基于光电经纬仪的飞机着陆下滑引导监视系统设计.docxVIP

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基于光电经纬仪的飞机着陆下滑引导监视系统设计

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摘要：基于飞机着陆下滑引导监视系统设计需求，针对现有光电经纬仪通信的缺陷，通过分析系统通信物理链路，突破了光电经纬仪之间通信转换协议设计、查表法CRC码校验快速计算、实测数据滤波模型构建等关键技术，以软件技术代替硬件板卡信号处理，实现了稳定可靠且成本低廉的飞机着陆下滑引导监视系统，实验部分验证了该方法的有效性。目前，该系统已成功应用到某型飞机灯光着陆系统试飞中。

关键词：光电经纬仪；数据链路层通信协议；循环冗余码校验；扩展卡尔曼滤波

：TN948.64?34：A：1004?373X（2017）20?0132?04

Abstract：Basedonthedesigndemandofguidanceandmonitoringsystemforaircraftlanding，thekeytechnologiessuchasprotocoldesignforcommunicationconversionbetweenphotoelectrictheodolites，rapidcomputationofCRCcodesusingtablecheckingmethod，andfilteringmodelconstructionformeasureddatawererealizedafteranalyzingphysicallinkofsystemcommunicationinviewofthecommunicationdefectsoftheavailablephotoelectrictheodolite.Thehardwareboardissubstitutedwithsoftwaretechnologyforsignalprocessing，implementingareliableandlow?costguidanceandmonitoringsystemforaircraftlanding.Intheexperiment，thereliabilityofthesystemisverified.Currently，thesystemhasbeensuccessfullyappliedtothetrialflightofacertainmodelaircraftlightinglandingsystem.

Keywords：photoelectrictheodolite；DDCMP；CRC；EKF

根据型号任务要求，需要将两台光电经纬仪测量的飞机下滑的轨迹数据实时送到指挥显控台上，为决策指挥提供参考。采用硬件板卡实现DDCMP数据通信开发成本高，且开发周期长，为此开发设计了经纬仪实时数据转发平臺。此平台包括硬件平台和软件平台两部分[1]。硬件平台实现了数据通信的物理链路，软件平台实现了数据的实时接收、处理、显示及转发监控显控台的功能。

1系统组成及信号流程

1.1系统硬件平台

中心站计算机实时接收两台经纬仪的数据，然后分别对两条数据流按各自的通信格式进行解包，再进行数据滤波、坐标转换，然后打包成DDCMP格式的数据，通过串口、光端机发送到灯光着陆系统的智能通信处理机（ICP），再通过ICP的硬件板卡解码，最后送到监控台[2]。系统信号流程如图1所示。

1.2软件功能模块及信号流程

软件按功能模块划分主要有9个，分别为主控模块、数据接收模块、数据滤波模块、坐标转换模块、数据显示模块、数据转发模块、电子地图显示模块、二维曲线显示模块、数据保存模块[3]。

软件总体模块构成如图2所示。

2关键技术及解决方法

2.1关键技术

（1）通信协议转换。两台经纬仪采用各自定义的数据格式，监控系统采用数据链路层协议DDCMP，必须要进行协议转换才能进行数据通信。

（2）CRC软件实现。CRC计算比较复杂，工程中一般采用高速FPGA实现，这就需要开发硬件板卡，但是项目时间不允许；如何通过软件法实现CRC校验的实时性、稳定性及可靠性是技术难点。

（3）数据滤波算法。在实际飞行试验中，光电经纬仪激光距离值有断点、跳点、零点，如果把数据直接送到监控显控台，将影响指挥员决策指挥；而且飞机是非线性机动飞行，并且滤波算法必须满足实时性要求[4]。

2.2解决方法

两台光电经纬仪，固定站为1998年设备，活动站为2008年改造后设备，两者的数据格式不同。固定站数据帧格式如图3所示。

监控系统采用DDCMP的数据格式，DDCMP