本發(fā)明涉及一種模擬系統(tǒng)，特別涉及及一種對(duì)無線電導(dǎo)航識(shí)別的業(yè)務(wù)功能、系統(tǒng)管理進(jìn)行模擬無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)(icni)是航空電子系統(tǒng)中重要組成部分，隨著電子技術(shù)飛速發(fā)展，其技術(shù)正在向綜合化、模塊化、數(shù)字化方向發(fā)展。無線電導(dǎo)航識(shí)別是一種硬件和軟件都采用開放式體系結(jié)構(gòu)、多頻段多模式、軟件可編程、硬件可配置的無線電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了由聯(lián)合式架構(gòu)向綜合化架構(gòu)的演進(jìn)，有效減少了體積、重量，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠性。

無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)是一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng)，從需求分析、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)到系統(tǒng)系統(tǒng)驗(yàn)證和航電系統(tǒng)集成，其研制周期非常長(zhǎng)，研制成本也非常高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了縮短系統(tǒng)的研制周期，降低研制成本，本發(fā)明提出一種無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)，可以對(duì)無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能和系統(tǒng)管理進(jìn)行模擬驗(yàn)證，并支持系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模擬以及系統(tǒng)運(yùn)行場(chǎng)景模擬。無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)可以替代無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)與航電系統(tǒng)進(jìn)行模擬集成，對(duì)航電系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。

本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)，包含業(yè)務(wù)功能模擬模塊、數(shù)據(jù)模擬模塊和場(chǎng)景模擬模塊；

所述場(chǎng)景模擬模塊用于模擬場(chǎng)景，并將模擬的場(chǎng)景發(fā)送給數(shù)據(jù)模擬模塊和業(yè)務(wù)模擬模塊；

所述數(shù)據(jù)模擬模塊用于結(jié)合場(chǎng)景模擬模塊提供的場(chǎng)景模擬相應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給業(yè)務(wù)功能模擬模塊；

所述業(yè)務(wù)功能模擬模塊用于結(jié)合場(chǎng)景模擬模塊提供的場(chǎng)景和數(shù)據(jù)模擬模塊提供的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模擬相應(yīng)的無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的波形。

進(jìn)一步，無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)還包含系統(tǒng)管理模擬模塊，所述系統(tǒng)管理模擬模塊用于模擬出無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)各個(gè)波形的健康狀態(tài)和對(duì)各個(gè)波形的射頻管理狀態(tài)，對(duì)業(yè)務(wù)功能模擬模塊的行為進(jìn)行控制。

進(jìn)一步，無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)還包含以太網(wǎng)通信模塊，所述以太網(wǎng)通信模塊用于將外部仿真器輸出的外部仿真環(huán)境和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸出給業(yè)務(wù)功能模擬模塊，所述業(yè)務(wù)功能模擬模塊還用于在接收到以太網(wǎng)通信模塊傳輸?shù)耐獠糠抡姝h(huán)境和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模擬相應(yīng)的無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的波形。

進(jìn)一步，無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)還包含人機(jī)交互界面，人機(jī)交互界面用于供用戶對(duì)各模塊進(jìn)行配置。

進(jìn)一步，無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)還包含fc通信模塊，所述fc通信模塊用于將業(yè)務(wù)功能模擬模塊和系統(tǒng)管理模擬模塊的輸出輸出給航電系統(tǒng)。

優(yōu)選地，業(yè)務(wù)功能模擬模塊模擬的波形包括塔康、儀表著陸接收機(jī)、微波著陸接收機(jī)、無線電高度表、敵我識(shí)別應(yīng)答、s模式應(yīng)答機(jī)、空中防撞和自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視接收機(jī)輸出的波形。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)模擬模塊模擬的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括塔康地面站數(shù)據(jù)、儀表著陸地面臺(tái)數(shù)據(jù)、微波著陸地面臺(tái)數(shù)據(jù)、無線電高度數(shù)據(jù)、敵我識(shí)別詢問數(shù)據(jù)、航管詢問數(shù)據(jù)和空中防撞數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，場(chǎng)景模擬模塊模擬的場(chǎng)景包含地上待命、起飛、巡航、作戰(zhàn)和著陸。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明提出了一種無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)典型配置的無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能、系統(tǒng)管理的模擬。

(2)本發(fā)明通過使用貨架產(chǎn)品，搭建標(biāo)準(zhǔn)的、通用的、可擴(kuò)展的硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)硬件平臺(tái)的可變規(guī)模和易于擴(kuò)展，以便硬件平臺(tái)根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行快速升級(jí)和擴(kuò)展。

(3)采用面向?qū)ο蟮乃枷?，以模塊功能的低耦合、高內(nèi)聚為原則，將無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)軟件分為交互界面、業(yè)務(wù)擬模塊、管理模擬模塊等7個(gè)模塊。每個(gè)模塊可以根據(jù)不同要求進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，降低了未來需求改變帶來的系統(tǒng)開發(fā)與測(cè)試成本。

(4)本發(fā)明通過較低的成本、較短的研制周期實(shí)現(xiàn)無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)，支持與航電系統(tǒng)快速集成，通用與航電系統(tǒng)集成為物理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有用的參考數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1是無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)的外部交聯(lián)圖；

圖2是無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)的功能架構(gòu)圖；

圖3是無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)的物理架構(gòu)圖；

圖4是無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)的軟件架構(gòu)圖；

圖5是無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)的運(yùn)行流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本發(fā)明相關(guān)的定義如下：

定義1：航電系統(tǒng)模擬集成：模擬系統(tǒng)代替真實(shí)的通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)與航電系統(tǒng)進(jìn)行集成，支撐航電系統(tǒng)的驗(yàn)證。

定義2：業(yè)務(wù)功能模擬：模擬通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的業(yè)務(wù)，如短波通信、塔康導(dǎo)航、敵我識(shí)別等通信導(dǎo)航識(shí)別業(yè)務(wù)，是行為級(jí)別的模擬。

定義3：管理模擬：對(duì)通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)管理功能進(jìn)行模擬，包括健康管理和射頻管理的模擬。

定義4：數(shù)據(jù)模擬：模擬生成通信導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，例如塔康的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。

定義5：場(chǎng)景模擬：模擬通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)行的場(chǎng)景，以體現(xiàn)其不同運(yùn)行場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)功能和系統(tǒng)管理的變化。

定義6：波形：在利用軟件無線電技術(shù)設(shè)計(jì)的通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的分立式的通信導(dǎo)航識(shí)別設(shè)備變成綜合化系統(tǒng)的一個(gè)波形應(yīng)用，簡(jiǎn)稱波形。

本發(fā)明主要涉及以下幾個(gè)部分：

1、如圖1所示，無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，提供模擬軟件的運(yùn)行平臺(tái)，提供與航電系統(tǒng)、外部仿真環(huán)境交互的接口。

如圖3所示，無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)的硬件平臺(tái)是一個(gè)開放式的通用化的平臺(tái)，它由計(jì)算機(jī)、顯示器、以太網(wǎng)交換機(jī)、控制臺(tái)、fc接口卡、以及38u機(jī)柜組成，整個(gè)模擬系統(tǒng)的硬件平臺(tái)都安裝在38u機(jī)柜中。計(jì)算機(jī)選用上架式的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，預(yù)留多個(gè)常用的接口，以便在應(yīng)用中根據(jù)需求進(jìn)行功能擴(kuò)展；顯示器和控制臺(tái)都選用上架式的設(shè)備；fc接口卡選用pcie接口的板卡，支持雙冗余通道、支持fc-ae-asm協(xié)議；以太網(wǎng)交換機(jī)選用多口的千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，滿足多路調(diào)整數(shù)據(jù)的傳輸需求。

硬件平臺(tái)特點(diǎn)如下：

a.硬件平臺(tái)安裝在38u機(jī)柜中，保留足夠的空間以便模擬系統(tǒng)增加規(guī)模；

b.采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，預(yù)留多個(gè)常用接口，以便進(jìn)行功能擴(kuò)展；

c.硬件平臺(tái)包含以太網(wǎng)交換機(jī)，以便進(jìn)行多種仿真數(shù)據(jù)的接入。

2、如圖2、圖4所示，無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)的模擬軟件，由人機(jī)交互界面、業(yè)務(wù)功能模擬模塊、系統(tǒng)管理模擬模塊、數(shù)據(jù)模擬模塊、場(chǎng)景模擬模塊、以太網(wǎng)通信模塊、fc通信模塊組成。

人機(jī)交互界面使用qt開發(fā)環(huán)境下，c++語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，提供業(yè)務(wù)模擬、管理模擬、場(chǎng)景模擬、以太網(wǎng)通信、fc通信的顯示控制交互手段，以便用戶在缺少航電系統(tǒng)連接的條件下對(duì)無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬器進(jìn)行配置。

業(yè)務(wù)功能模擬使用c++語(yǔ)言開發(fā)，在有外部仿真器的條件下，根據(jù)以太網(wǎng)通信模塊接收到的外部仿真機(jī)提供的外部仿真環(huán)境和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的模擬，在缺少外部仿真器時(shí)，根據(jù)場(chǎng)景模擬模塊提供的場(chǎng)景和數(shù)據(jù)模擬模塊提供的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的模擬，對(duì)無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的模擬包括塔康、儀表著陸接收機(jī)、微波著陸接收機(jī)、無線電高度表、敵我識(shí)別應(yīng)答、s模式應(yīng)答機(jī)、空中防撞、自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視接收機(jī)等導(dǎo)航識(shí)別監(jiān)視的波形功能模擬，并通過fc通信模塊傳送給航電系統(tǒng)，對(duì)航電系統(tǒng)下發(fā)的指令進(jìn)行響應(yīng)。業(yè)務(wù)功能模擬模塊使用基于事件響應(yīng)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，模擬出各個(gè)波形對(duì)于外部數(shù)據(jù)的響應(yīng)。

系統(tǒng)管理模擬使用c++語(yǔ)言開發(fā)，包括健康管理、射頻管理的管理功能模擬，模擬出系統(tǒng)各個(gè)波形的健康狀態(tài)和對(duì)各個(gè)波形的射頻管理狀態(tài)，可以通過交互界面進(jìn)行配置，可以通過fc通信模塊與航電系統(tǒng)進(jìn)行交互。系統(tǒng)管理模擬模塊使用基于有限狀態(tài)機(jī)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，模擬出系統(tǒng)的各個(gè)健康狀態(tài)和射頻管理狀態(tài)以及狀態(tài)之間的切換。

數(shù)據(jù)模擬模塊使用c++語(yǔ)言開發(fā)，主要模擬無線導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，保證無線導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)在缺少外部仿真環(huán)境的條件下仍然能正常工作。模擬的數(shù)據(jù)包括：塔康地面站數(shù)據(jù)、儀表著陸地面臺(tái)數(shù)據(jù)、微波著陸地面臺(tái)數(shù)據(jù)、無線電高度數(shù)據(jù)、敵我識(shí)別詢問數(shù)據(jù)、航管詢問數(shù)據(jù)、空中防撞數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)模擬模塊使用基于有限狀態(tài)機(jī)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，模擬出系統(tǒng)的在不同的狀態(tài)(即場(chǎng)景)下的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

場(chǎng)景模擬使用c++語(yǔ)言開發(fā)，功能包括：地上待命、起飛、巡航、作戰(zhàn)、著陸5個(gè)場(chǎng)景，通過場(chǎng)景模擬可以為數(shù)據(jù)模擬提供場(chǎng)景條件，使數(shù)據(jù)模擬功能根據(jù)場(chǎng)景進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的模擬生成。場(chǎng)景模擬模塊使用基于有限狀態(tài)機(jī)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，模擬出系統(tǒng)運(yùn)行場(chǎng)景的轉(zhuǎn)換。

以太網(wǎng)通信模塊使用c++語(yǔ)言開發(fā)，實(shí)現(xiàn)模擬器與外部仿真環(huán)境之間的以太網(wǎng)通信。以太網(wǎng)通信模塊使用udp的方式進(jìn)行通信，將現(xiàn)成的udp的socket接口進(jìn)行集成和封裝。

fc通信模塊使用c++語(yǔ)言開發(fā)，實(shí)現(xiàn)模擬器與航電系統(tǒng)之間的fc通信。fc通信模塊使用虛擬鏈路的方式進(jìn)行通信，將廠家提供的驅(qū)動(dòng)接口進(jìn)行集成和封裝。

3、如圖5所示，無線電導(dǎo)航識(shí)別模擬系統(tǒng)的運(yùn)行流程為：

a.系統(tǒng)上電之后，運(yùn)行模擬軟件。通過人機(jī)交互界面開啟無線電導(dǎo)航識(shí)別業(yè)務(wù)功能狀態(tài)，配置業(yè)務(wù)功能。

b.在有外部仿真器的條件下，由業(yè)務(wù)功能模擬模塊通過以太網(wǎng)通信模塊接收外部仿真器提供的外部仿真環(huán)境和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并模擬無線電導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)的相關(guān)波形，通過fc通信模塊發(fā)送給航電系統(tǒng)。

c.在缺少外部仿真器的條件下，先由人機(jī)交互界面配置場(chǎng)景模擬參數(shù)和數(shù)據(jù)模擬參數(shù)，再由場(chǎng)景模擬模塊和數(shù)據(jù)模擬模塊進(jìn)行場(chǎng)景模擬和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模擬，然后由業(yè)務(wù)功能模擬模塊進(jìn)行相關(guān)的波形模擬，并通過fc通信模塊發(fā)送給航電系統(tǒng)。

d.通過人機(jī)交互界面配置系統(tǒng)管理參數(shù)，由系統(tǒng)管理模擬模塊模擬出系統(tǒng)各個(gè)波形的健康狀態(tài)和對(duì)各個(gè)波形的射頻管理狀態(tài)，對(duì)業(yè)務(wù)功能模塊的行為進(jìn)行控制。

可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。