某著陸系統測試評估軟件的設計

杜毅鵬 徐飛 高新國

摘 要

為了便捷、高效地對某著陸系統進行定期的測試評估，設計基于Lab VIEW的測試評估軟件。通過422總線接收數傳電臺解析的某著陸設備回傳信息和GPS數據，實現對某著陸系統狀態監控、數據存儲、動態回放和誤差分析多項功能。經測試，該評估軟件運行效果良好，具有較強的使用價值。

關鍵詞

LabVIEW;測試評估軟件;數傳電臺;誤差分析

中圖分類號： TP311.53;V446? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.061

Abstract

In order to facilitate and efficiently conduct regular test and evalution of the landing system，a test and evaluation software based on LabVIEW was designed.The 422 bus is used to receive the information and GPS data from the landing equipment analyzed by the data transmission station，so as to realize the functions of monitoring the status of the landing system，data storage，dynamic playback and error analysis.After testing，the evaluating software runs well and a strong value in use.

Key Words

LabVIEW;Test evaluation software;The data transmission station; Error analysis

0 引言

某著陸臺站能夠為飛機提供相對于跑道中心延長線的方位、仰角導航信息，由于受到場地條件、電磁干擾以及人為因素的影響，需要定期對臺站進行測試評估。傳統的測試軟件存在校驗周期長、不易操控等缺點，極大限制了某著陸系統的測試評估工作。一種新型的測試評估軟件應運而生，它利用LabVIEW軟件功能性強、編程效率高、易操作等特點，便捷、高效地完成某著陸系統測試評估任務[1-3]。本文重點研究設計一套新型的測試評估軟件，實現對某著陸系統狀態監控、數據回放、誤差分析等功能。

1 LabVIEW簡介及其應用

與傳統編程語言不同，LabVIEW是一種圖形化編程語言，它采用數據流編程方式，來決定程序中VI（虛擬儀器模塊）的運行順序[4]。在同樣的硬件平臺下，可以通過改變軟件來實現不同的顯控功能，是目前應用最廣、發展最快、功能最強的圖形化軟件開發編程環境[5-6]。LabVIEW內部集成有眾多的函數和程序模塊，方便用戶使用。本文使用了數據庫、VISA串口、MathScript節點等功能模塊，實現了軟件所需要的功能。

2 軟件結構

PFE（Path Following Error，航道跟隨誤差）、CMN（Control Motion Noise，控制運動噪聲）是某著陸系統的兩種引導信號誤差。PFE可以引起飛機偏離預定航道線或下滑道，CMN可引起飛機姿態的改變，并使舵面、駕駛桿發生抖動。測試評估軟件旨在對獲取的導航數據和GPS數據進行處理、評估，計算出方位和仰角對應的PFE、CMN值，并分析其方位、仰角的超差情況，從而對某著陸臺站的工作參數進行修正，達到測試評估的目的。

測試評估軟件總體框架如圖1所示。當用戶啟動測試評估軟件后，系統自動進行參數初始化，彈出位置信息設置界面。待用戶設置完臺站位置信息，系統進入循環監測狀態，對接收的RS422串口數據進行處理、記錄和評估，實時監測用戶的指令信息，做出相應的操作。

3 軟件功能設計

3.1 狀態監控

狀態監控是測試評估軟件最基本的功能之一。測試評估軟件主界面如圖2所示，該界面主要實現兩大功能：實時解析顯示機載設備導航數據、GPS數據和發送控制指令。當機載設備導航數據和GPS數據由422串口送至測試評估軟件后，軟件依據協議解析出所需要顯示的信息，并顯示在主界面上;同時軟件實時監測用戶是否需要發送指令，若用戶點擊主界面“發送”按鈕后，軟件會根據界面設置選擇發送不同的指令至數傳電臺。

3.2 數據存儲

測試評估軟件將422總線傳輸過來的導航數據和GPS數據以字符串形式存儲至數據庫中，在飛行任務結束后可讀取相應數據進行誤差分析操作，是測試評估必不可少的功能之一。用戶填寫完參數，點擊“確定”按鈕后，主界面開始將串口接收到的數據順序存儲在數據庫中。LabVIEW內部集成有Database Open Connection、Database Insert Data、Database Close Con nection等數據庫操作函數，只需調用即可完成數據庫各類操作。

3.3 動態回放

動態回放功能可在測試評估任務結束后由用戶對存儲的數據進行回放和分析。用戶啟動該界面后，列表框會顯示所有數據庫里存儲的信息。待用戶選擇一組數據后，點擊“開始”按鈕，數據庫內相應的字符串數據會動態的顯示在主界面上，直至數據全部提取完畢，界面停止。期間用戶可以點擊“暫?！焙汀袄^續”按鈕對進度進行操作。該功能使用了Database Variant To Data等數據庫操作函數，旨在將數據庫內所有數據的組名和總行數順序分布在列表框內，方便用戶進行選擇。

3.4 誤差分析

誤差分析功能是測試評估軟件的核心，它有效的對導航數據進行綜合處理和分析評估，計算出相應的PFE、CMN值，其方位誤差分析界面如圖3所示。該界面采用波形圖控件來顯示方位的誤差分析結果，用戶可以移動兩個游標來選擇自己查看的超差范圍，最終的實驗結果打印成Word文檔供用戶查看。

4 結果分析

啟動測試評估軟件，設置對應的臺站位置信息參數，動態回放一組有效的待評估數據，實時觀察主界面和誤差分析界面的變化情況，如圖4所示。

從圖4可以看出，測試評估軟件主界面、動態回放界面和誤差分析界面交互工作正常，可清晰的繪制出仰角的PFE、CMN誤差曲線。

5 結束

在某著陸測試評估軟件的設計中，采用LabVIEW虛擬儀器開發環境，實現對某著陸設備狀態監控、數據存儲、動態回放和誤差分析等多項功能，達到測試評估的目的。和傳統測試系統相比，其優點為程序易于編寫，界面友好，可操作性強，功能強大，而且系統穩定性和抗干擾性大為提高。

參考文獻

[1]胡安平.陸基超遠程無線電導航發展研究[J].導航定位與授時，2018（5）.

[2]樊建文，李城梁.基于SLAM輔助的INS/無線電組合定位方法[J].現代導航，2016（4）.

[3]王維國.陸基無線電導航臺監控系統的設計[J].無線電工程，2006（1）.

[4]方凌.民航陸基近距無線電建模與機載綜合導航可靠融合技術[D].南京航空航天大學，2013.

[5]蔣師.基于LabVIEW的芯片自動測試系統設計[D].湖北大學，2014.

[6]涂欽.基于LabVIEW的嵌入式光電信號處理儀器設計[D].福建師范大學，2012.