4000型多普勒全向信標軟件系統技術分析

秦偉

摘 要：4000型DVOR（多普勒全向信標）設備是國際民航組織推薦的無線電導航設備，主要用于飛機的短距及中距引導。某機場該套設備的正常運行，為飛機的中近程導航提供了重要保障，保證了科研試飛的正常進行。這套設備的軟件功能十分強大，通過對設備軟件系統的技術分析，可以使我們更好地使用、維護設備，使其良好運行。

關鍵詞：多普勒全向信標；軟件系統；監視器

中圖分類號：TB56 文獻標識碼：A

多普勒甚高頻全向信標（DVOR）基于多普勒效應原理完成測向。全向信標地面設備與機載接收機配合，由機載接收機測得地面VOR信標臺的磁方位角。若設在航線上，可利用兩個VOR信標臺或一個VOR信標臺和一個測距機（DME）實現飛機定位，引導飛機沿航線飛行；若VOR信標臺設在機場附近，可引導飛機出港，并輔助儀表著陸系統引導飛機安全著陸等。

4000型DVOR系統由基于RF（射頻）及AF（音頻）子組件的硬件和在很大程度上控制硬件的軟件組成，自動化程度較高。DVOR4000的軟件有模塊結構。它被劃分成發射機軟件，監視器軟件、LRCI軟件及用于PC的用戶軟件。執行完成設備的自檢，轉機，運行，監控等主要功能。因此，要讓設備能夠正常的完成自檢，正常工作，完成發射機自動轉換等，我們都必須全面了解軟件系統的執行過程。

1 DVOR4000系統軟件概要

DVOR4000軟件包由發射機軟件，監視器軟件、LRCI軟件及用于PC的用戶軟件組成。該軟件系統執行了啟動、調制、發射機控制、信號生成、監視信號等任務。日常設備的監視、維護、維修、檢測工作均通過安裝在計算機中的設備監控軟件WINADRACS完成。

2 DVOR發射機軟件系統

發射機軟件控制發射機功能。它由以下軟件模塊組成：

（1）發射機初始化：發射機接通電源時，本模塊初始化發射機硬件以便產生載波與邊帶調制信號并復位所有功率輸出控制裝置。然后發射機開始它的工作；

（2）發射機主循環：在發射機初始化后，發射機軟件啟動1000Hz及通信中斷并進入一無盡循環。在此循環中，執行LCSU/CSB輸入命令、調制控制、BITE測量及評估；

（3）完整的編程：本模塊根據規定的發射機命令執行LCSU/CSB輸入命令；

（4）發射機控制：該模塊利用數字信號處理技術保證生成的邊帶幅度與相位調制信號的穩定性。

3 監視器軟件系統

DVOR監視器軟件以INTEL的高級語言PL/M86（用于帶80×86處理器的微型計算機的編程語言）編寫。某些子程序以匯編語言（ASM86）實現以便優化處理速度。DVOR監視器軟件完成監視器控制功能。大概可劃分為“系統初始化”和“系統監視”兩部分。該軟件的主要任務是將各階段的任務分配到主模塊，然后它能調用其它子模塊以便執行進一步的任務。最重要的功能如下：

（1）監視正在工作的發射機；

（2）控制發射機切換與關閉過程；

（3）與LCSU/CSB通信。

3.1 系統初始化

設備加電后，程序清除主存儲器（RAM）并初始化中斷控制器、定時器，并清除到LCSU/CSB的串行接口、用于監視發射機的處理器需要的各個并行接口的數據。監控器的操作數據由一個CRC檢查字保護并在初始化期間進行檢查，這些數據存儲在后備電池中。當后備電池電壓降低時，CRC檢查失敗，數據會被清除并且設置到EPROM存儲器中。在此情況下，會顯示出BITE告警。系統初始化后，程序進入主程序無盡循環并開始監視過程。

3.2 主程序循環

主程序循環主要執行以下功能：

（1）告警檢查、評估；

（2）監視器內部處理及出現切換/關閉告警條件時的內部處理；

（3）執行性操作（如切換或關閉發射機）。

監視過程的數據測量受一個960Hz硬件中斷控制，這樣可以實現等距的數據采樣。960Hz中斷具有最高優先級。960Hz中斷程序還要完成來自A/D轉換器的數據輸入、管理時間與日期計數器。

3.3 監視器軟件任務與活動

DVOR監視器軟件的主要任務是保證由正在工作的發射機發射出的導航信號的完整性。如果監視器檢測到故障信號，它會執行關閉活躍的發射機并使備機投入工作；如果備用發射機也有故障，則關閉設備。監視器的主要活動有：

（1）告警檢查與告警評估；

（3）顯示監控器狀態與測量結果；

（4）在出現故障信號時的執行性動作。

4 LRCI軟件系統

LCSU/CSB軟件是RMMC軟件包的一個顧客。LCSU/CSB軟件利用DEPOSIT-ORDER命令自RMMC部分取得命令，并利用DEPOSIT-RESULT命令返回結果。RMMC控制了到遠程控制部件的通信及設備內LCSU/CSB部件與子系統的通信。

5 用戶軟件

日常設備的監視、維護、維修、檢測工作均通過安裝在計算機中的設備監控軟件WINADRACS完成。在WINADRACS軟件中，可以進行發射機參數、監控器門限的調整，監控器參數的實時監測，電源電池系統電量的實時檢測，所有數據的保存及打印。當設備非正常關機時，也可以重新上傳數據，重新開機。

結語

本文介紹了4000型多普勒全向信標設備的系統軟件，總共分為四部分軟件系統進行了闡述。它們使得整套設備的自動化程度極大地得到了提高，通過它，我們可以更好地監視并控制設備。總之，充分了解設備的各系統軟件，更有助于我們維護、維修設備，提高該套設備的中近程導航能力。

參考文獻

[1]陳高平，鄧勇.航空無線電導航原理，上下冊[M].北京：國防工業出版社，2008.

[2]內部資料.DVOR全向信標技術手冊1.2.[Z].