CN106991001B - 无线电导航识别模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线电导航识别模拟系统，包含业务功能模拟模块、数据模拟模块和场景模拟模块，所述场景模拟模块用于模拟场景，并将模拟的场景发送给数据模拟模块和业务模拟模块；所述数据模拟模块用于结合场景模拟模块提供的场景模拟相应的业务数据，并将业务数据发送给业务功能模拟模块；所述业务功能模拟模块用于结合场景模拟模块提供的场景和数据模拟模块提供的业务数据模拟相应的无线电导航识别系统的波形。本发明实现了对典型配置的无线电导航识别系统的业务功能、系统管理的模拟。

Description

无线电导航识别模拟系统

技术领域

本发明涉及一种模拟系统，特别涉及及一种对无线电导航识别的业务功能、系统管理进行模拟无线电导航识别模拟系统。

背景技术

无线电导航识别系统(ICNI)是航空电子系统中重要组成部分，随着电子技术飞速发展，其技术正在向综合化、模块化、数字化方向发展。无线电导航识别是一种硬件和软件都采用开放式体系结构、多频段多模式、软件可编程、硬件可配置的无线电系统，实现了由联合式架构向综合化架构的演进，有效减少了体积、重量，同时提高了系统的可靠性。

无线电导航识别系统是一个高度复杂的系统，从需求分析、系统分析、系统设计、系统实现到系统系统验证和航电系统集成，其研制周期非常长，研制成本也非常高。

发明内容

为了缩短系统的研制周期，降低研制成本，本发明提出一种无线电导航识别模拟系统，可以对无线电导航识别系统的业务功能和系统管理进行模拟验证，并支持系统业务数据模拟以及系统运行场景模拟。无线电导航识别模拟系统可以替代无线电导航识别系统与航电系统进行模拟集成，对航电系统进行验证。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种无线电导航识别模拟系统，包含业务功能模拟模块、数据模拟模块和场景模拟模块；

所述场景模拟模块用于模拟场景，并将模拟的场景发送给数据模拟模块和业务模拟模块；

所述数据模拟模块用于结合场景模拟模块提供的场景模拟相应的业务数据，并将业务数据发送给业务功能模拟模块；

所述业务功能模拟模块用于结合场景模拟模块提供的场景和数据模拟模块提供的业务数据模拟相应的无线电导航识别系统的波形。

进一步，无线电导航识别模拟系统还包含系统管理模拟模块，所述系统管理模拟模块用于模拟出无线电导航识别系统各个波形的健康状态和对各个波形的射频管理状态，对业务功能模拟模块的行为进行控制。

进一步，无线电导航识别模拟系统还包含以太网通信模块，所述以太网通信模块用于将外部仿真器输出的外部仿真环境和业务数据输出给业务功能模拟模块，所述业务功能模拟模块还用于在接收到以太网通信模块传输的外部仿真环境和业务数据模拟相应的无线电导航识别系统的波形。

进一步，无线电导航识别模拟系统还包含人机交互界面，人机交互界面用于供用户对各模块进行配置。

进一步，无线电导航识别模拟系统还包含FC通信模块，所述FC通信模块用于将业务功能模拟模块和系统管理模拟模块的输出输出给航电系统。

优选地，业务功能模拟模块模拟的波形包括塔康、仪表着陆接收机、微波着陆接收机、无线电高度表、敌我识别应答、S模式应答机、空中防撞和自动相关监视接收机输出的波形。

优选地，数据模拟模块模拟的业务数据包括塔康地面站数据、仪表着陆地面台数据、微波着陆地面台数据、无线电高度数据、敌我识别询问数据、航管询问数据和空中防撞数据。

优选地，场景模拟模块模拟的场景包含地上待命、起飞、巡航、作战和着陆。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提出了一种无线电导航识别模拟系统，实现对典型配置的无线电导航识别系统的业务功能、系统管理的模拟。

(2)本发明通过使用货架产品，搭建标准的、通用的、可扩展的硬件平台，实现硬件平台的可变规模和易于扩展，以便硬件平台根据实际需求进行快速升级和扩展。

(3)采用面向对象的思想，以模块功能的低耦合、高内聚为原则，将无线电导航识别模拟系统软件分为交互界面、业务拟模块、管理模拟模块等7个模块。每个模块可以根据不同要求进行进一步开发，提高了系统的可扩展性，降低了未来需求改变带来的系统开发与测试成本。

(4)本发明通过较低的成本、较短的研制周期实现无线电导航识别模拟系统，支持与航电系统快速集成，通用与航电系统集成为物理系统的设计提供有用的参考数据。

附图说明

图1是无线电导航识别模拟系统的外部交联图；

图2是无线电导航识别模拟系统的功能架构图；

图3是无线电导航识别模拟系统的物理架构图；

图4是无线电导航识别模拟系统的软件架构图；

图5是无线电导航识别模拟系统的运行流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明相关的定义如下：

定义1：航电系统模拟集成：模拟系统代替真实的通信导航识别系统与航电系统进行集成，支撑航电系统的验证。

定义2：业务功能模拟：模拟通信导航识别系统的业务，如短波通信、塔康导航、敌我识别等通信导航识别业务，是行为级别的模拟。

定义3：管理模拟：对通信导航识别系统的系统管理功能进行模拟，包括健康管理和射频管理的模拟。

定义4：数据模拟：模拟生成通信导航识别模拟系统运行时需要的业务数据，例如塔康的导航数据。

定义5：场景模拟：模拟通信导航识别系统运行的场景，以体现其不同运行场景下的业务功能和系统管理的变化。

定义6：波形：在利用软件无线电技术设计的通信导航识别系统中，传统的分立式的通信导航识别设备变成综合化系统的一个波形应用，简称波形。

本发明主要涉及以下几个部分：

1、如图1所示，无线电导航识别模拟系统的硬件平台，提供模拟软件的运行平台，提供与航电系统、外部仿真环境交互的接口。

如图3所示，无线电导航识别模拟系统的硬件平台是一个开放式的通用化的平台，它由计算机、显示器、以太网交换机、控制台、FC接口卡、以及38U机柜组成，整个模拟系统的硬件平台都安装在38U机柜中。计算机选用上架式的工业控制计算机，预留多个常用的接口，以便在应用中根据需求进行功能扩展；显示器和控制台都选用上架式的设备；FC接口卡选用PCIE接口的板卡，支持双冗余通道、支持FC-AE-ASM协议；以太网交换机选用多口的千兆以太网交换机，满足多路调整数据的传输需求。

硬件平台特点如下：

a.硬件平台安装在38U机柜中，保留足够的空间以便模拟系统增加规模；

b.采用标准的工业控制计算机，预留多个常用接口，以便进行功能扩展；

c.硬件平台包含以太网交换机，以便进行多种仿真数据的接入。

2、如图2、图4所示，无线电导航识别模拟系统的模拟软件，由人机交互界面、业务功能模拟模块、系统管理模拟模块、数据模拟模块、场景模拟模块、以太网通信模块、FC通信模块组成。

人机交互界面使用QT开发环境下，C++语言进行开发，提供业务模拟、管理模拟、场景模拟、以太网通信、FC通信的显示控制交互手段，以便用户在缺少航电系统连接的条件下对无线电导航识别模拟器进行配置。

业务功能模拟使用C++语言开发，在有外部仿真器的条件下，根据以太网通信模块接收到的外部仿真机提供的外部仿真环境和业务数据进行相应的无线电导航识别系统的模拟，在缺少外部仿真器时，根据场景模拟模块提供的场景和数据模拟模块提供的业务数据进行相应的无线电导航识别系统的模拟，对无线电导航识别系统的模拟包括塔康、仪表着陆接收机、微波着陆接收机、无线电高度表、敌我识别应答、S模式应答机、空中防撞、自动相关监视接收机等导航识别监视的波形功能模拟，并通过FC通信模块传送给航电系统，对航电系统下发的指令进行响应。业务功能模拟模块使用基于事件响应的方式进行设计，模拟出各个波形对于外部数据的响应。

系统管理模拟使用C++语言开发，包括健康管理、射频管理的管理功能模拟，模拟出系统各个波形的健康状态和对各个波形的射频管理状态，可以通过交互界面进行配置，可以通过FC通信模块与航电系统进行交互。系统管理模拟模块使用基于有限状态机的方式进行设计，模拟出系统的各个健康状态和射频管理状态以及状态之间的切换。

数据模拟模块使用C++语言开发，主要模拟无线导航识别系统的业务数据，保证无线导航识别模拟系统在缺少外部仿真环境的条件下仍然能正常工作。模拟的数据包括：塔康地面站数据、仪表着陆地面台数据、微波着陆地面台数据、无线电高度数据、敌我识别询问数据、航管询问数据、空中防撞数据。数据模拟模块使用基于有限状态机的方式进行设计，模拟出系统的在不同的状态(即场景)下的业务数据。

场景模拟使用C++语言开发，功能包括：地上待命、起飞、巡航、作战、着陆5个场景，通过场景模拟可以为数据模拟提供场景条件，使数据模拟功能根据场景进行相应的业务数据的模拟生成。场景模拟模块使用基于有限状态机的方式进行设计，模拟出系统运行场景的转换。

以太网通信模块使用C++语言开发，实现模拟器与外部仿真环境之间的以太网通信。以太网通信模块使用UDP的方式进行通信，将现成的UDP的socket接口进行集成和封装。

FC通信模块使用C++语言开发，实现模拟器与航电系统之间的FC通信。FC通信模块使用虚拟链路的方式进行通信，将厂家提供的驱动接口进行集成和封装。

3、如图5所示，无线电导航识别模拟系统的运行流程为：

a.系统上电之后，运行模拟软件。通过人机交互界面开启无线电导航识别业务功能状态，配置业务功能。

b.在有外部仿真器的条件下，由业务功能模拟模块通过以太网通信模块接收外部仿真器提供的外部仿真环境和业务数据，并模拟无线电导航识别系统的相关波形，通过FC通信模块发送给航电系统。

c.在缺少外部仿真器的条件下，先由人机交互界面配置场景模拟参数和数据模拟参数，再由场景模拟模块和数据模拟模块进行场景模拟和业务数据模拟，然后由业务功能模拟模块进行相关的波形模拟，并通过FC通信模块发送给航电系统。

d.通过人机交互界面配置系统管理参数，由系统管理模拟模块模拟出系统各个波形的健康状态和对各个波形的射频管理状态，对业务功能模块的行为进行控制。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种无线电导航识别模拟系统，包含业务功能模拟模块、数据模拟模块、场景模拟模块和系统管理模拟模块，其特征在于：

所述场景模拟模块用于模拟无线电导航识别系统运行的场景，并将模拟的场景发送给数据模拟模块和业务模拟模块；

所述数据模拟模块用于结合场景模拟模块提供的场景模拟无线电导航识别模拟系统运行时需要的业务数据，并将业务数据发送给业务功能模拟模块；

所述业务功能模拟模块用于结合场景模拟模块提供的场景和数据模拟模块提供的业务数据模拟相应的无线电导航识别系统的波形应用；

所述系统管理模拟模块用于模拟出无线电导航识别系统各个波形的健康状态和对各个波形的射频管理状态，对业务功能模拟模块的行为进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种无线电导航识别模拟系统，其特征在于还包含以太网通信模块，所述以太网通信模块用于将外部仿真器输出的外部仿真环境和业务数据输出给业务功能模拟模块，所述业务功能模拟模块还用于在接收到以太网通信模块传输的外部仿真环境和业务数据模拟相应的无线电导航识别系统的波形。

3.根据权利要求1所述的一种无线电导航识别模拟系统，其特征在于还包含人机交互界面，人机交互界面用于供用户对各模块进行配置。

4.根据权利要求1所述的一种无线电导航识别模拟系统，其特征在于还包含FC通信模块，所述FC通信模块用于将业务功能模拟模块和系统管理模拟模块的输出输出给航电系统。

5.根据权利要求1所述的一种无线电导航识别模拟系统，其特征在于所述业务功能模拟模块模拟的波形包括塔康、仪表着陆接收机、微波着陆接收机、无线电高度表、敌我识别应答、S模式应答机、空中防撞和自动相关监视接收机输出的波形。

6.根据权利要求1所述的一种无线电导航识别模拟系统，其特征在于所述数据模拟模块模拟的业务数据包括塔康地面站数据、仪表着陆地面台数据、微波着陆地面台数据、无线电高度数据、敌我识别询问数据、航管询问数据和空中防撞数据。

7.根据权利要求1所述的一种无线电导航识别模拟系统，其特征在于所述场景模拟模块模拟的场景包含地上待命、起飞、巡航、作战和着陆。

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