CN112084630B - 一种d级飞行模拟训练设备鉴定测试方法及系统 - Google Patents

一种d级飞行模拟训练设备鉴定测试方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法及系统，该方法包括：针对波音提供的原始数据，进行数据处理和转换得到标准数据；利用标准数据，根据各测试项目配置文件定义的数据类型和数据种类，将测试指令和数据发送至模拟机主机数据包，获取模拟主机数据包实时计算返回的仿真数据，并据此生成测试报告。该系统包括：数据转换工具，用于针对波音提供的原始数据进行处理和转换，得到标准数据；QTG测试平台，用于利用标准数据，根据各测试项目配置文件定义的数据类型和数据种类，将测试指令和数据发送至模拟机主机数据包，并获取模拟主机数据包实时计算返回的仿真数据，生成测试报告。本发明填补了国内此领域的空白。

Description

一种D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法及系统
技术领域
本发明涉及D级飞行模拟机鉴定测试指南(Qualification Test Guide， QTG)系统研发和测试，尤其涉及一种D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法及其系统。
背景技术
近年来，随着航空制造业的高速发展和飞行训练的增加，国产飞行模拟设备的研制迎来了发展的新阶段，对飞行模拟设备鉴定测试指南(QTG) 系统的开发和应用需求在不断增加。
目前，国内缺少QTG系统开发技术平台和验证技术平台，无法实现对D 级飞行模拟机QTG系统研发和测试；且由于对模拟机相关规章标准验证的欠缺，不能实现对飞行模拟设备鉴定相关规章标准的测试和验证，以及对规章标准的修订提供客观的技术验证和数据支撑。缺少通用的飞行模拟设备QTG测试平台，进行飞行模拟设备规章标准的符合性验证。
目前，国外在飞行模拟机QTG系统研究方面技术比较成熟，有成熟的产品，但是其垄断核心技术，国产的民机飞行模拟机上无法直接应用国外的QTG技术和产品。国内在D级飞行模拟机QTG系统开发与应用存在空白，需不断提升QTG系统自主开发能力，以满足国产飞行模拟机的研制需求，以及为国产大飞机的研制和运行提供技术支撑。
发明内容
本发明提供一种D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法，包括：
S1、针对波音提供的原始数据，进行数据处理和转换，得到标准数据；
S2、利用所述标准数据，根据各测试项目配置文件定义的数据类型和数据种类，将测试指令和数据发送至模拟机主机数据包，并获取所述模拟主机数据包实时计算返回的仿真数据；
S3、将所述仿真数据在按照预定格式进行处理，生成测试报告。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S1中数据处理和转换具体包括：
将波音数据文件进行预处理，获取单一构型数据；
配置有效数据标识集合，将在所述有效数据标识集合的范围内的数据写入生成的标准数据文件中；
提取波音数据文件中的初始数据作为所述标准格式文件初始数据。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S1包括以下至少一项：
地面/起飞科目取模拟机中用于测试的机场跑道的位置数据作为测试的初始位置数据；
巡航科目初始化所用的初始经纬度取测试机场跑道的经纬度，初始高度采用波音数据文件中的初始高度；
进近着陆科目的初始位置数据根据测试科目构型中初始位置与测试机场跑道之间的相对位置关系计算获得；
针对不同情况对原始数据中的风数据进行实时转换处理：
若机身坐标的机头朝向风vmw和垂直机身风vcw，则计算机身坐标下的风速和风向；并将所述风向转换到大地坐标的风向；
若大地坐标的东向风vew和北向风vnw，则计算原大地坐标下的风速和风向；并将原大地坐标下的风向转换到原机身坐标下的风向，将所述原机身坐标下的风向转换到大地坐标下的风向。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S2具体包括：
加载测试文件，进行初始化配置；
模拟机主机数据包进入配平阶段，将飞机各系统设置到参数指定的状态并向OTG平台返回配平状态；
进入测试运行状态，测试完成后，进行测试数据结果的处理。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中，所述QTG平台发送给所述模拟机主机数据包的数据包括消息数据和反驱数据。
本发明提供一种D级飞行模拟训练设备鉴定测试系统，包括：
数据转换工具，用于针对波音提供的原始数据，进行数据处理和转换，得到标准数据；
QTG测试平台，用于利用所述标准数据，根据各测试项目配置文件定义的数据类型和数据种类，将测试指令和数据发送至模拟机主机数据包，并获取所述模拟主机数据包实时计算返回的仿真数据；
所述QTG测试平台还用于将所述仿真数据在按照预定格式进行处理，生成测试报告。
在本发明的一个实施例中，所述数据转换工具用于实现以下至少一项：
地面/起飞科目取模拟机中用于测试的机场跑道的位置数据作为测试的初始位置数据；
巡航科目初始化所用的初始经纬度取测试机场跑道的经纬度，初始高度采用波音数据文件中的初始高度；
进近着陆科目的初始位置数据根据测试科目构型中初始位置与测试机场跑道之间的相对位置关系计算获得；
针对不同情况对原始数据中的风数据进行实时转换处理：
若机身坐标的机头朝向风vmw和垂直机身风vcw，则计算机身坐标下的风速和风向；并将所述风向转换到大地坐标的风向；
若大地坐标的东向风vew和北向风vnw，则计算原大地坐标下的风速和风向；并将原大地坐标下的风向转换到原机身坐标下的风向，将所述原机身坐标下的风向转换到大地坐标下的风向。
在本发明的一个实施例中，所述QTG测试平台通过Binary通信接口，将指令和数据发送至所述模拟机主机数据包。
在本发明的一个实施例中，所述QTG测试平台用于：
加载测试文件，进行初始化配置；接收模拟机主机数据包返回的配平状态；进入测试运行状态，测试完成后，进行测试数据结果的处理。
本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行的至少一个程序，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行上述D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法中的步骤。
本发明提供了一种D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法及系统，填补了国内此领域的空白。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
图1为本发明实施例的D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法的流程示意图。
图2为本发明实施例的标准数据转换示意图。
图3为本发明实施例的QTG测试平台工作流程。
图4为本发明实施例的QTG测试平台架构示意图。
图5为本发明实施例的QTG软件接口通讯原理的结构示意图。
图6为本发明实施例的飞机性能与操纵系统测试的流程示意图。
图7为本发明实施例的飞机性能与操纵系统测试处理流程图。
图8为本发明实施例的D级飞行模拟训练设备鉴定测试系统的结构示意图。
图9为本发明实施例的D级飞行模拟训练设备鉴定测试系统的数据分布图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法，包括步骤：
S1、针对波音提供的原始数据，进行数据处理和转换，得到标准数据；
各个测试科目需要处理的数据，包含原始的初始化数据，试飞参考数据以及模拟机运行得到的实时仿真数据。程序运行时，不可避免地需要对这些数据进行读写，为了便于实现读写，需要设计标准的数据文件格式，按照格式对这些原始数据进行处理，得到标准格式的数据文件，以方便地实现对数据的读写以及对仿真数据的校验。
本实施例中，利用自主设计、研发的数据处理软件对波音的原始数据进行处理和校验，从而得到具有自定义标准格式的数据，即标准数据，标准数据包含了试飞数据、初始化数据以及验证数据。
S2、利用所述标准数据，根据各测试项目配置文件定义的数据类型和数据种类，将测试指令和数据发送至模拟机主机数据包，并获取所述模拟主机数据包实时计算返回的仿真数据；
本步骤中，QTG测试平台利用整理好的标准数据，根据各测试项目配置文件定义的数据类型和数据种类，读取试飞和初始化数据，通过Binary 通信接口，将指令和数据发送至模拟机主机数据包，进行计算，从而得到仿真数据，仿真数据包括实时性能数据和操纵系统数据。
S3、将所述仿真数据在按照预定格式进行处理，生成测试报告。
测试报告可以以图形实时显示。更具体地，结合标准和规范以及容差的要求，定义标准QTG测试报告模板，就可以生成QTG测试报告。
在步骤S1中，针对波音数据的处理，需要按照标准格式进行转换，这种转换，必须将源数据文件进行解析，提取出文件中的关键字、有效变量以及对应数据，再保存为定义的标准数据文件。
请同时参照图2，在步骤S1中，需要对波音原始数据进行解析、读取、抽取数据文件中的有效信息，进行裁剪，转换为有效数据，写入定义的标准数据文件，以供后续应用。更具体地，包括以下几个方面：
1)波音数据包数据格式分析
波音数据包提供的数据文件格式为.asc格式，该文件为ASCII码文本格式，用文本编辑工具可以打开阅读。该文件格式采用“区段块”描述的方式，从头到尾，主要分段为：
(1)版权及信息声明区
(2)构型数据1区
a)初始条件描述段
b)图表信息说明段
c)数据段
·数据块1
·数据块2
·……
(3)构型数据2区
a)初始条件描述段
b)图表信息说明段
c)数据段
·数据块1
·数据块2
·……
(4)……
其中需要提取转换数据集中在数据段。有效数据段以“ARRAYS”作为起始行，以“*EOF”结束行，在起始行与结束行之间每个数据块由一个数据唯一标识标签作为开始，一般每行包含9个数据(末行除外)，在同一个构型数据区内，每个数据块包含的数据个数都是相同的。波音提供的原始数据格式如下所示：
ARRAYS
time
00.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16
0.18 0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.3 0.32 0.34
0.36 0.38 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 0.52
0.54 0.56 0.58 0.6 0.62 0.64 0.66 0.68 0.7
0.72 0.74 0.76 0.78 0.8 0.82 0.84 0.86 0.88
0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 1 1.02 1.04 1.06
1.08 1.1 1.12 1.14 1.16 1.18 1.2 1.22 1.24
1.26 1.28 1.3 1.32 1.34 1.36 1.38 1.4 1.42
1.44 1.46 1.48 1.5 1.52 1.54 1.56 1.58 1.6
1.62 1.64 1.66 1.68 1.7 1.72 1.74 1.76 1.78
1.8 1.82 1.84 1.86 1.88 1.9 1.92 1.94 1.96
1.98 2 2.02 2.04 2.06 2.08 2.1 2.12 2.14
2.16 2.18 2.2 2.22 2.24 2.26 2.28 2.3 2.32
2.34 2.36 2.38 2.4 2.42 2.44 2.46 2.48 2.5
2.52 2.54 2.56 2.58 2.6 2.62 2.64 2.66 2.68
……
tiller
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2
3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5
5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8
7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 8.6
8.8 9 9.2 9.4 9.6 9.8 10 10.2 10.4
10.6 10.8 11 11.2 11.4 11.6 11.8 12 12.2
12.4 12.6 12.8 13 13.2 13.4 13.6 13.8 14
14.2 14.4 14.6 14.8 15 15.2 15.4 15.6 15.8
16 16.2 16.4 16.6 16.8 17 17.2 17.4 17.6
……
*EOF
2)QTG测试平台的标准数据格式
为进行数据格式转换，需定义QTG测试平台的标准数据格式，它采用更加直观简单的格式，由数据标识区和数据区构成。数据标识区位于文件第一行，由数据唯一标识标签构成，数据标签之间用空格隔开；数据区在数据标识区之后，由与数据标签相对应的数据值构成，数据值之间用空格隔开，纵向与数据标签对齐，每一行数据表示一帧数据，表示在同一时刻各个数据的值。数据行一般按照时间先后顺序进行排列，所以每个数据文件都有一个时间数据列(time)。标准数据文件格式如下所示：
3)数据处理转换过程
从波音数据包数据格式转换到QTG测试平台的标准数据格式，可以利用波音数据转换工具来实现。需要说明的是，上述波音数据转换工具是本发明为实现原始数据到标准数据的转换而设计的软件。通过应用本部分所述的标准数据格式定义、原始数据文件的预处理、时间数据对齐、经纬度和高度转换处理、风速风向数据的转换，可以实现原始数据到标准格式数据的转换，为后续数据应用打下基础。
数据处理和转换主要包括以下几个步骤(即上述波音数据转换工具主要用于实现以下几个步骤)：
3.1原始数据文件预处理
由于波音数据文件可能具有多个构型的数据，为了简化转换处理流程，需要对包含多个构型数据的文件进行人工预处理，形成具有单一构型数据的多个文件，预处理后的单一构型数据包含：
(1)版权及信息声明区
(2)构型数据1区
a)初始条件描述段
b)图表信息说明段
c)数据段
·数据块1
·数据块2
3.2 QTG测试平台标准格式数据转换生成
波音数据文件中不是所有数据块的数据都是QTG系统所需要的(无论是用作数据对比还是用作数据反驱)，在转换的时候需要配置有效数据标识集合，在进行数据段遍历的时候只有当数据块的数据标识在有效数据标识集合的范围内才将该数据块的数据写入生成的标准数据文件中。
3.3提取初始数据作为标准格式文件初始数据
在波音数据文件的初始条件描述段中对该构型下的初始条件进行了描述，对应变量的值与数据段中的相应数据块的第一帧数据一致，可以提取初始条件描述段或者数据块的第一帧数据作为初始化数据文件的数据。
经过以上处理，可以得到处理后的标准格式数据文件，实现了波音原始数据的处理和转换。
4)数据处理转换中需要特别处理的问题
4.a关于时间对齐的处理
时间数据是每个数据文件的关键数据。在波音数据包文件中，一般都有时间数据块，其时间数据大部分都比较规则，一般都为从0时刻开始，按照规定步长递增的数据，而且步长一般为0.005秒或者0.005秒的整数倍，这个特点与波音Binary计算机0.005秒的迭代步长是一致的。这类规则的时间数据直接读取并转换即可。
在规则数据之外，存在1种特殊情况，首帧时间为非0，步长符合规律，即步长为0.005整数倍。对于这种情况，在进行数据转换的过程中，将所有时间数据减去第一帧时间数据的值即可。
4.b经纬度和高度转换处理
初始经纬度和高度数据(以下统称初始位置数据)主要用于将飞机设置到初始位置后进行测试飞行。由于波音数据包中的位置数据来源于试飞数据的空域，与模拟机中用于测试的机场存在差异，所以需要对初始位置数据进行特殊处理。针对测试科目与机场的相关紧密程度，分为地面/起飞科目、巡航科目、进近着陆科目三类。
第一类：地面/起飞科目。地面/起飞科目取模拟机中用于测试的机场跑道的位置数据作为测试的初始位置数据。
第二类：巡航科目。巡航科目初始化所用的初始经纬度取测试机场跑道的经纬度，初始高度采用波音数据文件中的初始高度。
第三类：进近着陆科目。进近着陆科目的初始位置数据根据测试科目构型中初始位置与测试机场跑道之间的相对位置关系计算获得，使得从初始位置开始测试飞行，飞机能够在模拟机中的测试机场顺利近进着陆。相对位置关系分为两类，一类是下滑角和相对高度共同构成的相对位置；另一类是跑道坐标系XY和相对高度共同构成的相对关系。输入跑道参考点的数据(经纬度、高度、航向)和相对位置关系数据，计算获得初始位置数据。
4.c风速风向数据的转换
在波音数据文件中，风的数据分为两种形式，第一种是机身坐标的机头朝向风vmw和垂直机身风vcw，第二种是大地坐标的东向风vew和北向风vnw。在波音Binary接口需要的是模拟机仿真环境中的东向风和北向风。在进行环境数据反驱(Backdrive)的过程中，波音Binary计算机的反驱接口需要的是大地坐标下相对正北方向的风速和风向，所以需要将波音数据文件中的风数据针对不同情况进行实时转换处理：
第一种机身坐标的机头朝向风vmw和垂直机身风vcw。分两步进行转换计算：
1.1、计算机身坐标下的风速和风向；
1.2、将1.1中计算的风向转换到大地坐标的风向。
1.1中计算的风速和1.2中计算的风向构成了发送给波音Binary计算机的风速风向反驱数据。
第二种大地坐标的东向风vew和北向风vnw。分三步进行转换计算：
2.1、计算原大地坐标下的风速和风向；
2.2、将2.1中计算的原大地坐标风向转换到原机身坐标下的风向
2.3、将2.2中计算的原机身坐标下的风向转换到大地坐标下的风向
2.1中计算的风速和2.3中计算的风向构成了发送给波音Binary计算机的风速风向反驱数据。
在步骤S2中，QTG测试平台与模拟机主机的接口连通，QTG测试平台可以驱动模拟机主机对QTG各测试阶段进行响应。要实现QTG测试功能，QTG软件必须能够驱动模拟机按照指令进入空闲、初始化设置、配平、冻结、测试运行、数据处理等这些阶段，在每个阶段，模拟机主机需要对程序进行响应，并按照程序进行实时解算，同时返回实时仿真数据给QTG 软件客户端。通过此流程，能够实现QTG软件驱动模拟机数据包运行，请参照图3，上述工作具体处理流程简单描述如下：
201、首先设置系统进入测试模式，系统进入测试模式后，程序将按测试的不同阶段对主机进行设置，驱动主机进行各阶段的响应和计算。
202、设置初始测试阶段，即进入IDLE阶段,可以进行飞机重定位相关工作，此时系统进入准备测试状态。准备结束后，系统返回IDLE状态给 QTG程序。
203、测试模式设置为TRUE，加载测试文件。
204、设置测试阶段进入IC_SETUP，开始初始化配置，设置飞机总重、燃油等各系统的初始状态参数。
205、设置测试进入配平阶段，将飞机各系统设置到参数指定的状态，将各个控制面、发动机油门、各手柄等硬件设备设置到相应的位置。一般采用纵向配平方式，配平结束后，系统返回配平状态给QTG程序。
206、配平完成后，设置测试阶段进入FREEZE状态，并准备开始测试。如果是人工测试，需要在这个阶段设置驾驶舱里的控制开关与 IC_SETUP阶段中设置的初始条件一致。完成后，系统返回FREEZE状态给QTG程序。
207、测试准备好后，设置测试阶段进入RUN，即进入测试运行状态。在测试运行过程中，需要实时更新TestBackdriveCommand、 MotionQtgParameters和SetEnvironment这几个控制量，这些控制数据利用参考数据进行反驱主机，此时系统返回RUN状态给QTG程序。
208、测试完成后，设置测试阶段进入POST_PROCESSING，以停止测试，并进行测试数据结果的处理。此时系统返回POST_PROCESSING状态给QTG程序。
209、进一步设置测试阶段进入IDLE，即进入下一个测试项。飞机性能与操纵系统的测试，可以按照上述的测试工作流程进行测试，QTG测试平台驱动模拟机按照指令进入空闲、初始化设置、配平、冻结、测试运行、数据处理等这些阶段。在每个阶段，模拟机主机需要对程序进行响应，并按照程序进行实时解算，同时返回实时仿真数据给QTG软件客户端。
具体实施时，步骤S2由QTG测试平台执行，请同时参照图4、图5， QTG测试平台包含QTG图形用户界面软件QTG GUI和QTG主机端服务软件QTG Server。QTG GUI主要用于QTG测试的操作、控制及测试结果显示，是QTG软件的人机交互工具，独立于飞行模拟机主控计算机运行。 QTG Server主要用于QTG GUI和飞行模拟机主控计算机之间的数据交互以及测试控制，对参考数据的读写、通信、系统初始化等工作进行管理，并实现对多个测试项目的管理和调度，一般运行于主控计算机中。QTG Server是一个配合QTG GUI使用的标准通用软件模块，实现仿真模型和QTG GUI 之间的数据交互和管理，使得各系统仿真模型软件不用关心输入变量来自接口设备还是试飞输入数据，QTG Server对这些数据进行统一管理输出。
模拟机主机包括TDM仿真主机及仿真软件计算机(Simulation Binary HostComputer)。QTG与TDM仿真主机通过UDP协议通讯，TDM仿真主机与仿真软件计算机通过TCP/UDP协议通讯。
仿真软件计算机中运行Boeing提供的Binary仿真软件，包括飞行、飞控、动力、燃油、液压、电源、起落架、自动驾驶等软件模块，也包括与 TDM仿真主机通讯的TDM I/O接口软件模块。
TDM仿真主机运行模拟器制造商的相关软件，主要是模拟机仿真环境软件模块、航电仿真软件和各个分系统的接口转换软件模块，其中也包括 Binary Interface接口转换软件模块。TDM I/O、Binary Interface和QTG Server都是基于TCP/UDP Socket套接字进行通讯，其中TCP传递一次性的指令数据，UDP传递周期更新的数据。QTG Server与QTG GUI是基于UDP Socket套接字进行通讯。
上述各个软件模块之间的通讯的架构和通讯数据格式如图5所示。从 QTG GUI软件选择测试科目和测试模式开始启动测试过程，到Binary仿真软件接收到测试初始化数据和反驱数据进行仿真计算输出结果，最后计算结果输出到QTG GUI软件进行曲线绘制、结果对比和数据保存。
需要说明的是，由于Binary仿真软件是现有技术，是数据包制造商提供的，因此，Binary Interface接口的调试是有困难的，需要大量调试和试错才能实现。采用如图5所示的通讯的架构和通讯数据格式可以大大降低调试难度。
以飞机性能与操纵系统测试为例，首先进入测试模式，发送测试指令驱动TDM和数据包进入测试状态，读取初始化数据，发送给数据包，之后进入运行状态，读取返驱数据发送给数据包，驱动模拟机运算，之后返回数据。
更具体地，如图6所示，包括步骤：
211、QTG GUI将接收到测试科目、测试模式、测试执行指令发送给 QTG Server；
212、QTG Server获取QTG Server格式的握手指令、状态、初始化数据以及反驱数据并发送至Binary Interface；
213、Binary Interface将TDM I/O格式的初始化数据、指令和反驱数据发送至TDMI/O；
214、TDM I/O将TDM I/O格式的初始化数据、指令和反驱数据进行内部数据格式转换并将TDM I/O格式的仿真计算结果数据发送至Binary Interface；
215、Binary Interface将TDM I/O格式的仿真计算结果数据转换为QTG 格式的仿真计算结果数据发送给QTG Server；
216、QTG Server将QTG格式的仿真计算结果数据发送给QTG GUI。
以对飞机性能与操纵系统测试为例，请参照图7，具体包括：
220、通过QTG GUI选择的测试模式(自动/人工)和测试科目，执行开始测试；
221、QTG Server发送测试开始指令，驱动TDM和Binary仿真主机进入测试模式状态，并读取科目初始化数据，在测试初始化阶段发送给Binary Interface；读取科目反驱数据，在测试正式运行阶段按照时间顺序发送给 Binary Interface；在测试结束时向BinaryInterface发送测试结束指令。
222、Binary Interface将接收到的QTG Server的测试指令、测试初始化数据、测试反驱数据按照TDM I/O的格式进行重新打包，并发送给TDM I/O；
223、TDM I/O将接收到的Binary Interface的测试指令、测试初始化数据、测试反驱数据进行内部数据转换，驱动Binary仿真主机中各个分系统进行测试模式计算；
224、Binary仿真主机中各个分系统软件计算的结果按照TDM I/O格式打包，发送给Binary Interface；
225、Binary Interface接收TDM I/O发送来的计算结果，按照QTG Server 的数据格式发送给QTG Server；
226、QTG Server接收Binay Interface发送来的计算结果，按照QTG GUI 的数据格式打包发送给QTG GUI；
227、QTG GUI读取当前科目的参考数据进行曲线绘制，根据各数据项的容差绘制容差曲线，接收QTG Server发送来的计算结果实时绘制曲线；测试结束后进行将本次测试的结果数据保存留档。
QTG Server发送给Binary Interface的数据分为两类，一类是QTG测试指令消息和初始化状态设置消息数据(以下统称“消息数据”)，第二类是环境驱动数据和以驾驶杆、驾驶盘、方向舵、起落架手柄等为代表的反驱数据(以下统称“反驱数据”)。
消息数据包括测试模式转换指令数据和初始化设置指令数据，此类数据在测试发起阶段和测试结束阶段才进行发送，采用连接的TCP通讯方式，保证数据的安全性和完整性。消息数据主要数据内容如下表所示：
反驱数据包括环境驱动数据和座舱设备反驱数据，采用UDP通讯方式，用于代替正常的环境数据计算和座舱设备接口输入，还原飞机数据包中鉴定参考数据采集过程中的环境数据变化过程和座舱设备的操作过程。反驱数据的主要数据内容如下表所示：
Binary Interface发送给QTG Server的通讯数据是Binary仿真主机发送出来的仿真计算结果。最终这些数据发送到QTG GUI进行数据曲线绘制和保存，并与参考曲线进行对比，生成鉴定测试结果。QTG Interface发送给 QTG Server的主要数据如下所示：
步骤S3中，QTG测试报告以文本的形式，便于浏览、保存和打印。 QTG测试报告的生成工作中，必将涵盖几方面的研究内容，在具体实施时：
1)根据相关规章，首先确定测试项目的范围和数量，以及每个测试项下面，多种构型或多种条件下，按最低要求，可完成的测试项。
2)确定测试报告中的关键信息，这包括：测试目标、说明、容差、初始参数、参考文献、人工和自动测试的程序等。
3)QTG测试说明文件的模板格式制定。
4)确定QTG测试报告中的所有输入参数，确定驱动的参数以及必须被记录的仿真参数。
5)完成每个QTG测试项目用户界面结果参数的配置工作，包含参数横纵坐标名称的配置、取值最小/最大值的配置，刻度值的配置以及与波音接口文件提供的接口参数的对应。
6)QTG测试结果的生成、存储和打印。
如图8、图9所示，本发明提供一种D级飞行模拟训练设备鉴定测试系统，在局域网络中，利用网络通信机制将QTG测试平台10、模拟机主机数据包20、数据库30、教员台40组成一个实时的网络测试环境，测试人员在教员台的QTG图形用户界面进行测试配置的调整以及测试命令的发送，测试指令和数据通过网络发送到模拟机主机数据包，主机进行配平并解算后，返回实时结果，同时将运算数据存入数据库系统进行保存。操作人员可以通过用户界面浏览实时仿真数据，测试完成，也可通过打印机50 完成QTG测试报告的打印。同时，QTG的测试操作，也可以在模拟机机房的QTG管理平台来实现。
通过主机接口，QTG测试平台可向模拟机主机20发送指令和数据，驱动模拟机进行QTG测试项的响应和实时计算，同时通过接口获取仿真数据进行后处理。具体实施时，根据测试人员制定的测试项目，利用整理好的标准数据，根据各测试项目配置文件定义的数据类型和数据种类，读取试飞和初始化数据，通过Binary通信接口，将指令和数据发送至模拟机主机数据包，进行计算，从而得到实时性能数据和操纵系统数据，再按照预定格式对其进行处理和格式转换，保存为标准的数据表，并以图形实时显示。
由于针对波音提供的原始数据，需要进行数据处理和转换，得到标准数据，因此，该系统包括数据转换工具，用于实现上述步骤S1，在此不再赘述。
QTG测试平台10包含QTG图形用户界面软件QTG GUI和QTG主机端服务软件QTGServer。QTG计算机与TDM主机通过UDP协议通讯，TDM 主机与仿真软件计算机(SimulationBinary Host Computer)通过TCP/UDP 协议通讯。QTG GUI是QTG系统的用户界面，它实现人机交互功能，用于发送测试指令给模拟机，并得到模拟机的实时仿真数据，将这些仿真数据以图形、文字、曲线等形式进行展示，可以实现文字编辑、图形显示、文件打印功能。同时，用户界面还具有测试文件的浏览、查看、删除等管理功能。QTG测试平台QTG SERVER是QTG的测试管理程序，它的功能是对参考数据的读写、数据格式转换、通信、系统初始化等工作进行管理，并实现对多个测试项目的管理和调度。
QTG测试平台可用于实现上述步骤S2、S3，在此不再赘述。
本发明依据民航局CCAR-60部的标准，对D级模拟机的各系统性能进行全方位的客观测试，并给出测试结果，包括自动测试和人工测试过程。能应用于国产B737-800全动飞行模拟机研制开发，实现D级飞行模拟机 QTG系统的国产化，填补国内此领域研究与应用的空白。
本发明解决飞行模拟设备QTG系统开发关键技术，通过积累核心技术，提升飞行模拟设备研发技术能力。可应用于飞行模拟设备规章标准修订、新标准制定的验证平台，以及飞行模拟设备规章标准的符合性验证平台；可应用于民机设计研发过程中的飞机性能评估，以及飞行模拟设备研制过程中的数据包设计研发和测试验证。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (7)

1.一种D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法，其特征在于，包括：
S1、针对波音提供的原始数据，进行数据处理和转换，得到标准数据；
S2、利用所述标准数据，根据各测试项目配置文件定义的数据类型和数据种类，将测试指令和数据发送至模拟机主机数据包，并获取所述模拟主机数据包实时计算返回的仿真数据；
S3、将所述仿真数据在按照预定格式进行处理，生成测试报告；
所述步骤S1包括以下至少一项：
地面/起飞科目取模拟机中用于测试的机场跑道的位置数据作为测试的初始位置数据；
巡航科目初始化所用的初始经纬度取测试机场跑道的经纬度，初始高度采用波音数据文件中的初始高度；
进近着陆科目的初始位置数据根据测试科目构型中初始位置与测试机场跑道之间的相对位置关系计算获得；
针对不同情况对原始数据中的风数据进行实时转换处理：
若机身坐标的机头朝向风vmw和垂直机身风vcw，则计算机身坐标下的风速和风向；并将所述风向转换到大地坐标的风向；
若大地坐标的东向风vew和北向风vnw，则计算原大地坐标下的风速和风向；并将原大地坐标下的风向转换到原机身坐标下的风向，将所述原机身坐标下的风向转换到大地坐标下的风向；
所述步骤S2具体包括：
加载测试文件，进行初始化配置；
模拟机主机数据包进入配平阶段，将飞机各系统设置到参数指定的状态并向QTG平台返回配平状态；
进入测试运行状态，测试完成后，进行测试数据结果的处理。
2.根据权利要求1所述D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法，其特征在于，所述步骤S1中数据处理和转换具体包括：
将波音数据文件进行预处理，获取单一构型数据；
配置有效数据标识集合，将在所述有效数据标识集合的范围内的数据写入生成的标准数据文件中；
提取波音数据文件中的初始数据作为所述标准格式文件初始数据。
3.根据权利要求2所述D级飞行模拟训练设备鉴定测试方法，所述步骤S2中，所述QTG平台发送给所述模拟机主机数据包的数据包括消息数据和反驱数据。
4.一种D级飞行模拟训练设备鉴定测试系统，其特征在于，包括：
数据转换工具，用于针对波音提供的原始数据，进行数据处理和转换，得到标准数据；
QTG测试平台，用于利用所述标准数据，根据各测试项目配置文件定义的数据类型和数据种类，将测试指令和数据发送至模拟机主机数据包，并获取所述模拟主机数据包实时计算返回的仿真数据；
所述QTG测试平台还用于将所述仿真数据在按照预定格式进行处理，生成测试报告；
所述数据转换工具用于实现以下至少一项：
地面/起飞科目取模拟机中用于测试的机场跑道的位置数据作为测试的初始位置数据；
巡航科目初始化所用的初始经纬度取测试机场跑道的经纬度，初始高度采用波音数据文件中的初始高度；
进近着陆科目的初始位置数据根据测试科目构型中初始位置与测试机场跑道之间的相对位置关系计算获得；
针对不同情况对原始数据中的风数据进行实时转换处理：
若机身坐标的机头朝向风vmw和垂直机身风vcw，则计算机身坐标下的风速和风向；并将所述风向转换到大地坐标的风向；
若大地坐标的东向风vew和北向风vnw，则计算原大地坐标下的风速和风向；并将原大地坐标下的风向转换到原机身坐标下的风向，将所述原机身坐标下的风向转换到大地坐标下的风向。
5.根据权利要求4所述D级飞行模拟训练设备鉴定测试系统，其特征在于，所述QTG测试平台通过Binary通信接口，将指令和数据发送至所述模拟机主机数据包。
6.根据权利要求5所述D级飞行模拟训练设备鉴定测试系统，其特征在于，所述QTG测试平台用于：
加载测试文件，进行初始化配置；接收模拟机主机数据包返回的配平状态；进入测试运行状态，测试完成后，进行测试数据结果的处理。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行的至少一个程序，其特征在于，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行上述权利要求1～3任一项所述的方法中的步骤。
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