CN113158439A - 一种用于通信导航系统测试的仿真系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于通信导航系统测试的仿真系统，包括：控制单元、激励单元、总线单元、电源单元和配线单元；控制单元通过总线单元连接激励单元和配线单元，控制激励单元产生激励信号，以及控制总线接口单元产生仿真信号；电源单元连接控制单元，控制单元安装有通信导航系统测试仿真环境软件。本发明实施例提供的仿真系统，测试仿真环境采用模块化设计，由计算机通过测试软件控制射频信号激励、总线接口板和离散量接口板等硬件资源，实现对机载通信导航系统功能和性能的测试。具备自动化程度高、适应能力强等优点，同时，能通过软硬件动态配置技术，满足在机载设备型号和接口定义发生变化时，适应测试需求变化的能力。

Description

一种用于通信导航系统测试的仿真系统

技术领域

本发明属于仿真测试技术领域，具体涉及一种用于通信导航系统测试的仿真系统。

背景技术

机载通信导航系统是飞机与地面指挥控制中心进行通话、在飞行过程中为飞机提供飞行 指引的重要设备，为保障通信导航系统的功能和性能，需要专用的通信导航系统测试仿真环 境在装机之前对通信导航系统的功能和性能进行验证。现有技术中的仿真系统自动化程度不 高，适应性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于通信导航系统测试的仿真系统，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于通信导航系统测试的仿真系统，包括：控制单元、激励单元、总线单元、电源 单元和配线单元；

所述控制单元通过总线单元连接所述激励单元和配线单元，控制所述激励单元产生激励 信号，以及控制所述总线接口单元产生仿真信号；所述电源单元分别连接所述控制单元和配 线单元，所述控制单元安装有通信导航系统测试仿真环境软件。

进一步的，所述通信导航系统测试仿真环境软件包括：

自检模块，用于在仿真测试前对仿真系统进行通信检测，确保通信正常；

配线配电模块，用于仿真系统内配线和配电切换控制、配线的设置，并保存当前配线的 配置信息，显示所有配线通道的状态；

综合激励模块，用于仿真各种激励设备，通过显示、配置功能完成射频信号的参数配置， 通过激励设备完成射频信号的发送；

综合仿真模块，用于配置需要仿真的总线数据内容、仿真需要仿真的数据；

状态监控模块，用于监控激励设备中射频信号的数据，完成数据格式的转换和显示；

波形测试模块，用于完成L波段综合系统设备专项仿真与监控功能，仿真发送激励数据， 并采集、显示当前测试设备的数据内容；

实验测试模块，用于通过相应的测试界面，对模拟量数据进行设置，并按照用户设置的 参数内容控制总线单元，实现模拟量数据的测试功能。

进一步的，所述自检模块具体用于：根据仿真系统中需要自检的设备的名称，从数据库 调用通信自检指令发送至各个设备，根据返回数据信息判定当前设备是否在线。

进一步的，所述配线配电模块用于：

显示所有配线通道的状态；按照单路信号、多路信号、设备、系统为粒度进行真件/仿 真件切换；按设备或通道进行配线状态切换，配线状态为：真件、仿真件或开路；对L波段综合系统的配线和配电相关参数进行配置，配置各个设备作为真件或仿真件；控制各个设备 的各通道状态是接通或闭合，以及当前设备的供电状态设置；保存配电配线真件与仿真件的 选取、测试指令、测试参数，保存单路信号、多路信号、设备、系统、电源控制配电配线状 态；将配线配电的驱动指令进行封装，发送配线配电控制指令，实现真件与仿真件的切换及 电源的分配。

进一步的，所述综合激励模块具体用于：L波段综合系统激励、高频通信系统激励、甚 高频通信系统激励、综合无线电导航系统激励、无线电高度表系统激励。

进一步的，所述综合仿真模块具体用于：L波段综合系统数据仿真、卫星通信系统数据 仿真、综合自动调谐系统数据仿真、无线电高度表系统数据仿真、422总线数据仿真、离散 量数据仿真。

进一步的，所述状态监控模块，按照功能分为激励信号监控、总线仿真信号监控；总线 仿真信号监控包括：429总线仿真信号监控、422总线仿真信号监控、离散量仿真信号监控。

进一步的，所述波形测试模块，具体分为激励与仿真两部分；激励部分是用于通过激励 器发送距波形激励信号、空中交通管制波形激励信号、ADS-B OUT波形激励信号的配置单 元，并将不同波形的激励信号配置数据保存入数据库供使用；仿真部分是用于仿真L波段中 的429总线信号、422总线信号、离散量信号，根据总线ICD的数据协议，配置本单元的ICD 仿真数据。

进一步的，还包括计量模块，所述计量模块，具体用于：读取数据库中的各通道分配情 况，显示在界面中；将需要发送的数据从指定通道发出，在另一指定通道通过数据驱动控制 模块采集数据，显示在界面中，对比发送与接收的数据，判定计量是否正确。

进一步的，还包括ICD管理模块，所述ICD管理模块具体用于：离散量、模拟量和总线等信号的管理；按照ICD在数据库中的结构，对ICD数据进行解包或组包；对ICD数据 进行导入导出；对ICD管理软件进行控制。

本发明的有益效果如下：

本发明实施例提供的仿真系统，测试仿真环境采用模块化设计，由计算机通过测试软件 控制射频信号激励、总线接口板和离散量接口板等硬件资源，实现对机载通信导航系统功能 和性能的测试。具备自动化程度高、适应能力强等优点，同时，能通过软硬件动态配置技术， 满足在机载设备型号和接口定义发生变化时，适应测试需求变化的能力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中测试仿真环境软件框图。

图2为本发明实施例中自检功能原理框图。

图3为本发明实施例中自检流程图。

图4为本发明实施例中配线配电功能原理框图。

图5为本发明实施例中综合激励功能原理框图。

图6为本发明实施例中L波段综合系统激励模块原理框图。

图7为本发明实施例中综合仿真功能原理框图。

图8为本发明实施例中状态监控功能原理框图。

图9为本发明实施例中激励信号监控模块原理框图。

图10为本发明实施例中总线429仿真信号监控模块原理框图。

图11为本发明实施例中数据故障诊断模块原理框图。

图12为本发明实施例中离散量仿真信号监控模块原理框图。

图13为本发明实施例中波形测试功能原理框图。

图14为本发明实施例中L波段综合系统激励模块原理框图。

图15为本发明实施例中L波段综合系统仿真模块原理框图。

图16为本发明实施例中计量功能模块原理框图。

图17为本发明实施例中ICD管理功能模块组成图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明， 本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本 发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方 式。

本发明实施例提供了一种用于通信导航系统测试的仿真系统，用于AG600通信导航系统 的仿真测试，包括控制单元、激励单元、总线单元、电源单元、配线单元、接口单元、测试 电缆和通信导航系统测试仿真环境软件。

控制单元由1台工业控制计算机、显示器和键鼠套件组成，显示器和键鼠套件连接该工 业控制计算机；激励单元由ATC-5000NG，ALT-8000、IFR-4000和CMA180等射频信号激励器组成；总线单元由以太网交换机、ARINC429总线板、RS422总线板、离散量板组成； 电源单元由DC28V直流电源、UPS电源和电源分配箱等组成；配线单元由ARICN429配 线箱、离散量/RS422配线箱组成；接口单元由接口面板和连接电缆组成，主要用于通过测试 电缆连接通信导航系统中的设备。

工业控制计算机通过以太网交换机连接激励单元中的ATC-5000NG，ALT-8000、IFR-4000和CMA180等射频信号激励器，工业控制计算机通过RS422总线板连接RS422配 线箱，通过离散量板连接离散量配线箱，通过ARINC429总线板连接ARICN429配线箱。 DC28V直流电源为通信导航系统中的设备提供独立可控制的电源通道。UPS电源为工业控 制计算机和ARICN429配线箱、离散量/RS422配线箱等提供AC220V电源。

如图1所示，工业控制计算机上安装有通信导航系统测试仿真环境软件，该软件通过以 太网交换机控制激励单元和配线单元，为被测设备提供工作电源、射频激励信号和总线信号， 实现对被测设备的功能和性能测试。测试仿真环境软件包括：

自检模块：主要在系统运行前对系统各个模块进行检测，保证系统能够正常运行。

配线配电模块：主要完成相应的配线配电管理，完成整个系统的配线和配电切换控制； 该功能的配线的设置，能够保存当前配置信息；显示所有配线通道的状态(真件、仿真件或 悬空)；配线切换可按照单路信号、多路信号、设备、分系统进行真件/仿真件切换；通过程 控完成实现设备或通道进行配线状态真件、仿真件或开路的切换，并能够实现电源控制功能。

综合激励模块：仿真各种激励设备，通过显示、配置功能完成射频信号的参数配置，通 过激励设备完成射频信号的发送。

综合仿真模块：根据数据库中的429总线ICD数据、422总线ICD内容离散量ICD数据，配置需要仿真的总线数据内容，仿真需要仿真的数据，并按配置的仿真周期完成仿真功能，将配置的数据保存入数据库中，在测试时调用相应配置指令完成综合仿真，能够通过导入导出功能将数据库中的数据转化为所需文件。

状态监控模块：监控激励设备中射频信号的数据，监控429总线、422总线及离散量数 据，通过ICD管理功能中的解析处理模块完成数据格式的转换和显示。该功能支持总线数据 在线筛选监控功能、支持总线数据发送周期故障诊断功能、支持总线数据收发状态故障诊断 功能和支持总线数据内容故障诊断功能。

波形测试模块：主要完成L波段综合系统设备专项仿真与监控功能，仿真发送激励数据， 并采集、显示当前测试设备的数据内容。

实验测试模块：主要通过相应的测试界面，对模拟量数据进行设置，并按照用户设置的 参数内容对板卡进行控制，实现模拟量数据的测试功能。

计量模块：对整个设备的各个模块进行计量，保证设备在交付时，状态正常。

ICD管理模块：完成接口文件的管理、数据的解析处理功能并可对ICD数据导入和导出。 配置管理模块：完成测试项的指令配置和测试流程配置，在手动测试和自动测试时调用。

(一)自检模块

用于在仿真系统运行前，对仿真系统中的硬件进行通信检测，保证系统能够正常运行。 对ATC-5000NG，ALT-8000、IFR-4000、CMA180等射频信号激励器，以及电源分配箱、ARICN429配线箱、离散量/RS422配线箱等硬件设备进行通讯检测。如图2所示，通过显示 模块显示当前自检设备的名称、自检状态、自检结果并保存在数据库模块中。通过数据处理模块按照设备的接口类型封装不同的控制指令，在自检过程中，根据接口类型的不同调用相 应指令。通过驱动控制模块，根据板卡、设备的类型将其控制指令二次封装为动态链接库， 为数据提供自检功能的输入、输出接口，通过输入、输出接口控制不同的板卡与设备完成自 检。自检流程如图3所示：根据所需自检设备的名称自动从数据库调用通信自检指令，调用 驱动软件发送至各个设备，根据返回数据信息判定当前设备是否在线，在判定当前设备是否 返回数据时，根据不同设备的特性制定不同的延时时间，在最大延迟时间内未回复或回复错 误的定义设备不在线，在最大延迟时间内回复且回复正确的为正常，在最大延迟时间内回复 但回复错误的为异常。

(二)配线配电模块

如图4所示，配线配电模块主要完成配线和配电切换控制、配线的设置，能够保存当前 配置信息。(1)通过显示模块显示所有配线通道的状态(真件、仿真件或悬空)；配线切换 可按照单路信号、多路信号、设备、系统为粒度进行真件/仿真件切换；按设备或通道进行 配线状态切换：真件、仿真件或开路；支持电源控制。(2)通过配置模块对L波段综合系统的配线和配电相关参数进行配置，配置此次测试过程中系统中的各个设备，作为真件或仿真 件。选择当前设备为真件、仿真件或悬空。(3)通过数据处理模块，自动根据所选择状态，生成控制指令代码，来控制系统的配线箱进行相应的配线配电操作，控制各个设备的各通道 状态是接通或闭合，以及当前设备的供电状态设置；判定采集的状态结果，如果发生异常， 则通过提示框显示。(4)通过数据库模块保存配电配线真件与仿真件的选取、测试指令、测 试参数等参数内容，供数据处理模块调用完成测试，保存单路信号、多路信号、设备、系统、 电源控制配电配线状态。(5)通过驱动控制模块封装配线配电的驱动指令，按照配置模块已 配置生成的控制指令为依据，发送配线配电控制指令，切换继电器，实现真件与仿真件的切 换及电源的分配，并采集设置成功与否的标志。对于429接口，提供86路ARINC429信号 接入和切换，根据板卡的通道的协议，当前429通道真件接入、仿真接入以及断开三种状态， 初始上电、软件未操作时为断开状态，每路信号可单独控制；对于离散量接口，提供78路 离散量信号接入和切换，其他配置功能与429接口的配置功能相同；对于RS422接口，提供 10路RS422信号接入，能够实现被测设备和I/O资源的相互连接。

(三)综合激励模块

如图5所示，综合激励模块按激励信号分为L波段综合系统激励、高频通信系统激励、 甚高频通信系统激励、综合无线电导航系统激励、无线电高度表系统激励。如图6所示：通 过显示模块配置各项数据，配置模块与数据处理模块将数据分类生成对应控制指令并保存入 数据库中，经驱动控制模块调用不同的驱动控制函数，实现激励设备射频信号发送。

(1)L波段综合系统激励。1)通过显示模块显示L波段综合系统激励信号，包括距波形激励信号、空中交通管制波形激励信号、ADS-B OUT波形激励信号的信号，显示综合配 置中当前射频信号的通道、射频大小等参数。2)通过配置模块配置L波段综合系统已配置 的激励信号，包括距波形激励信号、空中交通管制波形激励信号、ADS-B OUT波形激励信 号的信号，配置综合配置中当前射频信号的通道、射频大小等参数；将远程处理模块解析的 参数与设置参数进行对比修改，完成相应参数配置；综合激励功能中的激励配置模块与波形测试功能中的激励配置模块所配置的同一信号在数据库中为同一数据，共用同一个数据库， 即当综合激励功能中的激励参数发生改变后，波形测试中相同的参数也会发生变化。3)通 过数据处理模块，根据L波段综合系统已配置的激励信号参数生成相应的射频信号控制指 令。4)通过数据库模块，保存L波段综合系统已配置的激励信号，保存配置综合配置中当 前射频信号的通道、射频大小等参数及其射频信号控制指令。5)通过驱动控制模块对硬件 资源进行控制和管理，对原有的驱动进行二次封装，将其封装为仪器设备库，调用L波段综 合系统设备驱动发送相应的射频信号控制指令。6)通过远程处理模块，采用以太网接口接 收联试大环境控制指令，将指令按照以太网通信协议进行解析，提取IP、设备、分系统、参 数等变量，控制L波段综合系统发送激励信号。

(2)高频通信系统激励。1)通过显示模块显示高频通信系统激励信号，显示综合配置 中当前射频信号的通道、射频大小等参数。2)通过配置模块配置高频通信系统已配置的激 励信号，配置综合配置中当前射频信号的通道、射频大小等参数；将远程处理模块解析的参 数与设置参数进行对比修改，完成相应参数配置。3)通过数据处理模块，根据高频通信系 统已配置的激励信号参数生成相应的射频信号控制指令。4)通过数据库模块保存高频通信 系统已配置的激励信号，保存配置综合配置中当前射频信号的通道、射频大小等参数及其射 频信号控制指令。5)通过驱动控制模块对硬件资源进行控制和管理，对原有的驱动进行二 次封装，将其封装为仪器设备库，调用高频通信系统设备驱动发送相应的射频信号控制指令。 6)通过远程处理模块，采用以太网接口接收联试大环境控制指令，将指令按照以太网通信 协议进行解析，提取IP、设备、分系统、参数等变量，控制高频通信系统发送激励信号。

(3)甚高频通信系统激励。1)通过显示模块显示甚高频通信系统激励信号，显示综合 配置中当前射频信号的通道、射频大小等参数。2)通过配置模块配置甚高频通信系统已配 置的激励信号，配置综合配置中当前射频信号的通道、射频大小等参数；将远程处理模块解 析的参数与设置参数进行对比修改，完成相应参数配置。3)通过数据处理模块，根据甚高 频通信系统已配置的激励信号参数生成相应的射频信号控制指令。4)通过数据库模块保存 甚高频通信系统已配置的激励信号，保存配置综合配置中当前射频信号的通道、射频大小等 参数及其射频信号控制指令。5)通过驱动控制模块对硬件资源实现控制和管理功能，对原 有的驱动进行二次封装，将其封装为仪器设备库，调用甚高频通信系统设备驱动发送相应的 射频信号控制指令。6)远程处理模块通过以太网接口接收联试大环境控制指令，将指令按 照以太网通信协议进行解析，提取IP、设备、分系统、参数等变量，控制甚高频通信系统发 送激励信号。

(4)综合无线电导航系统激励。1)通过显示模块显示综合无线电导航系统激励信号， 包括仪表着陆系统波形激励信号、罗盘波形激励信号、信标波形激励信号、伏尔波形激励信 号，显示综合配置中当前射频信号的通道、射频大小等参数。2)通过配置模块配置综合无 线电导航系统已配置的激励信号，包括仪表着陆系统波形激励信号、罗盘波形激励信号、信 标波形激励信号、伏尔波形激励信号，配置综合配置中当前射频信号的通道、射频大小等参 数；将远程处理模块解析的参数与设置参数进行对比修改，完成相应参数配置。3)通过数 据处理模块，根据综合无线电导航系统已配置的激励信号参数生成相应的射频信号控制指 令。4)通过数据库模块保存综合无线电导航系统已配置的激励信号，保存配置综合配置中 当前射频信号的通道、射频大小等参数及其射频信号控制指令。5)通过驱动控制模块对硬 件资源实现控制和管理功能，对原有的驱动进行二次封装，将其封装为仪器设备库，调用综 合无线电导航系统设备驱动发送相应的射频信号控制指令。6)远程处理模块通过以太网接 口接收联试大环境控制指令，将指令按照以太网通信协议进行解析，提取IP、设备、分系统、 参数等变量，控制综合无线电导航系统发送激励信号。

(5)无线电高度表系统激励。1)通过显示模块显示无线电高度表系统激励信号，显示 综合配置中当前射频信号的通道、射频大小等参数。2)通过配置模块配置无线电高度表系 统已配置的激励信号，配置综合配置中当前射频信号的通道、射频大小等参数；将远程处理 模块解析的参数与设置参数进行对比修改，完成相应参数配置。3)通过数据处理模块，根 据无线电高度表系统已配置的激励信号参数生成相应的射频信号控制指令。4)通过数据库 模块保存无线电高度表系统已配置的激励信号，保存配置综合配置中当前射频信号的通道、 射频大小等参数及其射频信号控制指令。5)通过驱动控制模块对硬件资源实现控制和管理 功能，对原有的驱动进行二次封装，将其封装为仪器设备库，调用无线电高度表系统设备驱 动发送相应的射频信号控制指令。6)远程处理模块通过以太网接口接收联试大环境控制指 令，将指令按照以太网通信协议进行解析，提取IP、设备、分系统、参数等变量，控制无线 电高度表系统发送激励信号。

(四)综合仿真模块

如图7所示，综合仿真功能根据数据库中的ICD数据内容，配置需要仿真的总线数据内 容，仿真需要仿真的数据，根据ICD发送总线仿真数据。综合仿真按照仿真系统可分为L 波段综合系统数据仿真、卫星通信系统数据仿真、综合自动调谐系统数据仿真、无线电高度 表系统数据仿真、422总线数据仿真、离散量数据仿真。如图4所示：

(1)L波段综合系统数据仿真。1)通过显示模块显示L波段综合系统中各个分系统所 对应的429总线各项数据参数，此数据与界面中的控件一一对应，将数据库中以保存的数据 读取后显示在仿真配置单元中，各信号的样式按照当前系统的数据类型定义，如：状态量为 按钮，数值量为数据输入框，枚举量为旋钮等。2)通过配置模块配置L波段综合系统中各 个分系统所对应的429总线各项数据参数，并将配置的数据保存入数据库中。波形测试功能 中的仿真配置模块与综合仿真功能中的仿真配置模块所配置的同一信号在数据库中为同一 数据，共用同一个数据库，即当波形测试功能中的429总线数据的仿真参数发生改变后，综 合仿真中相同的参数也会发生变化。3)通过数据处理模块，按照L波段综合系统界面中的 各个控件与429总线信号的对应关系，将429信号数据按照429ICD协议进行组包转化为需 要发送的数据，如“FFFFFFFF”，供驱动控制模块发送429仿真数据。4)通过数据库模块 保存L波段综合系统界面中各个控制参数当前配置数据；保存当前总线数据组包转化后的 429总线数据，保存数据库中各参数与界面控件之间的对用关系。5)通过驱动控制模块调用 L波段综合系统各个分系统所对应的429板卡发送控制函数，控制相应通道发送组包后的429 总线数据。

(2)卫星通信系统数据仿真。1)通过显示模块显示卫星通信系统中各个分系统所对应 的429总线各项数据参数，此数据与界面中的控件一一对应，将数据库中以保存的数据读取 后显示在仿真配置单元中，各信号的样式按照当前系统的数据类型定义，如：状态量为按钮， 数值量为数据输入框，枚举量为旋钮等。2)通过配置模块配置卫星通信系统中各个分系统 所对应的429总线各项数据参数，并将配置的数据保存入数据库中。波形测试功能中的仿真 配置模块与综合仿真功能中的仿真配置模块所配置的同一信号在数据库中为同一数据，共用 同一个数据库，即当波形测试功能中的429总线数据的仿真参数发生改变后，综合仿真中相 同的参数也会发生变化。3)通过数据处理模块，按照卫星通信系统界面中的各个控件与429 总线信号的对应关系，将429信号数据按照429ICD协议进行组包转化为需要发送的数据， 如“FFFFFFFF”，供驱动控制模块发送429仿真数据。4)通过数据库模块保存卫星通信系 统界面中各个控制参数当前配置数据；保存当前总线数据组包转化后的429总线数据，保存 数据库中各参数与界面控件之间的对用关系。5)通过驱动控制模块调用卫星通信系统各个 分系统所对应的429板卡发送控制函数，控制相应通道发送组包后的429总线数据。

(3)综合自动调谐系统数据仿真。1)通过显示模块显示综合自动调谐系统中各个分系 统所对应的429总线各项数据参数，此数据与界面中的控件一一对应，将数据库中以保存的 数据读取后显示在仿真配置单元中，各信号的样式按照当前系统的数据类型定义，如：状态 量为按钮，数值量为数据输入框，枚举量为旋钮等。2)通过配置模块配置综合自动调谐系 统中各个分系统所对应的429总线各项数据参数，并将配置的数据保存入数据库中。波形测 试功能中的仿真配置模块与综合仿真功能中的仿真配置模块所配置的同一信号在数据库中 为同一数据，共用同一个数据库，即当波形测试功能中的429总线数据的仿真参数发生改变 后，综合仿真中相同的参数也会发生变化。3)通过数据处理模块，按照综合自动调谐系统 界面中的各个控件与429总线信号的对应关系，将429信号数据按照429ICD协议进行组包 转化为需要发送的数据，如“FFFFFFFF”，供驱动控制模块发送429仿真数据。4)通过数 据库模块保存综合自动调谐系统界面中各个控制参数当前配置数据；保存当前总线数据组包 转化后的429总线数据，保存数据库中各参数与界面控件之间的对用关系。5)通过驱动控 制模块调用综合自动调谐系统各个分系统所对应的429板卡发送控制函数，控制相应通道发 送组包后的429总线数据。

(4)无线电高度表系统数据仿真。1)通过显示模块显示无线电高度表系统中各个分系 统所对应的429总线各项数据参数，此数据与界面中的控件一一对应，将数据库中以保存的 数据读取后显示在仿真配置单元中，各信号的样式按照当前系统的数据类型定义，如：状态 量为按钮，数值量为数据输入框，枚举量为旋钮等。2)通过配置模块配置无线电高度表系 统中各个分系统所对应的429总线各项数据参数，并将配置的数据保存入数据库中。波形测 试功能中的仿真配置模块与综合仿真功能中的仿真配置模块所配置的同一信号在数据库中 为同一数据，共用同一个数据库，即当波形测试功能中的429总线数据的仿真参数发生改变 后，综合仿真中相同的参数也会发生变化。3)通过数据处理模块，按照无线电高度表系统 界面中的各个控件与429总线信号的对应关系，将429信号数据按照429ICD协议进行组包 转化为需要发送的数据，如“FFFFFFFF”，供驱动控制模块发送429仿真数据。4)通过数 据库模块保存无线电高度表系统界面中各个控制参数当前配置数据；保存当前总线数据组包 转化后的429总线数据，保存数据库中各参数与界面控件之间的对用关系。5)通过驱动控 制模块调用无线电高度表系统各个分系统所对应的429板卡发送控制函数，控制相应通道发 送组包后的429总线数据。

(5)422总线数据仿真。1)通过显示模块显示422总线数据中各个分系统所对应的422 总线各项数据参数，此数据与界面中的控件一一对应，将数据库中以保存的数据读取后显示 在仿真配置单元中，各信号的样式按照当前系统的数据类型定义，如：状态量为按钮，数值 量为数据输入框，枚举量为旋钮等。2)通过配置模块配置422总线数据中各个分系统所对 应的422总线各项数据参数，并将配置的数据保存入数据库中。波形测试功能中的仿真配置 模块与综合仿真功能中的仿真配置模块所配置的同一信号在数据库中为同一数据，共用同一 个数据库，即当波形测试功能中的422总线数据的仿真参数发生改变后，综合仿真中相同的 参数也会发生变化。3)通过数据处理模块，按照422总线系统界面中的各个控件与422总 线信号的对应关系，将422信号数据按照422ICD协议进行组包转化为需要发送的数据，如 “AA FF FF FF FF FF FF FF FF”，供驱动控制模块发送422仿真数据。4)通过数据库模块 保存422总线界面中各个控制参数当前配置数据；保存当前总线数据组包转化后的422总线 数据，保存数据库中各参数与界面控件之间的对用关系。5)通过驱动控制模块调用无线电 高度表系统各个分系统所对应的422板卡发送控制函数，控制相应通道发送组包后的422总 线数据。

(6)离散量数据仿真。1)通过显示模块显示离散量数据各项数据参数，中各个分系统 所对应的离散量各项数据参数，此数据与界面中的控件一一对应，将数据库中以保存的数据 读取后显示在仿真配置单元中，各信号的样式按照当前系统的数据类型定义状态量为按钮或 旋钮。2)通过配置模块配置离散量所对应的各个分系统数据，并将数据保存入数据库中。 波形测试功能中的仿真配置模块与综合仿真功能中的仿真配置模块所配置的同一信号在数 据库中为同一数据，共用同一个数据库，即当波形测试功能中的离散量数据的仿真参数发生 改变后，综合仿真中相同的参数也会发生变化。3)通过数据处理模块，按照离散量与系统 硬件之间的数据对应关系，将配置的数据进行分类保存。4)通过数据库模块保存离散量中 各个控制参数当前配置数据；保存离散量与硬件之间的线缆连接关系，保存数据库中各参数 与界面控件之间的对用关系。5)通过驱动控制模块调用离散量中各个分系统所对应的离散 量板卡发送控制函数，控制相应通道发送离散量数据。

(五)状态监控模块

如图8所示，采集激励器、429总线、422总线、离散量的数据，通过对各参数进行诊断，完成监控功能。按照功能分为激励信号监控、总线仿真信号监控。总线仿真信号监控包括：429总线仿真信号监控、422总线仿真信号监控、离散量仿真信号监控。

(1)激励信号监控，如图9所示，根据测试环境，数据处理模块调用数据库中的激励采集指令，通过驱动控制模块发送至激励器，后通过驱动控制模块采集相应激励器的射频信 号，经过数据处理模块分类处理射频信号，将处理后的射频信号内容通过显示模块显示。1) 通过显示模块可显示L波段综合系统采集到的射频信号，包括距波形、空中交通管制波形、ADS-B OUT波形的射频信号；可显示高频通信系统采集到的射频信号；可显示甚高频通信 系统采集到的射频信号；可显示综合无线电导航系统采集到的射频信号，包括仪表着陆系统 波形、罗盘波形、信标波形、伏尔波形的射频信号；可显示无线电高度表系统采集到的射频 信号。2)通过数据处理模块将采集到的射频信号数据分类，根据激励器不同，调用不同的 数据处理函数，将数据转换为可显示数据。3)通过数据库模块保存激励设备采集指令，根 据设备测试环境不同，调用不同的采集指令；数据库中保存各个射频信号的分类依据，在进 行数据前，将分类依据从数据库中读出，并调用。4)通过驱动控制模块对硬件资源实现控 制和管理功能，对原有的驱动进行二次封装，将其封装为仪器设备库。根据当前激励与仿真 情况，分别调用L波段综合系统、高频通信系统、甚高频通信系统、综合无线电导航系统、 无线电高度表系统的射频信号采集函数，采集射频信号。

(2)429总线仿真信号监控，如图10所示。1)通过显示模块显示L波段综合系统、 卫星通信系统、综合自动调谐系统、无线电高度表系统采集到的相关的429总线原始数据， 并可显示当前429总线系统的发送周期诊断、收发状态诊断、数据内容诊断结果，通过原始 数据可查看当前信号详细信息。2)通过数据处理模块将采集到的429总线信号数据分类， 根据分系统、通道、429总线的ICD数据协议、信号量、信号类型，调用不同的数据处理函 数，解析429总线数据。3)通过数据库模块保存各个429总线设备对应的ICD数据协议， 为429总线数据解析提供依据；保存分系统分类依据，根据依据与测试环境，调用不同的429 总线采集函数。数据库保存各个信号数据的名称、总线、范围、大小等参数，为数据过滤与 故障诊断提供依据。4)通过驱动控制模块对硬件资源实现控制和管理功能，对原有的驱动 进行二次封装，将其封装为仪器设备库。根据当前激励与仿真情况，分别调用L波段综合系 统、卫星通信系统、综合自动调谐系统、无线电高度表系统的429总线信号采集函数，采集 429总线信号。5)通过数据过滤模块依据相应的过滤信息对采集的数据进行过滤，保证用户 可以通过该功能筛选出需要的信息进行显示。该模块分为通过设备类型、分系统、信号名称 等信息对L波段综合系统429总线ICD数据、卫星通信系统429总线ICD数据、综合自动 调谐系统429总线ICD数据、无线电高度表系统429总线ICD数据进行筛选，选出需要的 信息进行显示。通过选择标签号数据(如：信号1)，在监控界面429标签页中显示所选择的 标签号采集的原始数据，并可根据原始数据，显示解析后的原始数据。通过增加或减少选择 数量，可增加或减少显示信号个数。如图12所示，6)通过故障诊断模块实现总线数据发送 周期诊断功能、总线数据收发状态故障诊断、总线数据内容故障诊断。

(3)422总线仿真信号监控，如图10所示。1)通过显示模块显示422总线数据各个通道的数据内容，并显示当前通道422总线数据的收发状态诊断、数据内容诊断结果，可将当前通道的422总线数据依据422ICD信息协议解析并显示。2)通过数据处理模块将采集到的422总线信号数据分类，根据分系统、通道、422总线的ICD数据协议、信号量、信号类型， 调用不同的数据处理函数，解析422总线数据。3)通过数据库模块数据库保存各个422总 线设备对应的ICD数据协议，为422总线数据解析提供依据；保存分系统分类依据，根据依 据与测试环境，调用不同的422总线采集函数。数据库保存各个信号数据的名称、总线、范 围、大小等参数，为数据过滤与故障诊断提供依据。4)通过驱动控制模块对硬件资源实现 控制和管理功能，对原有的驱动进行二次封装，将其封装为仪器设备库。根据当前激励与仿 真情况，分调用别422总线各个分系统的信号采集函数，采集422总线信号。5)如图12所 示，通过数据过滤模块依据相应的过滤信息对采集的数据进行过滤，保证用户可以通过该功 能筛选出需要的信息进行显示。该模块分为通过设备类型、分系统、信号名称等信息422总 线信号ICD数据进行筛选，选出需要的信息进行显示。通过选择分系统数据(如：分系统1)， 在监控界面422标签页中显示所选择的分系统串行通道采集的原始数据，并可根据原始数据，显示解析后的原始数据。通过增加或减少选择数量，可增加或减少显示信号个数。6)故障诊断模块实现总线数据的采集状态进行分析，通过相应的显示控件对总线数据发送周期进行 显示，当发送周期发生改变对用户进行提示，并通过故障信息对用户进行提示，完成总线数 据发送周期诊断功能。该功能同时对总线数据的状态进行监控和显示，当总线数据收发状态 发生异常，会自动对总线板卡进行自检，并对可能出现的问题进行显示，并提供排除问题的 方法对用户进行提示，完成总线数据收发状态故障诊断。该模块还对总线数据内容超出限制 的数据进行提示，并按照相应状态逻辑是否关闭电源对用户进行提示，最终实现总线数据内 容故障诊断。同时后台会对故障信息进行保存，当实验出现相应的故障，完成测试后会输出 相应的故障清单和诊断建议报表。

(4)离散量仿真信号监控，如图14所示。1)通过显示模块显示各分系统离散量的信号状态。2)通过数据处理模块将采集到的离散量信号数据分类，根据分系统调用不同的数据处理函数，解析显示各个离散量信号。3)通过数据库模块保存分系统分类依据，根据依据与测试环境，调用不同的离散量采集函数。4)通过驱动控制模块对硬件资源实现控制和管理功能，对原有的驱动进行二次封装，将其封装为仪器设备库。根据当前激励与仿真情况， 分别调用离散量各个分系统的信号采集函数，采集离散信号。5)数据过滤模块通过相应的 过滤信息对采集的数据进行过滤，保证用户可以通过该功能筛选出需要的信息进行显示。该 模块分为通过设备类型、分系统、信号名称等信息离散量信号ICD数据进行筛选，选出需要 的信息进行显示。通过选择分系统的离散量信号数据(如：离散量信号1)，在监控界面离散 量信号标签页中显示所选择的分系统串行通道采集的数据。通过增加或减少选择数量，可增 加或减少显示信号个数。

(六)波形测试模块

如图16所示，波形测试功能可分为激励与仿真两部分，激励部分可通过激励器发送距 波形激励信号、空中交通管制波形激励信号、ADS-B OUT波形激励信号3种激励信号的配 置单元，并将不同波形的激励信号配置数据保存入数据库供使用；仿真部分可仿真L波段中 重要的429总线信号、422总线信号、离散量信号，根据总线ICD的数据协议，配置本单元 的ICD仿真数据。完成配置后，会在数据库中生成相应的信号指令，通过调用底层驱动完成 激励信号与仿真信号的发送。

(1)激励部分，如图17所示。1)通过显示模块显示L波段综合系统激励信号，包括距波形激励信号，空中交通管制波形激励信号，ADS-B OUT波形激励信号的信号，显示综 合配置中当前射频信号的通道、射频大小等参数。2)通过配置模块配置L波段综合系统已 配置的激励信号，包括距波形激励信号，空中交通管制波形激励信号，ADS-B OUT波形激 励信号的信号，配置综合配置中当前射频信号的通道、射频大小等参数；将远程处理模块解 析的参数与设置参数进行对比修改，完成相应参数配置。波形测试功能中的激励配置模块与综合激励功能中的激励配置模块所配置的同一信号在数据库中为同一数据，共用同一个数据 库，即当波形测试功能中的激励参数发生改变后，综合激励中相同的参数也会发生变化。3) 通过数据处理模块，根据L波段综合系统已配置的激励信号参数生成相应的射频信号控制指 令。4)通过数据库模块保存L波段综合系统已配置的激励信号，保存配置综合配置中当前 射频信号的通道、射频大小等参数及其射频信号控制指令。5)通过驱动控制模块对硬件资 源实现控制和管理功能，对原有的驱动进行二次封装，将其封装为仪器设备库，调用L波段 综合系统设备驱动发送相应的射频信号控制指令。6)远程处理模块通过以太网接口接收联 试大环境控制指令，将指令按照以太网通信协议进行解析，提取IP、设备、分系统、参数等 变量，控制L波段综合系统发送激励信号。

(2)仿真部分，如图15所示。1)通过显示模块显示L波段综合系统中各个分系统所对应的429总线、422总线数据、离散量数据的各项数据参数，此数据与界面中的控件一一对应，将数据库中以保存的数据读取后显示在仿真配置单元中，各信号的样式按照当前系统 的数据类型定义，如：状态量为按钮，数值量为数据输入框，枚举量为旋钮等。2)通过配置模块配置L波段综合系统中各个分系统所对应的429总线、422总线数据、离散量数据各项数据参数，并将配置的数据保存入数据库中。波形测试功能中的仿真配置模块与综合仿真 功能中的仿真配置模块所配置的同一信号在数据库中为同一数据，共用同一个数据库，即当 波形测试功能中的429总线数据、422总线数据、离散量数据的仿真参数发生改变后，综合 仿真中相同的参数也会发生变化。3)通过数据处理模块，按照L波段综合系统界面中的各 个控件与429总线信号的对应关系，将429信号数据按照429ICD协议进行组包转化为需要 发送的数据，如“FFFFFFFF”，供驱动控制模块发送429仿真数据；按照422总线系统界面 中的各个控件与422总线信号的对应关系，将422信号数据按照422ICD协议进行组包转化 为需要发送的数据，如“AA FF FF FF FF FF FF FF FF”，供驱动控制模块发送422仿真数据； 按照离散量与系统硬件之间的数据对应关系，将配置的数据进行分类保存。4)通过数据库 模块保存L波段综合系统界面中各个控制参数当前配置数据；保存当前总线数据组包转化后 的429总线数据，保存数据库中各参数与界面控件之间的对用关系；保存422总线界面中各 个控制参数当前配置数据；保存当前总线数据组包转化后的422总线数据，保存数据库中各 参数与界面控件之间的对用关系；保存离散量中各个控制参数当前配置数据；保存离散量与 硬件之间的线缆连接关系，保存数据库中各参数与界面控件之间的对用关系。5)通过驱动 控制模块调用L波段综合系统各个分系统所对应的429板卡发送控制函数，控制相应通道发 送组包后的429总线数据；调用无线电高度表系统各个分系统所对应的422板卡发送控制函 数，控制相应通道发送组包后的422总线数据；调用离散量中各个分系统所对应的离散量板 卡发送控制函数，控制相应通道发送离散量数据。

(七)实验测试模块

如图15所示，通过相应的测试界面对离散量数据进行设置，并按照用户设置的参数内 容对板卡进行控制，实现离散量数据的测试功能。通过显示模块与配置模块显示并配置离散 量数据参数与控制指令，通过数据处理模块完成数据的分类与驱动控制模块的调用，通过驱 动控制模块发送控制指令。(1)通过显示模块显示板卡离散量信号名称及其当前状态。(2) 通过配置模块配置板卡各个离散量的状态，将各个离散量的初始数据保存入数据库。(3)通 过数据库模块保存各个离散量的初始数据。(4)通过数据处理模块调用离散量控制指令并发 送离散量控制指令。(5)通过驱动控制模块调用与离散量板卡对应的动态链接库，发送控制 指令。

(八)计量模块

分为货架产品计量与整机计量。货架产品(射频激励器、电源等)计量依据货架产品计 量校准规范进行。整机计量通过单计量电缆，将相同类型总线接收和发送通道回环，一个通 道发送数，另一个通道接收数据，完成整机各个功能模块的计量工作。

如图16所示，计量模块通过显示模块读取数据库中的各通道分配情况，显示在界面中， 通过数据处理模块将需要发送数据的数据从指定通道发出，在另一指定通道通过数据驱动控 制模块采集数据，显示在界面中，对比发送与接收的数据，判定计量是否正确。利用回环测 试线连接需要测试的2个通道，在界面中将收发通道及其发送数据填写完成后，点击发送， 观测收通道的数据是否与发送数据相同，完成此通道的计量功能，以同样的方法进行429总 线、422总线、离散量的计量工作。

(九)ICD管理模块

如图17所示：(1)通过数据管理模块管理离散量、模拟量和总线等信号。总线信号的 数据包括429总线、RS422总线离散量等。支持对所有ICD的数据新建、添加、复制、粘贴、删除等功能，并且可以将ICD附录信息录入到附注中，以便用户更加快捷的获悉ICD的详 细信息。ICD管理功能将每个ICD根据不同的定义对其每一位进行存储管理，保证了ICD 的灵活性。针对不同信号的ICD的不同状态均能进行编辑，方便用户对各个物理量的定义。 通过以上的分配管理，便于应用程序的解析调用。同时，对每一位的含义也进行了解释，便 于用户对总线数据进行分析和理解。由于ICD数据库录入的信息量非常大，为了用户能够快 速的对ICD进行查询和修改，支持数据库检索功能，可以通过设备名程、信号名称、标签号， 中文名和英文名等信息进行快速查询定位，便于用户进行快速查看和修改操作。(2)通过数据解析模块按照ICD在数据库中的结构，对ICD数据进行解包或组包。即录入相应ICD后， 测试系统能够通过访问数据库，调用ICD相关信息，完成数据的组包和解析等功能。还原 ICD数据实际的物理意义，方便用户对设备进行仿真或测试。ICD定义了设备之间的数据交 换格式，每种设备在于外界通讯时，都必须遵循这种格式。向设备输入数据时，要将数据组 织成指定的ICD格式；从设备获取数据进行处理时，要首先将其还原为所代表的物理量。所以，在进行系统功能开发的过程中，例如虚拟仪器开发、设备接口程序开发，要大量使用到ICD的组包和解码过程。所以，利用ICD数据库中记录的信息，能够自动进行ICD组包和 解码，将为系统开发提供一个广泛使用的功能组件。(3)通过导入导出模块对ICD数据进行 导入导出，方便用户进行数据的备份和录入，对ICD的使用带来极大的方便。同时能够对 Xml、Excel的文件进行数据的导入导出功能，增加ICD管理软件的兼容性。(4)通过权限 管理模块根据用户的不同角色对ICD管理软件进行控制。将用户分为数据管理人员和测试人 员。数据管理人员可以对ICD数据进行增加、删除、修改操作。测试人员只能进行数据的浏 览和查询操作。保证ICD管理的可靠性，减少了测试人员在使用ICD管理软件时对数据的 误操作，确保了数据的正确性。

(十)配置管理模块

主要完成系统测试前的TP配置及管理。配置人员首先根据测试项的测试需求，配置手 动或自动测试的TP，然后根据测试需求，配置相应功能的TP步骤。在测试时，用户能够根 据不同的测试需求加载相应的测试项(TP)。配置人员通过编辑测试项(TP)的测试流程，对测试项中用到的仪器、板卡进行激励和仪器控制，在编辑测试项的测试流程时，对涉及到的ICD变量进行采集设置，测试流程中的ICD后台会自动匹配相应的ICD数据库和接口设备，在执行测试时会以正确的形式进行数据的交互。配置管理软件还实现对相应型号主机设 备的TP进行管理。用户可根据需求，配置、编辑不同设备的测试项。实现测试设备的测试项差异化管理。除此之外，在TP步骤的配置过程中，需要发送相应的控制指令，这就需要 配置人员提前完成相应指令的配置。指令配置主要实现板卡和仪器的控制指令下发，通过指令配置模块封装指令，可以使得TP配置更便捷、易懂。

(十一)自动测试模块

测试人员在配置TP过程中，根据测试要求，按测试项测试流程，完成每一个步骤中相 应指令的控制，并配置该步骤成功的判据标准。在自动测试时，软件自动加载已配置的TP 后，自动执行完成该TP中所涉及的信号检测及指令控制，并在测试完成后输出测试结果。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实 现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在 本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种用于通信导航系统测试的仿真系统，其特征在于，包括：控制单元、激励单元、总线单元、电源单元和配线单元；

所述控制单元通过总线单元连接所述激励单元和配线单元，控制所述激励单元产生激励信号，以及控制所述总线接口单元产生仿真信号；所述电源单元分别连接所述控制单元和配线单元，所述控制单元安装有测试仿真环境软件。

2.根据权利要求1所述的用于通信导航系统测试的仿真系统，其特征在于，所述测试仿真环境软件包括：

自检模块，用于在仿真测试前对仿真系统进行通信检测，确保通信正常；

配线配电模块，用于仿真系统内配线和配电切换控制、配线的设置，并保存当前配线的配置信息，显示所有配线通道的状态；

综合激励模块，用于仿真各种激励设备，通过显示、配置功能完成射频信号的参数配置，通过激励设备完成射频信号的发送；

综合仿真模块，用于配置需要仿真的总线数据内容、仿真需要仿真的数据；

状态监控模块，用于监控激励设备中射频信号的数据，完成数据格式的转换和显示；

波形测试模块，用于完成L波段综合系统设备专项仿真与监控功能，仿真发送激励数据，并采集、显示当前测试设备的数据内容；

实验测试模块，用于通过相应的测试界面，对模拟量数据进行设置，并按照用户设置的参数内容控制总线单元，实现模拟量数据的测试功能。

3.根据权利要求2所述的用于通信导航系统测试的仿真系统，其特征在于，所述自检模块具体用于：根据仿真系统中需要自检的设备的名称，从数据库调用通信自检指令发送至各个设备，根据返回数据信息判定当前设备是否在线。

4.根据权利要求2所述的用于通信导航系统测试的仿真系统，其特征在于，所述配线配电模块用于：

显示所有配线通道的状态；按照单路信号、多路信号、设备、系统为粒度进行真件/仿真件切换；按设备或通道进行配线状态切换，配线状态为：真件、仿真件或开路；对L波段综合系统的配线和配电相关参数进行配置，配置各个设备作为真件或仿真件；控制各个设备的各通道状态是接通或闭合，以及当前设备的供电状态设置；保存配电配线真件与仿真件的选取、测试指令、测试参数，保存单路信号、多路信号、设备、系统、电源控制配电配线状态；将配线配电的驱动指令进行封装，发送配线配电控制指令，实现真件与仿真件的切换及电源的分配。

5.根据权利要求2所述的用于通信导航系统测试的仿真系统，其特征在于，所述综合激励模块具体用于：L波段综合系统激励、高频通信系统激励、甚高频通信系统激励、综合无线电导航系统激励、无线电高度表系统激励。

6.根据权利要求2所述的用于通信导航系统测试的仿真系统，其特征在于，所述综合仿真模块具体用于：L波段综合系统数据仿真、卫星通信系统数据仿真、综合自动调谐系统数据仿真、无线电高度表系统数据仿真、422总线数据仿真、离散量数据仿真。

7.根据权利要求2所述的用于通信导航系统测试的仿真系统，其特征在于，所述状态监控模块，按照功能分为激励信号监控、总线仿真信号监控；总线仿真信号监控包括：429总线仿真信号监控、422总线仿真信号监控、离散量仿真信号监控。

8.根据权利要求2所述的用于通信导航系统测试的仿真系统，其特征在于，所述波形测试模块，具体分为激励与仿真两部分；激励部分是用于通过激励器发送距波形激励信号、空中交通管制波形激励信号、ADS-B OUT波形激励信号的配置单元，并将不同波形的激励信号配置数据保存入数据库供使用；仿真部分是用于仿真L波段中的429总线信号、422总线信号、离散量信号，根据总线ICD的数据协议，配置本单元的ICD仿真数据。

9.根据权利要求2所述的用于通信导航系统测试的仿真系统，其特征在于，还包括计量模块，所述计量模块，具体用于：读取数据库中的各通道分配情况，显示在界面中；将需要发送的数据从指定通道发出，在另一指定通道通过数据驱动控制模块采集数据，显示在界面中，对比发送与接收的数据，判定计量是否正确。

10.根据权利要求2所述的用于通信导航系统测试的仿真系统，其特征在于，还包括ICD管理模块，所述ICD管理模块具体用于：离散量、模拟量和总线等信号的管理；按照ICD在数据库中的结构，对ICD数据进行解包或组包；对ICD数据进行导入导出；对ICD管理软件进行控制。

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