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大型飞机空地一体化遥测网络系统关键技术研究

王延路

【摘要】本文依据当前ARJ21已取得的经验和未来C919大客等国家大型飞机测

试需求,以未来国际化飞行试验测试技术的发展趋势为背景,结合我国试飞测试的技

术特点,提出了机载测试/遥测网络/地面数据处理为一体的大型飞机空地一体化遥

测网络系统架构,对其中一些关键技术进行了研究和分析,提出了解决方案,为今后大

型飞机试飞测试及综合监控方法的研究提供了借鉴.

【期刊名称】《电子设计工程》

【年(卷),期】2014(022)016

【总页数】4页(P144-146,150)

【关键词】机载测试;遥测网路;实时数据快速处理;空地一体化

【作者】王延路

【作者单位】中国飞行试验研究院陕西西安710089

【正文语种】中文

【中图分类】TN98

大型飞机试飞是一项充满风险与挑战性的大型试验工程，空地一体化遥测网络系统

是对飞行试验整个过程进行监控和指挥的平台，它是集无线电遥测技术、计算机网

络技术和计算机软件技术为一体的大型实时数据处理系统。

随着航空技术的不断发展，基于PCM和以太网混合体系架构的空地一体化遥测网

络技术在国内外飞行试验中得到广泛应用。未来大型客机系统越来越复杂，实时监

控的安全性要求越来越高、数据处理的时间要求越来越短，网络化技术的应用要求

越来越强烈，对现行实时监控、网络传输、数据处理模式提出了严峻的挑战。

大型飞机在适航审定试飞过程中，所具有的测试特点和需求主要表现在以下几个方

面：

飞机体积大带来的结果是被测对象分布广、数据量大，使用传统的单路采集器存在

采集瓶颈，布线困难的问题，因此必须采用国际通用的多采集器网络化测试系统架

构。它以网络包的方式为各子系统提供数据源，这要求遥测系统具有处理多路网络

数据流的能力。

新一代飞机试飞测试包括音频、视频、外测数据、PCM等多种数据类型，且多架

飞机协同试飞，要求地面监控系统具有综合组网、数据融合、集中控制、智能化可

视化监控等功能。

大飞机测试系统复杂，被测参数多、留空时间长、记录数据量大，既有低速采样参

数又有高速采样参数，同时试飞工程的时间性和型号的市场特点，对快速数据处理

能力提出了更高的要求。

未来飞机的机载测试是一个包含网络、PCM和RF无线网络数据的多体制共存的

综合系统，空地一体化遥测网络系统架构、处理模式、数据传输，直接影响着大型

飞机的试飞质量、试飞安全和试飞周期。

空地一体化遥测网络系统体系结构如图1所示，它由机载测试网络系统、遥测传

输网络系统和地面数据处理网络系统组成，形成一套空地一体化的网络分布式体系

结构，实现多试验对象上的机载测试网络系统与地面数据网络系统的远程互联，和

多机协同试飞。

2.1.1机载网络采集子系统

与传统机载测试系统相比，大型飞机机载采集系统的最大变化是体系结构基于网络

架构，使得机载采集系统成为网络分布式结构，系统测试能力增强、易于改装和功

能扩展[1]。

2.1.2座舱显示子系统

试飞中为弥补失速、颤振等风险科目试飞员座舱显示的不足，在座舱内加装显示设

备（一种嵌入式智能设备），它的数据源来自采集器发送的网络包，通过以太网发

送到座舱显示仪，能够根据试飞科目的不同灵活配置座舱显示参数，满足试飞员的

要求。

2.1.3重心调节子系统

飞机重心调节的试飞科目在民机适航审定试飞中是必不可少的，实时监控子系统需

要向重心调节子系统提供实时数据，使重心调节子系统准确的调整重心，同时配重

子系统实时调整的重心结果发送给机载采集子系统，最终返回实时监控子系统形成

闭环控制。

2.1.4参数快速处理子系统

将传统事后处理的数据，移植到试验机上实时进行，利用飞行时间完成数据的同步

处理。

2.1.5机载实时监控子系统

飞机上配置一套机载实时监控子系统，接收多采集器网络流数据，完成时间同步、

数据处理、任务监控。试飞工程师通过它所提供的监控画面和数据分析结果可以在

较短时间内判定试验过程或飞行动作的质量，从而大大缩短试飞周期，提高试飞效

率，保证试飞安全。

遥测传输网络系统包括：试验对象端、遥测地面站端两部分。与传统遥测系统相比，

遥测网络系统除保留了传统的PCM串行数据流点到点、实时遥测传输功能外[2]，

新增的远程、宽带RF无线网数据链，使遥测传输网络系统具备了以下3大增强功

能。

1）增强了系统的下行遥测