CN106546258B - 一种基于双余度的惯性导航系统状态上报方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于双余度的惯性导航系统状态上报方法，使用双余度惯性导航系统进行状态上报，所述双余度惯性导航系统，由激光惯性导航系统、光纤惯性导航系统、任务系统、1553B总线、422总线组成，所述状态上报方法，包括激光惯性导航系统状态设置和参数解算，光纤惯性导航系统状态设置和参数解算，状态结果上报步骤。本方法解决了双余度惯导系统对外上报的状态信息问题，为飞行过程中导航设备的可用性与可靠性提供了参考，对于保证飞机和飞行员的安全具有重要的意义。

Description

一种基于双余度的惯性导航系统状态上报方法

技术领域

本发明属于机载系统设备领域，具体涉及一种基于双余度的惯性导航系统状态上报方法。

背景技术

导航设备是飞机的眼睛，对于飞机的飞行安全以及飞行员的生命至关重要，而飞行员判断导航设备的可用性、可靠性是根据导航设备自身上报的状态而定的，所以，导航设备需要实时、准确地向飞机任务系统提供自身的状态信息以供飞行员参考。

由于飞机设计的要求以及重量的限制，早期飞机上通常只安装一个惯性导航系统，当该设备出现故障或是数据不可用时，会向任务系统上报自身状态，而飞机此时就无法使用到正确的导航数据了，飞机的可靠性、可用性就会大打折扣，飞行安全也会受到挑战。

随着飞机设计思路的转变以及发动机推力的增加，飞机上采用了两个惯性导航设备，二者互为备份，从而提高了飞机的可靠性与可用性。但是带来了新的问题，就是主备惯性导航设备如何实时准确的对外上报自身的工作状态，以供任务系统决策。

发明内容

本发明目的是解决单一惯性导航设备可靠性与可用性低，安全性差的问题。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种基于双余度的惯性导航系统状态上报方法，使用双余度惯性导航系统进行状态上报，所述双余度惯性导航系统，由激光惯性导航系统、光纤惯性导航系统、任务系统、1553B总线和422总线组成，

所述状态上报方法，包括以下步骤：

(1)分别对激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统上电初始化，激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统进入对准、导航状态，并对激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统进行故障字与有效字的设置：

当激光惯性导航系统发生三级故障时，设置激光惯性导航系统故障字为故障状态，用0表示，同时设置激光惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当激光惯性导航系统未发生三级故障且激光惯性导航系统不处于导航状态时，设置激光惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置激光惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当激光惯性导航系统未发生三级故障且激光惯性导航系统处于导航状态时，设置激光惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置激光惯性导航系统有效字为有效状态，用1表示；所述三级故障指会影响飞行安全的故障；

当光纤惯性导航系统发生三级故障时，设置光纤惯性导航系统故障字为故障状态，用0表示，同时设置光纤惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当光纤惯性导航系统未发生三级故障且光纤惯性导航系统不处于导航状态时，设置光纤惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置光纤惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当光纤惯性导航系统未发生三级故障且光纤惯性导航系统处于导航状态时，对比光纤惯性导航系统的导航数据与激光惯性导航系统的导航数据，如果导航数据差值小于预先设定的门限值，则设置光纤惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置光纤惯性导航系统有效字为有效状态，用1表示；如果导航数据差值大于预先设定的门限值，则设置光纤惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置光纤惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；

(2)对激光惯性导航系统进行周期故障自检测，周期性检测激光惯性导航系统是否发生故障，如果发生故障，置对应的故障位为0，否则，置对应的故障位为1，当激光惯性导航系统处于导航状态，且无故障发生时，置惯导数据有效位为1，否则，置对应的有效位为0，将激光惯性导航系统的有效位和故障位通过422总线发给光纤惯导系统；

(3)对光纤惯性导航系统进行周期故障自检测，周期性检测光纤惯性导航系统自身是否发生故障，如果发生三级故障，置对应的故障位为0，否则，置对应的故障位为1，当接收到光纤惯性导航系统数据时，判断光纤惯性导航系统是否发生三级故障，是否有效，如果光纤惯性导航系统未发生三级故障，且数据有效，判断光纤惯性导航系统对比激光惯性导航系统的位置信息以及速度信息，如果位置差值小于1°，并且速度差值小于1m/s，则设置光纤惯性导航系统数据有效位为1，否则，置对应的有效位为0，并将激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统各自的故障字、有效字通过1553B总线周期性发送给任务系统。

本发明的基于双余度的惯性导航系统状态上报方法，解决了双余度惯导系统对外上报的状态信息问题，为飞行过程中导航设备的可用性与可靠性提供了参考，对于保证飞机和飞行员的安全具有重要的意义。

附图说明

图1是双余度惯性导航系统示意图。

图2是激光惯性导航系统对外状态上报方法流程。

图3是光纤惯性导航系统对外状态上报方法流程。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明在某型号惯导系统嵌入式系统设计中的应用：

在飞机(包括歼击机、直升机、运输机等)上，大多数都配备一个激光惯性导航设备与一个光纤惯性导航设备，激光惯性导航设备精度高，但是重量大、成本高，光纤惯性导航设备成本低，重量轻，但是精度低，二者高低搭配使用，大大提高了惯导设备的可靠性与可用性。

对于飞机与飞行员而言，对于惯导设备的状态，他们主要关注两点内容：第一，惯导设备是否发生故障；第二，惯导设备是否可用；而本发明提出的双余度设计的惯导系统，能够为飞行提供安全可靠的数据，具体实施步骤如下：

(1)分别对激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统上电初始化，激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统进入对准、导航状态，并对激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统进行故障字与有效字的设置：

当激光惯性导航系统发生三级故障时，设置激光惯性导航系统故障字为故障状态，用0表示，同时设置激光惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当激光惯性导航系统未发生三级故障且激光惯性导航系统不处于导航状态时，设置激光惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置激光惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当激光惯性导航系统未发生三级故障且激光惯性导航系统处于导航状态时，设置激光惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置激光惯性导航系统有效字为有效状态，用1表示；所述三级故障指会影响飞行安全的故障；

当光纤惯性导航系统发生三级故障时，设置光纤惯性导航系统故障字为故障状态，用0表示，同时设置光纤惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当光纤惯性导航系统未发生三级故障且光纤惯性导航系统不处于导航状态时，设置光纤惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置光纤惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当光纤惯性导航系统未发生三级故障且光纤惯性导航系统处于导航状态时，对比光纤惯性导航系统的导航数据与激光惯性导航系统的导航数据，如果导航数据差值小于预先设定的门限值，则设置光纤惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置光纤惯性导航系统有效字为有效状态，用1表示；如果导航数据差值大于预先设定的门限值，则设置光纤惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置光纤惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；

(2)对激光惯性导航系统进行周期故障自检测，周期性检测激光惯性导航系统是否发生故障，如果发生故障，置对应的故障位为0，否则，置对应的故障位为1，当激光惯性导航系统处于导航状态，且无故障发生时，置惯导数据有效位为1，否则，置对应的有效位为0，将激光惯性导航系统的有效位和故障位通过422总线发给光纤惯导系统；

(3)对光纤惯性导航系统进行周期故障自检测，周期性检测光纤惯性导航系统自身是否发生故障，如果发生三级故障，置对应的故障位为0，否则，置对应的故障位为1，当接收到光纤惯性导航系统数据时，判断光纤惯性导航系统是否故障，是否有效，如果光纤惯性导航系统未发生故障，且数据有效，判断光纤惯性导航系统对比激光惯性导航系统的位置信息以及速度信息，如果位置差值小于1°，并且速度差值小于1m/s，则设置光纤惯性导航系统数据有效位为1，否则，置对应的有效位为0，并将激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统各自的故障字、有效字通过1553B总线周期性发送给任务系统。

Claims (1)

1.一种基于双余度的惯性导航系统状态上报方法，使用双余度惯性导航系统进行状态上报，所述双余度惯性导航系统，由激光惯性导航系统、光纤惯性导航系统、任务系统、1553B总线和422总线组成，

所述状态上报方法，包括以下步骤：

(1)分别对激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统上电初始化，激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统进入对准、导航状态，并对激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统进行故障字与有效字的设置：

当激光惯性导航系统发生三级故障时，设置激光惯性导航系统故障字为故障状态，用0表示，同时设置激光惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当激光惯性导航系统未发生三级故障且激光惯性导航系统不处于导航状态时，设置激光惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置激光惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当激光惯性导航系统未发生三级故障且激光惯性导航系统处于导航状态时，设置激光惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置激光惯性导航系统有效字为有效状态，用1表示；所述三级故障指会影响飞行安全的故障；

当光纤惯性导航系统发生三级故障时，设置光纤惯性导航系统故障字为故障状态，用0表示，同时设置光纤惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当光纤惯性导航系统未发生三级故障且光纤惯性导航系统不处于导航状态时，设置光纤惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置光纤惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；当光纤惯性导航系统未发生三级故障且光纤惯性导航系统处于导航状态时，对比光纤惯性导航系统的导航数据与激光惯性导航系统的导航数据，如果导航数据差值小于预先设定的门限值，则设置光纤惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置光纤惯性导航系统有效字为有效状态，用1表示；如果导航数据差值大于预先设定的门限值，则设置光纤惯性导航系统故障字为正常状态，用1表示，设置光纤惯性导航系统有效字为无效状态，用0表示；

(2)对激光惯性导航系统进行周期故障自检测，周期性检测激光惯性导航系统是否发生故障，如果发生三级故障，置对应的故障位为0，否则，置对应的故障位为1，当激光惯性导航系统处于导航状态，且无三级故障发生时，置惯导数据有效位为1，否则，置对应的有效位为0，将激光惯性导航系统的有效位和故障位通过422总线发给光纤惯导系统；

(3)对光纤惯性导航系统进行周期故障自检测，周期性检测光纤惯性导航系统自身是否发生故障，如果发生三级故障，置对应的故障位为0，否则，置对应的故障位为1，当接收到光纤惯性导航系统数据时，判断光纤惯性导航系统是否发生三级故障，是否有效，如果光纤惯性导航系统未发生三级故障，且数据有效，判断光纤惯性导航系统对比激光惯性导航系统的位置信息以及速度信息，如果位置差值小于1°，并且速度差值小于1m/s，则设置光纤惯性导航系统数据有效位为1，否则，置对应的有效位为0，并将激光惯性导航系统与光纤惯性导航系统各自的故障字、有效字通过1553B总线周期性发送给任务系统。