某著陸系統(tǒng)測試評估軟件的設(shè)計(jì)

杜毅鵬 徐飛 高新國

摘 要

為了便捷、高效地對某著陸系統(tǒng)進(jìn)行定期的測試評估，設(shè)計(jì)基于Lab VIEW的測試評估軟件。通過422總線接收數(shù)傳電臺(tái)解析的某著陸設(shè)備回傳信息和GPS數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對某著陸系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)回放和誤差分析多項(xiàng)功能。經(jīng)測試，該評估軟件運(yùn)行效果良好，具有較強(qiáng)的使用價(jià)值。

關(guān)鍵詞

LabVIEW;測試評估軟件;數(shù)傳電臺(tái);誤差分析

中圖分類號： TP311.53;V446? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： 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

某著陸臺(tái)站能夠?yàn)轱w機(jī)提供相對于跑道中心延長線的方位、仰角導(dǎo)航信息，由于受到場地條件、電磁干擾以及人為因素的影響，需要定期對臺(tái)站進(jìn)行測試評估。傳統(tǒng)的測試軟件存在校驗(yàn)周期長、不易操控等缺點(diǎn)，極大限制了某著陸系統(tǒng)的測試評估工作。一種新型的測試評估軟件應(yīng)運(yùn)而生，它利用LabVIEW軟件功能性強(qiáng)、編程效率高、易操作等特點(diǎn)，便捷、高效地完成某著陸系統(tǒng)測試評估任務(wù)[1-3]。本文重點(diǎn)研究設(shè)計(jì)一套新型的測試評估軟件，實(shí)現(xiàn)對某著陸系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)回放、誤差分析等功能。

1 LabVIEW簡介及其應(yīng)用

與傳統(tǒng)編程語言不同，LabVIEW是一種圖形化編程語言，它采用數(shù)據(jù)流編程方式，來決定程序中VI（虛擬儀器模塊）的運(yùn)行順序[4]。在同樣的硬件平臺(tái)下，可以通過改變軟件來實(shí)現(xiàn)不同的顯控功能，是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件開發(fā)編程環(huán)境[5-6]。LabVIEW內(nèi)部集成有眾多的函數(shù)和程序模塊，方便用戶使用。本文使用了數(shù)據(jù)庫、VISA串口、MathScript節(jié)點(diǎn)等功能模塊，實(shí)現(xiàn)了軟件所需要的功能。

2 軟件結(jié)構(gòu)

PFE（Path Following Error，航道跟隨誤差）、CMN（Control Motion Noise，控制運(yùn)動(dòng)噪聲）是某著陸系統(tǒng)的兩種引導(dǎo)信號誤差。PFE可以引起飛機(jī)偏離預(yù)定航道線或下滑道，CMN可引起飛機(jī)姿態(tài)的改變，并使舵面、駕駛桿發(fā)生抖動(dòng)。測試評估軟件旨在對獲取的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、評估，計(jì)算出方位和仰角對應(yīng)的PFE、CMN值，并分析其方位、仰角的超差情況，從而對某著陸臺(tái)站的工作參數(shù)進(jìn)行修正，達(dá)到測試評估的目的。

測試評估軟件總體框架如圖1所示。當(dāng)用戶啟動(dòng)測試評估軟件后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行參數(shù)初始化，彈出位置信息設(shè)置界面。待用戶設(shè)置完臺(tái)站位置信息，系統(tǒng)進(jìn)入循環(huán)監(jiān)測狀態(tài)，對接收的RS422串口數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、記錄和評估，實(shí)時(shí)監(jiān)測用戶的指令信息，做出相應(yīng)的操作。

3 軟件功能設(shè)計(jì)

3.1 狀態(tài)監(jiān)控

狀態(tài)監(jiān)控是測試評估軟件最基本的功能之一。測試評估軟件主界面如圖2所示，該界面主要實(shí)現(xiàn)兩大功能：實(shí)時(shí)解析顯示機(jī)載設(shè)備導(dǎo)航數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)和發(fā)送控制指令。當(dāng)機(jī)載設(shè)備導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)由422串口送至測試評估軟件后，軟件依據(jù)協(xié)議解析出所需要顯示的信息，并顯示在主界面上;同時(shí)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)測用戶是否需要發(fā)送指令，若用戶點(diǎn)擊主界面“發(fā)送”按鈕后，軟件會(huì)根據(jù)界面設(shè)置選擇發(fā)送不同的指令至數(shù)傳電臺(tái)。

3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

測試評估軟件將422總線傳輸過來的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)以字符串形式存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫中，在飛行任務(wù)結(jié)束后可讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析操作，是測試評估必不可少的功能之一。用戶填寫完參數(shù)，點(diǎn)擊“確定”按鈕后，主界面開始將串口接收到的數(shù)據(jù)順序存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。LabVIEW內(nèi)部集成有Database Open Connection、Database Insert Data、Database Close Con nection等數(shù)據(jù)庫操作函數(shù)，只需調(diào)用即可完成數(shù)據(jù)庫各類操作。

3.3 動(dòng)態(tài)回放

動(dòng)態(tài)回放功能可在測試評估任務(wù)結(jié)束后由用戶對存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行回放和分析。用戶啟動(dòng)該界面后，列表框會(huì)顯示所有數(shù)據(jù)庫里存儲(chǔ)的信息。待用戶選擇一組數(shù)據(jù)后，點(diǎn)擊“開始”按鈕，數(shù)據(jù)庫內(nèi)相應(yīng)的字符串?dāng)?shù)據(jù)會(huì)動(dòng)態(tài)的顯示在主界面上，直至數(shù)據(jù)全部提取完畢，界面停止。期間用戶可以點(diǎn)擊“暫?！焙汀袄^續(xù)”按鈕對進(jìn)度進(jìn)行操作。該功能使用了Database Variant To Data等數(shù)據(jù)庫操作函數(shù)，旨在將數(shù)據(jù)庫內(nèi)所有數(shù)據(jù)的組名和總行數(shù)順序分布在列表框內(nèi)，方便用戶進(jìn)行選擇。

3.4 誤差分析

誤差分析功能是測試評估軟件的核心，它有效的對導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理和分析評估，計(jì)算出相應(yīng)的PFE、CMN值，其方位誤差分析界面如圖3所示。該界面采用波形圖控件來顯示方位的誤差分析結(jié)果，用戶可以移動(dòng)兩個(gè)游標(biāo)來選擇自己查看的超差范圍，最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果打印成Word文檔供用戶查看。

4 結(jié)果分析

啟動(dòng)測試評估軟件，設(shè)置對應(yīng)的臺(tái)站位置信息參數(shù)，動(dòng)態(tài)回放一組有效的待評估數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)觀察主界面和誤差分析界面的變化情況，如圖4所示。

從圖4可以看出，測試評估軟件主界面、動(dòng)態(tài)回放界面和誤差分析界面交互工作正常，可清晰的繪制出仰角的PFE、CMN誤差曲線。

5 結(jié)束

在某著陸測試評估軟件的設(shè)計(jì)中，采用LabVIEW虛擬儀器開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對某著陸設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)回放和誤差分析等多項(xiàng)功能，達(dá)到測試評估的目的。和傳統(tǒng)測試系統(tǒng)相比，其優(yōu)點(diǎn)為程序易于編寫，界面友好，可操作性強(qiáng)，功能強(qiáng)大，而且系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾性大為提高。

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