CN113328788A - 一种用于机载北斗短报文收发系统的测试系统及测试方法 - Google Patents

一种用于机载北斗短报文收发系统的测试系统及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于机载北斗短报文收发系统的测试系统及测试方法。包括：机载北斗短报文收发系统，其作为待测系统设置于飞机上，用于接收和发送北斗短报文信息；DGPS模块，其设置于所述飞机上，用于输出所述飞机的位置信息；地面站，其与所述机载北斗短报文收发系统通过卫星链路无线连接，用于接收所述北斗短报文信息和所述位置信息并进行分析得到测试结果。该方法用于机载北斗短报文收发系统的飞行验证，改善了现有技术中不能全面考虑飞机姿态、飞行速度等影响，且对系统的验证存在一定局限性，不能完全适用于设备的适航审定试飞的问题。

Description

一种用于机载北斗短报文收发系统的测试系统及测试方法
技术领域
本发明涉及北斗短报文收发机技术领域，尤其是涉及一种用于机载北斗短报文收发系统的测试系统及测试方法。
背景技术
北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施，北斗短报文服务是北斗导航系统所独有的服务，系统利用北斗导航卫星，向中国及周边区域用户提供短报文通信服务，北斗三号开放后可向全球用户提供通信服务。
对于机载导航设备，完成安装后需通过试飞验证其功能及性能满足要求。由于北斗短报文收发机尚未在民机上广泛运用，国内外也缺少相关试飞经验，2017年-2018年，北斗导航设备在某型国产民机上进行搭载试验，试验内容主要包括地面验证、直线滑行、大圆飞行及恒定高度飞行等，该测试方法主要是对接收机的功能进行验证和演示，但试验点并未全面考虑飞机姿态、飞行速度等影响，对系统的验证存在一定局限性，不能完全适用于设备的适航审定试飞。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于机载北斗短报文收发系统的测试系统及测试方法，该测试系统能够解决现有技术中不能全面考虑飞机姿势、飞行速度等影响，且对系统的验证存在一定局限性，不能完全适用于设备的适航审定试飞的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于机载北斗短报文收发系统的测试系统，包括：
机载北斗短报文收发系统，其作为待测系统设置于飞机上，用于接收和发送北斗短报文信息；
DGPS模块，其设置于所述飞机上，用于输出所述飞机的位置信息；
地面站，其与所述机载北斗短报文收发系统通过卫星链路无线连接，用于接收所述北斗短报文信息和所述位置信息并进行分析得到测试结果，向所述机载北斗短报文收发系统发送信息。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步地，所述测试系统还包括监控系统，所述监控系统包括图像采集模块，所述图像采集模块用于采集所述机载北斗短报文收发系统的工作状态信息。
进一步地，所述监控系统还包括控制模块，所述控制模块与所述图像采集模块电性相连，所述控制模块用于根据所述工作状态信息判断所述机载北斗短报文收发系统的工作状态。
一种用于机载北斗短报文收发系统的测试方法，所述方法具体包括：
S101，通过DGPS模块输出飞机的位置信息；
S102，通过机载北斗短报文收发系统发送北斗短报文信息；
S103，通过地面站接收所述北斗短报文信息和所述位置信息；
S104，通过所述地面站根据所述北斗短报文信息和所述位置信息进行分析，得到若干个试验点的测试结果，向所述机载北斗短报文收发系统发送信息。
进一步地，所述方法还包括S105，通过监控系统判断所述机载北斗短报文收发系统的工作状态。
进一步地，所述S105具体包括S1051，通过图像采集模块采集所述机载北斗短报文收发系统的工作状态信息；
S1052，通过控制模块根据所述工作状态信息判断所述机载北斗短报文收发系统的工作状态。
进一步地，所述S104具体包括S1041，通过监控系统得到飞机起飞阶段的工作状态，通过地面站验证所述飞机在起飞阶段的工作状态；
S1042，通过监控系统得到所述飞机爬升阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
进一步地，所述S104具体还包括S1043，通过监控系统得到所述飞机加减速阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同；
所述S104具体还包括S1044，通过监控系统得到所述飞机盘旋阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
进一步地，所述S104具体还包括S1045，通过监控系统得到所述飞机巡航阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
进一步地，所述S104具体还包括S1046，通过监控系统得到所述飞机下降阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同；
S1047，通过监控系统得到所述飞机着陆阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
本发明具有如下优点：
本发明中的用于机载北斗短报文收发系统的测试系统，将机载北斗短报文收发系统和DGPS模块设置在飞机上，通过机载北斗短报文收发系统发送北斗短报文信息；通过DGPS模块输出所述飞机的位置信息；通过地面站接收所述北斗短报文信息和所述位置信息并进行分析得到测试结果；充分考虑飞机速度、姿态及各个飞行阶段对设备工作的影响，全面检查各个运行条件下安装后设备的工作状态。解决了现有技术中不能全面考虑飞机姿势、飞行速度等影响，且对系统的验证存在一定局限性，不能完全适用于设备的适航审定试飞的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中用于机载北斗短报文收发系统的测试系统的原理图；
图2为本发明实施例中用于机载北斗短报文收发系统的测试方法的流程图；
图3为本发明实施例中用于机载北斗短报文收发系统的测试方法的具体流程图；
图4为本发明实施例中S104的具体流程图；
图5为本发明实施例中S105的具体流程图。
机载北斗短报文收发系统10，DGPS模块20，地面站30，监控系统40，图像采集模块401，控制模块402。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有试飞方法的片面性，参考同类设备的试验经验及相关技术资料，本发明提出一种试飞方法，充分考虑飞机速度、姿态及各个飞行阶段对设备工作的影响，全面检查各个运行条件下安装后设备的工作状态。
如图1所示，一种用于机载北斗短报文收发系统的测试系统，包括：
机载北斗短报文收发系统10，其作为待测系统设置于飞机上，用于接收和发送北斗短报文信息；
DGPS模块20，其设置于所述飞机上，用于输出所述飞机的位置信息；飞机完成相应的测试改装和地面试验，如要验证其精度，则需要加装DGPS模块20，加装DGPS的目的是为了能够得到更高精度的位置信息。
地面站30，其与所述机载北斗短报文收发系统10通过卫星链路无线连接，用于接收所述北斗短报文信息和所述位置信息并进行分析得到测试结果；地面站30通过对比接收到的北斗短报文信息和位置信息获得飞机的定位精度，且地面站30向所述机载北斗短报文收发系统10发送信息。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步地，所述测试系统还包括监控系统40，所述监控系统40包括图像采集模块401，所述图像采集模块401用于采集所述机载北斗短报文收发系统的工作状态信息。
进一步地，所述监控系统40还包括控制模块402，所述控制模块402与所述图像采集模块401电性相连，所述控制模块402用于根据所述工作状态信息判断所述机载北斗短报文收发系统的工作状态。
如图2所示，一种用于机载北斗短报文收发系统的测试方法，所述方法具体包括：
S101，DGPS模块输出飞机的位置信息；
本步骤中，通过DGPS模块20输出飞机的位置信息；
S102，机载北斗短报文收发系统发送北斗短报文信息；
本步骤中，通过机载北斗短报文收发系统10发送北斗短报文信息；
S103，地面站接收北斗短报文信息和位置信息；
本步骤中，通过地面站30接收所述北斗短报文信息和所述位置信息；
S104，地面站分析得到若干个试验点的测试结果；
本步骤中，通过所述地面站30根据所述北斗短报文信息和所述位置信息进行分析，得到若干个试验点的测试结果，向所述机载北斗短报文收发系统发送信息。
若干个试验点包括所述飞机从加减速阶段，所述加速阶段为所述飞机VSR+10加速到VMO/MMO阶段、所述减速阶段为所述飞机从VMO/MMO减速到VSR+10阶段、所述飞机的盘旋阶段，所述盘旋阶段时，所述飞机在左右30°坡度、所述飞机起飞阶段、所述飞机爬升阶段、所述飞机巡航阶段、所述飞机下降阶段和所述飞机着陆阶段。
考虑飞机加减速对设备工作的影响，试验点包括从VSR+10加速到VMO/MMO，以及从VMO/MMO减速到VSR+10，加减速过程中检查设备工作状态；
考虑飞机姿态对设备工作的影响，试验点包括左右30°坡度的盘旋，以及起飞、爬升、巡航、下降和着陆各个阶段，以验证典型滚转和俯仰状态设备的工作情况；
在设备发射状态时检查机载GPS、卫星通信及VHF通信工作情况，以检查设备对其他机载设备的电磁干扰情况；
如图3所示，所述方法还包括S105，监控系统判断机载北斗短报文收发系统的工作状态；
本步骤中，通过监控系统40判断所述机载北斗短报文收发系统的工作状态。
如图5所示，所述S105具体包括S1051，图像采集模块采集机载北斗短报文收发系统的工作状态信息；
本步骤中，通过图像采集模块401采集所述机载北斗短报文收发系统的工作状态信息；
S1052，控制模块判断机载北斗短报文收发系统的工作状态。
本步骤中，通过控制模块402根据所述工作状态信息判断所述机载北斗短报文收发系统的工作状态。
如图4所示，所述S104具体包括S1041，通过地面站验证起飞阶段的工作状态；
本步骤中，通过监控系统40得到飞机起飞阶段的工作状态，通过地面站30验证所述飞机在起飞阶段的工作状态；
S1042，通过地面站对爬升阶段的数据进行分析得到测试结果；
本步骤中，通过监控系统40得到所述飞机爬升阶段的工作状态，通过地面站30分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同；飞机以较大仰角连续爬升到巡航高度(按需，飞机至少要持续爬升超过3分钟)，在飞机爬升阶段分析地面站30接收的数据是否平稳、连续，有无信号丢失的现象，位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同，以验证飞机在爬升阶段的工作情况。
所述S104具体还包括S1043，通过地面站对加减速阶段的数据进行分析得到测试结果；
本步骤中，通过监控系统40得到所述飞机从VSR+10加速到VMO/MMO阶段、所述飞机从VMO/MMO减速到VSR+10阶段的工作状态，通过地面站30分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。飞机到达巡航高度以后，飞机的速度从VSR+10加速到VMO/MMO，以及从VMO/MMO减速到VSR+10，在飞机的加减速阶段分析地面站30接收数据是否平稳、连续，有无信号丢失的现象，位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同，以验证飞机在加减速阶段的工作情况。
进一步地，所述S104具体还包括S1044，通过地面站对盘旋阶段的数据进行分析得到测试结果；
本步骤中，通过监控系统40得到所述飞机左右30°坡度的盘旋阶段的工作状态，通过地面站30分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同；在巡航高度，飞机分别以左右30°坡度角完成360°盘旋，在飞机的盘旋阶段分析地面站30接收数据是否平稳、连续，有无信号丢失的现象，位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同，以验证飞机在盘旋阶段的工作情况。
S1045，通过地面站对巡航阶段的数据进行分析得到测试结果；
本步骤中，通过监控系统40得到所述飞机巡航阶段的工作状态，通过地面站30分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
S1046，通过地面站对下降阶段的数据进行分析得到测试结果；
通过监控系统40得到所述飞机下降阶段的工作状态，通过地面站30分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
S1047，通过地面站对着陆阶段的数据进行分析得到测试结果；
通过监控系统40得到所述飞机着陆阶段的工作状态，通过地面站30分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
在设备发射状态时检查记载GPS和通信模块50的工作情况，通信模块50包括卫星通信设备和VHF通信设备，GPS数据是否连续平稳，是否有丢失现象；语音通信是否清晰连续，有无干扰。同时观察飞机飞行全程中设备与其他机载设备间是否存在电磁干扰情况；
飞机以较大俯角连续下降(应持续超过3分钟)，下降过程中观察设备工作状态，分析地面站30接收的数据是否平稳、连续，有无信号丢失现象，与GPS轨迹是否相符，以验证飞机在连续下降阶段工作情况；
对于安装两套收发机的飞机，还要验证单套失效的工作状态。
该用于机载北斗短报文收发系统的测试方法使用过程如下：
使用时，通过DGPS模块20输出飞机的位置信息；通过机载北斗短报文收发系统10发送北斗短报文信息；通过地面站30接收所述北斗短报文信息和所述位置信息；通过所述地面站30根据所述北斗短报文信息和所述位置信息进行分析，得到若干个试验点的测试结果。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书的一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本文件的实施例而已，并不用于限制本文件。对于本领域技术人员来说，本文件可以有各种更改和变化。凡在本文件的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本文件的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于机载北斗短报文收发系统的测试系统，其特征在于，包括：
机载北斗短报文收发系统，其作为待测系统设置于飞机上，用于接收和发送北斗短报文信息；
DGPS模块，其设置于所述飞机上，用于输出所述飞机的位置信息；
地面站，其与所述机载北斗短报文收发系统通过卫星链路无线连接，用于接收所述北斗短报文信息和所述位置信息并进行分析得到测试结果，向所述机载北斗短报文收发系统发送信息。
2.根据权利要求1所述的用于机载北斗短报文收发系统的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括监控系统，所述监控系统包括图像采集模块，所述图像采集模块用于采集所述机载北斗短报文收发系统的工作状态信息。
3.根据权利要求2所述的用于机载北斗短报文收发系统的测试系统，其特征在于，所述监控系统还包括控制模块，所述控制模块与所述图像采集模块电性相连，所述控制模块用于根据所述工作状态信息判断所述机载北斗短报文收发系统的工作状态。
4.一种用于机载北斗短报文收发系统的测试方法，其特征在于，所述方法具体包括：
S101，通过DGPS模块输出飞机的位置信息；
S102，通过机载北斗短报文收发系统发送北斗短报文信息；
S103，通过地面站接收所述北斗短报文信息和所述位置信息；
S104，通过所述地面站根据所述北斗短报文信息和所述位置信息进行分析，得到若干个试验点的测试结果，向所述机载北斗短报文收发系统发送信息。
5.根据权利要求4所述的用于机载北斗短报文收发系统的测试方法，其特征在于，所述方法还包括S105，通过监控系统判断所述机载北斗短报文收发系统的工作状态。
6.根据权利要求5所述的用于机载北斗短报文收发系统的测试方法，其特征在于，所述S105具体包括S1051，通过图像采集模块采集所述机载北斗短报文收发系统的工作状态信息；
S1052，通过控制模块根据所述工作状态信息判断所述机载北斗短报文收发系统的工作状态。
7.根据权利要求4所述的用于机载北斗短报文收发系统的测试方法，其特征在于，所述S104具体包括S1041，通过监控系统得到飞机起飞阶段的工作状态，通过地面站验证所述飞机在起飞阶段的工作状态；
S1042，通过监控系统得到所述飞机爬升阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
8.根据权利要求7所述的用于机载北斗短报文收发系统的测试方法，其特征在于，所述S104具体还包括S1043，通过监控系统得到所述飞机加减速阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同；
所述S104具体还包括S1044，通过监控系统得到所述飞机盘旋阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
9.根据权利要求8所述的用于机载北斗短报文收发系统的测试方法，其特征在于，所述S104具体还包括S1045，通过监控系统得到所述飞机巡航阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
10.根据权利要求9所述的用于机载北斗短报文收发系统的测试方法，其特征在于，所述S104具体还包括S1046，通过监控系统得到所述飞机下降阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同；
S1047，通过监控系统得到所述飞机着陆阶段的工作状态，通过地面站分析接收到的所述北斗短报文信息和所述位置信息是否正常，所述位置信息与所述飞机的GPS轨迹是否相同。
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