù)中驗(yàn)證了該軟件功能模塊劃分和處理流程的合理性，下一步有待在實(shí)際任務(wù)保障訓(xùn)練中得到進(jìn)一步驗(yàn)證。

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Design and Application of disposal and Displaying System for Telemetry Data from the Telemetry Station

Chen Jianxing，Zhao Pan，Wang Hui，Cui Jindou
（The LEETC of Luoyang，Jiyuan 459000，China）

In experimental aviation task，the current Telemetry Station completes primarily transmit-receive speech，picture and data,and don’t have the functions of analyzing the telemeasuring data and displaying the trace,which affects the results of tracking targets.Therefore,disposal and displaying system for telemetry data is necessary for expanding functions of Telemetry Station,to realize the displaying of airborne trace and airborne equipment performance.

Telemetry Station；Data Deal；Trace Display；GIS；Telemetry；Telecontrol

10.3969/j.issn.1002-2279.2017.03.018

TP319

B

1002-2279-（2017）03-0083-05

陳建行（1982-），男，山東省菏澤市人，工程師，主研方向：電子靶場遙測技術(shù)研究。

2016-10-19