CN103925853B - 一种运载火箭地面测试系统装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运载火箭地面测试系统装置，用于对箭上信号进行测试，主要包括主控计算机、采集计算机、捷联计算机、箭地监测计算机、测试计算机、测控信号处理组合、时串信号转接组合和多功能万用表；其中，该主控计算机通过以太网连接该采集计算机、捷联计算机、箭地监测计算机和测试计算机；该采集计算机连接测控信号处理组合和多功能万用表；该捷联计算机和箭地监测计算机连接测控信号处理组合；该测试计算机连接该测控信号处理组合和时串信号转接组合；该测控信号处理组合和时串信号转接组合通过箭地接口直接与箭上信号连接。该装置实现了运载火箭地面测试与发射控制的分离，该测试过程简单且有效减少了排故过程的复杂性。

Description

一种运载火箭地面测试系统装置

技术领域

本发明涉及运载火箭地面测发控系统技术领域，尤其涉及一种运载火箭地面测发控系统中对箭上产品信号的测试测量的运载火箭地面测试系统装置。

背景技术

目前，运载火箭中对于箭上控制系统、动力系统、外安系统、捷联系统、遥测供电系统等参数的测量采用发射控制与测试控制混合管理的模式，主机控制指令发出后经过发射控制部分线路接通后转送至测试控制部分，测试控制部分接收指令，判断指令合格后接通整个控制测试链路，将激励信号送往箭上设备，或者接受箭上测试信号进行测量判读。但是，这种测试线路复杂，中间环节多，尤其是排故过程中，故障定位复杂困难；另外地面测试测量设备多采用机箱式框架，设备体积庞大笨重，不便于系统的恢复搬运等。

因此，有必要提出一种火箭地面测试部分与发射控制部分分离，且能够简化控制环节和测试线路的运载火箭地面测试系统装置，便于系统的恢复和运输。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种能够使火箭地面测试部分与发射控制部分分离，简化控制环节，同时改进火箭测试测量模式，应用PCI总线测试技术减少对箭上测试信号的调理梳理环节，并直接对箭上非周期性流程参数进行测量的运载火箭地面测试系统装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种运载火箭地面测试系统装置，用于对箭上信号进行测试，该运载火箭地面测试系统装置包括主控计算机、采集计算机、捷联计算机、箭地监测计算机、测试计算机、测控信号处理组合、时串信号转接组合和多功能万用表；其中，所述主控计算机通过以太网连接所述采集计算机、所述捷联计算机、所述箭地监测计算机和所述测试计算机；所述采集计算机连接所述测控信号处理组合和所述多功能万用表；所述捷联计算机和所述箭地监测计算机均连接所述测控信号处理组合；所述测试计算机连接所述测控信号处理组合和所述时串信号转接组合；所述测控信号处理组合和所述时串信号转接组合通过箭地接口直接与箭上信号连接。从而通过该测控信号处理组合负责接通测试通道，并主要对箭上的被测信号的测试，而不与箭上供配电指令的发送，实现测试与控制的分离。

较佳地，所述测控信号处理组合连接所述采集计算机，并通过采集控制矩阵选通运载火箭的遥测系统、控制系统、外安系统、遥测供电系统、捷联系统和地面供电系统的测试通道；利用所述多功能万用表完成遥测系统、控制系统、外安系统、遥测供电系统、捷联系统和地面供电系统非周期流程参数的测量；所述测控信号处理组合和所述采集计算机通过一种交直流混合型激励信号发送装置完成向箭上加激励信号，且所述测控信号处理组合的接口具备与箭上信号的隔离功能。

较佳地，所述采集控制矩阵为一种X、Y坐标式选通电路，所述测控信号处理组合通过所述X、Y坐标式选通电路接通所述测试通道。

较佳地，所述多功能万用表为FLUKE 8846A型多功能万用表，通过所述FLUKE 8846A型多功能万用表直接测量被测信号，从而减少中间信号调理转换过程。

较佳地，所述测控信号处理组合分别连接所述箭地监测计算机和所述捷联计算机，利用所述箭地监测计算机监视所述主控计算机与箭载控制计算机、所述捷联计算机与箭载捷联计算机装订代码的上行数据和箭载控制计算机与所述主控计算机、箭载捷联计算机和所述捷联计算机对地面响应的下行数据；其中，该箭载控制计算机和箭载捷联计算机均为箭上产品；。

较佳地，所述测控信号处理组合连接所述测试计算机，所述测试计算机发送模发指令通过所述测控信号处理组合向箭载控制计算机发送“开箭载控制计算机”、“关箭载控制计算机”或“CPU复位”的模发指令，并通过所述箭地监测计算机监测所述测试计算机发送的模发指令，且所述测控信号处理组合的接口具备与箭上信号的隔离功能。

较佳地，所述捷联计算机实时完成地面捷联计算机与箭上箭载捷联计算机的数据通讯，且所述测控信号处理组合的接口具备与箭上信号的隔离功能。

较佳地，所述时串信号转接组合连接所述测试计算机，且所述时串信号转接组合和所述测试计算机相互配合接收火箭箭上产品发出的时串信号、程序脉冲和关机脉冲信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明的运载火箭地面测试系统装置，主要通过测控信号处理组合分别与采集计算机、箭地监测计算机、捷联计算机和测试计算机连接，以及通过时串信号转接组合与测试计算机连接，主控计算机控制各个计算机通过测试信号处理组合对测发控系统中信号的采集和监控，从而有效实现了运载火箭地面测试部分与发射控制部分的分离，且该测试控制过程简单，有效减少了排故过程的复杂性。

2、本发明涉及的运载火箭地面测试系统装置，多功能万用表连接该采集计算机，通过测控信号处理组合可直接测量运载火箭各系统中非周期性流程参数，使箭地测量信号直接对接测试设备，从而较大程度减少了中间信号调理环节，提高了该系统的可靠性。

3、本发明的运载火箭地面测试系统装置通过主控计算机控制各个计算机完成被测信号的测试功能和实时监测，测控信号处理组合负责接通测试通道；本发明实施的运载火箭地面测试系统装置至通过主控计算机控制各计算机对被测信号的测试，并不通过发控PLC对箭上供电指令的发送，从而有效实现了运载火箭地面测试部分和发射控制部分之间的分离，使其测量范围较广，其测量功能强大，且集成度高，从而有效提高了整个运载火箭测试发射过程。

4、本发明的运载火箭地面测试系统装置剥离了发射控制部分主控计算机通过发控PLC发送箭上供电指令，控制输出发控部分继电器动作建立控制通道；实现了运载火箭地面测试部分和发射控制部分的分离，完成了地面对箭上非周期流程参数的测量，解决了一般测试系统需要对原信号进行调理转换等复杂过程，采用矩阵式采集控制模式，建立双冗余双显示测量通道；并利用交直流混合型激励信号发送装置向箭上发送激励信号，简化了运载火箭地面测发控系统测试控制过程，有效减少了排故过程的复杂性。

附图说明

图1为本发明运载火箭地面测试系统装置的结构框图；

图2为本发明实施的运载火箭地面测试系统装置在某型运载火箭地面测发控系统中应用的原理框图。

符号列表：

10-测试部分，11-主控计算机，12-采集计算机，13-捷联计算机，14-箭地监测计算机，15-测试计算机，16-8846A多功能万用表，17-测控信号处理组合，18-时串信号转接组合；20-控制部分，21-发控PLC，22-继电器控制板。

具体实施方式：

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细的描述本发明。然而，本发明可以以不同形式、规格等实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多的有关本技术领域的人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚可见，可能放大或缩小了相对尺寸。

现参考图1详细描述根据本发明实施的运载火箭地面测试系统装置，如图1所示，该运载火箭地面测试系统装置用于对箭上信号进行测试，包括对箭上信号测试的测试部分10，该运载火箭地面测试系统装置包括主控计算机11、采集计算机12、捷联计算机13、箭地监测计算机14、测试计算机15、测控信号处理组合17、时串信号转接组合18和多功能万用表；其中，该主控计算机11通过以太网分别连接该采集计算机12、捷联计算机13、箭地监测计算机14和测试计算机15；该采集计算机12连接测控信号处理组合17和多功能万用表；捷联计算机13和箭地监测计算机14连接测控信号处理组合17；测试计算机15连接测控信号处理组合17和时串信号转接组合18；该测控信号处理组合17和时串信号转接组合18通过箭地接口直接与箭上信号连接。从而通过该运载火箭地面测试系统装置对箭上信号可单独完成测试；如图1所示的控制部分为信号的发射控制装置，该控制部分20由发控PLC21和继电器控制板22组成，该发控PLC21响应主控计算机指令进行逻辑运算后发送箭上供配电控制指令，而该继电器控制板22作为发控PLC21的执行机构，用于响应控制指令进行触点动作，完成控制过程；从而使该运载火箭地面测试系统装置能够实现测试部分10与控制部分20的完全分离。

其中，在具体实施过程中，该测控信号处理组合17内置有采集控制板、控制矩阵板和信号源激励功能板，该测控信号处理组合17和采集计算机12通过该采集控制板和控制矩阵板采用采集控制矩阵的形式选通运载火箭的遥测系统、控制系统、外安系统、遥测系统供电、捷联系统和地面供电系统的测试通道，该采集控制矩阵为一种X、Y坐标式选通电路，通过该X、Y坐标式选通电路选通测试通道；利用该多功能万用表完成遥测系统、控制系统、外安系统、遥测系统供电、捷联系统和地面供电系统非周期流程参数的测量；且该测控信号处理组合17在信号源激励功能板作用下，通过交直流混合型激励信号发送装置完成向箭上加激励信号，且该测控信号处理组合17的接口具备与箭上信号的隔离功能；该多功能万用表为FLUKE 8846A多功能万用表16，通过该FLUKE 8846A多功能万用表16直接测量箭上信号，从而有效减少中间信号调理转换过程。

而且，在具体实施过程中，该测控信号处理组合17连接测试计算机15，该测试计算机15发送模发指令，主要通过该测控信号处理组合17向箭载控制计算机发送“开箭载控制计算机”、“关箭载控制计算机”、“CPU复位”等模发指令，同时，通过该箭地监测计算机14监测该测试计算机15发送的模发指令，且该测控信号处理组合17的接口与箭上信号具有隔离功能。该运载火箭地面测试系统装置通过该测控信号处理组合17和箭地监测计算机14、捷联计算机13实时检测箭地和捷地的通讯状态，并通过测箭地监测计算机14监测该主控计算机11与箭载控制计算机、捷联计算机与箭载捷联计算机13装订代码的上行数据和箭载控制计算机与主控计算机11、箭载捷联计算机与捷联计算机13对地面响应的下行数据；其中，该箭载捷联计算机和箭载控制计算机均为箭上产品，而且，在具体实施过程中，该测控信号处理组合17主要负责接通建立硬件模拟测试通道，对于数据监测主要通过捷联计算机13和箭地监测计算机14中配置的板卡和软件实现。因此，该箭上信号的测试功能及实时监测都是由主控计算机11控制各个计算机完成，而该测控信号处理组合17主要采用采集控制矩阵的形式接通测试通道和向箭上提供激励信号，从而使该测试信号处理组合17通过测试通道接通的接口与箭上信号隔离的功能。

另外，在具体实施过程中，通过该测控信号处理组合17和捷联计算机13实时完成与箭载捷联计算机的数据通讯，且该测控信号处理组合17的接口与箭上信号具有隔离功能。而且，通过该时串信号转接组合18连接测试计算机15，并通过该时串信号转接组合18和该测试计算机15相互配合接收火箭箭上产品发出的时串信号、程序脉冲和关机脉冲信号。

实用例

在具体实施过程中，如图2所示该运载火箭地面测试系统装置应用与某型运载火箭的测发控系统测试子系统，按照上述运载火箭地面测试系统装置与火箭测发控系统连接(在此不在赘述各个装置的连接)，其具体实施方式按功能分为三个部分，具体如下：

第一部分：采样、控制、加激励的具体实施方法

该测控信号处理组合和前置采集计算机以采集控制矩阵形式选通运载火箭的控制系统、外安系统、遥测供电系统、捷联系统和地面供电系统的测试通路，利用该FLUCK 8846A多功能万用表完成运载火箭的控制系统、外安系统、遥测供电系统、捷联系统和地面供电系统的非周期流程参数的测量，由于通过该8846A多功能万用表测量信号无需做调理处理，可直接进行各模拟量信号的测量，箭上信号通过测控信号处理组合中的采集控制板和控制矩阵板完成测试通道的切换(其中，该采集控制板是以矩阵的形式建立采集通道，该控制矩阵板是以矩阵的形式开启或关闭采集测试，即该采集控制矩阵形式),并实现箭地接口的隔离，其中采集矩阵及控制矩阵的接通利用主控计算机发送控制指令给前置采集计算机中的I/O卡进行控制输出，避开了发控部分控制电路，达到了测试部分与控制部分分离管理的目的；而且，利用前置采集计算机中的信号源激励接口卡控制测控信号处理组合中的信号源激励功能板，通过控制矩阵输出至箭上平台机构的姿控系统各级检波输入、各级速率陀螺、各级油气压装置等激励信号。

第二部分：箭地监测的具体实施方式

在具体实施过程中，该箭地监测计算机内设置有两块RS422卡，用于监测地面主控计算机与箭载控制计算机及前置捷联计算机与箭载捷联计算机进行数据通讯，包括地面主控计算机向箭载控制计算机进行数据装订的上行过程及箭载控制计算机向主机发送指令的下行过程，箭载捷联计算机向前置捷联计算机发送数据的下行过程和前置捷联计算机向箭载捷联计算机装订程序的上行过程(即该测控信号处理组合和箭地监测计算机监测主控计算机与箭载控制计算机、捷联计算机与箭载捷联计算机装订代码的上行数据和箭载控制计算机与主控计算机、箭载捷联计算机与捷联计算机对地面响应的下行数据)；该箭地监控计算机还设置有三块遥测量接收卡，通过箭地接口监测箭载控制计算机3CPU下发的有线遥测数据，用于与无线遥测数据进行判读对比；利用前置测试计算机中配置的模发激励卡，通过箭地接口向箭载控制计算机发送模发指令，在测试发射试验过程中，主控计算机控制前置测试计算机向箭载控制计算机发送，利用箭地监测计算机配置的模发激励解码卡，用于监视地面向箭载控制计算机发送的模发指令，包括：开箭载控制计算机、封箭载控制计算机、CPU复位、模拟加速度等多种模发指令；利用前置测试计算机中配置的箭地接口卡，用于接收程序脉冲和关机脉冲，用于检测导航系统平台机构的工作状态及模拟飞行过程中箭载控制计算机向地面发送的关机信号；前置捷联计算机作为地面与箭上箭载捷联计算机通讯的中枢，负责管理箭载捷联计算机发送和接收地面指令信号，利用其配置的RS422卡，完成对箭上箭载捷联计算机的装订和箭载捷联计算机向地面发送的下行相应数据。

第三部分：时串接收的具体实施方式

时串信号的接收通过箭地接口电缆连接时串信号转接组合，进行时串信号的分类梳理，利用前置测试计算机中配置的时串接收卡进行时串信号的接收，同时依据前置测试计算机中的时标卡进行时间的标定，再通过网络传输至各监测终端，每块板卡可以接收32路时串信号，共配置4块时串接收卡，可以满足共128路时串信号的接收。

通过本发明实施的运载火箭地面测试系统装置，有效剥离了发射控制部分主控计算机通过发控PLC发送箭上供电指令，控制输出发控部分继电器动作建立控制通道；从而实现了运载火箭地面测试部分和发射控制部分的分离，完成了地面对箭上非周期流程参数的测量，并解决了一般测试系统需要对原信号进行调理转换等复杂过程，采用矩阵式采集控制模式，建立双冗余双显示测量通道；并利用交直流混合型激励信号发送装置向箭上发送激励信号，简化了运载火箭地面测发控系统测试控制过程，有效减少了排故过程的复杂性，并有效提高了整个运载火箭测试发射过程。

另外，在具体实施过程中，该运载火箭地面测试系统装置并不以本实施例为限，对于该选通电路并不限于本实施例提出的通过采集控制矩阵的方式，也可以通过其他选通电路选通测试通道；该测控信号处理组合发送的模发指令并不限于本实施例提出的开箭载控制计算机、关箭载控制计算机或CPU复位等模发指令，还可以发送诸如模拟加速度等对箭上信号进行测试的模发指令，从而有效控制该装置对箭上信号的测试。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动在内。

Claims (8)

1.一种运载火箭地面测试系统装置，用于对箭上信号进行测试，其特征在于，该运载火箭地面测试系统装置包括主控计算机、采集计算机、捷联计算机、箭地监测计算机、测试计算机、测控信号处理组合、时串信号转接组合和多功能万用表；

其中，所述主控计算机通过以太网连接所述采集计算机、所述捷联计算机、所述箭地监测计算机和所述测试计算机；所述采集计算机连接所述测控信号处理组合和所述多功能万用表；

所述捷联计算机和所述箭地监测计算机均连接所述测控信号处理组合；

所述测试计算机连接所述测控信号处理组合和所述时串信号转接组合；

所述测控信号处理组合和所述时串信号转接组合通过箭地接口直接与箭上信号连接。

2.根据权利要求1所述的运载火箭地面测试系统装置，其特征在于，所述测控信号处理组合连接所述采集计算机，并通过采集控制矩阵选通运载火箭的遥测系统、控制系统、外安系统、遥测供电系统、捷联系统和地面供电系统的测试通道；利用所述多功能万用表完成遥测系统、控制系统、外安系统、遥测供电系统、捷联系统和地面供电系统非周期流程参数的测量；所述测控信号处理组合和所述采集计算机通过一种交直流混合型激励信号发送装置完成向箭上加激励信号，且所述测控信号处理组合的接口具备与箭上信号的隔离功能。

3.根据权利要求2所述的运载火箭地面测试系统装置，其特征在于，所述采集控制矩阵为一种X、Y坐标式选通电路，所述测控信号处理组合通过所述X、Y坐标式选通电路接通所述测试通道。

4.根据权利要求1或2所述的运载火箭地面测试系统装置，其特征在于，所述多功能万用表为FLUKE 8846A型多功能万用表，通过所述FLUKE 8846A型多功能万用表直接测量被测信号，从而减少中间信号调理转换过程。

5.根据权利要求1所述的运载火箭地面测试系统装置，其特征在于，所述测控信号处理组合分别连接所述箭地监测计算机和所述捷联计算机，利用所述箭地监测计算机监视所述主控计算机与箭载控制计算机、所述捷联计算机与箭载捷联计算机装订代码的上行数据和箭载控制计算机与所述主控计算机、箭载捷联计算机与所述捷联计算机对地面响应的下行数据。

6.根据权利要求1所述的运载火箭地面测试系统装置，其特征在于，所述测控信号处理组合连接所述测试计算机，所述测试计算机发送模发指令通过所述测控信号处理组合向箭载控制计算机发送“开箭载控制计算机”、“关箭载控制计算机”或“CPU复位”的模发指令，并通过所述箭地监测计算机监测所述测试计算机发送模发指令，且所述测控信号处理组合的接口具备与箭上信号的隔离功能。

7.根据权利要求1所述的运载火箭地面测试系统装置，其特征在于，所述捷联计算机实时完成地面与箭上箭载捷联计算机的数据通讯，且所述测控信号处理组合的接口具备与箭上信号的隔离功能。

8.根据权利要求1所述的运载火箭地面测试系统装置，其特征在于，所述时串信号转接组合连接所述测试计算机，且所述时串信号转接组合和所述测试计算机相互配合接收火箭箭上产品发出的时串信号、程序脉冲和关机脉冲信号。