補碼格式數據在民機試飛數據處理中的應用

摘 要： 為了實現在不重新設計標準試飛數據處理軟件的前提條件下，正確處理補碼格式的試飛數據。通過分析試飛數據處理算法和校線的關系以及試飛數據和校線的關系，利用解析幾何中線性方程橫坐標平移不改變縱坐標數值的特性和補碼格式數值的單調性，提出了僅對標準校線進行恰當地修改就能正確處理補碼格式的試飛數據的一種方法。 有效地保障了民機試飛任務的順利進行，并為以后其他類型的試飛數據處理提供了解決思路。

關鍵詞： 補碼； 校線； 傳感器； 數據處理

中圖分類號： TN964?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）10?0011?04

隨著我國航空技術的不斷發展，已經有實力自主研制民用飛機，以ARJ21為代表的支線客機以閃亮登上國際客機序列的歷史舞臺，即將在國際支線客機領域里占上一席之地。支線客機包含復雜的電子系統，被測試的參數多達上萬，所以會產生多種格式的試飛數據。

飛行試驗數據是支線飛機研制過程飛行試驗中所獲得的最寶貴的科研信息資料，凝聚了設計、制造、試飛等多方面技術人員的心血，甚至冒著生命危險而取得。飛行試驗數據數據處理[1?2]是飛行試驗工程中非常重要的環節，直接提供了試飛數據結果。該結果不僅為支線飛機的試驗定型、鑒定、合格審定等提供最直接的定量依據，同時也是被試對象全面、客觀真實的模型的數字體現。

試飛數據處理結果是數據處理工程師對飛行試驗原始數據進行校準、解算的結果。試飛工程師通過分析數據處理結果，得出被試飛機的性能指標是否滿足設計要求、存在哪些不足、以及如何改進等結論，為飛機定型和改良提供重要的科學依據。試飛數據處理結果的準確性直接影響試飛定型的結果。

1 補碼的概念和性質

1.1 補碼的概念

數值在計算機中表示的形式為機器數，計算機只能識別0和1，使用的是二進制[3]，為了能方便與二進制的轉換，還使用了十六進制和八進制。下面將介紹為何要引入補碼[4?7]這個概念。

1.2.3 單調性

2 試飛數據處理算法分析

2.1 校線的概念以及校線和傳感器的關系

校線是校準曲線的簡稱，指在規定條件下，表示被測量值與儀器儀表實際測得值之間關系的曲線。它主要包括直線校準、拋物線校準，多項式校準和雙曲線校準等。

在支線飛機試飛中，有一部分測試參數屬于加裝參數，通過各種類型的傳感器配合測試技術才能完成對這些參數的測量工作。下面簡要介紹傳感器的概念和工作原理。

傳感器是一種能把物理量或化學量轉變成便于利用的電信號的器件。傳感器把某種形式的能量轉換成另一種形式的能量。它有有源的和無源的兩類：有源傳感器能將一種能量形式直接轉變成另一種，不需要外接的能源或激勵源。無源傳感器不能直接轉換能量形式，但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵能，傳感器承擔將某個對象或過程的特定特性轉換成數量的工作。其“對象”可以是固體、液體或氣體，而它們的狀態可以是靜態的，也可以是動態（即過程）的。對象特性被轉換量化后可以通過多種方式檢測。對象的特性可以是物理性質的，也可以是化學性質的。按照其工作原理，它將對象特性或狀態參數轉換成可測定的電學量，然后將此電信號分離出來，送入傳感器系統加以評測或標示。

從傳感器的工作原理可知，傳感器把物理量轉化成電信號輸出，電信號通常用電壓表示，而電壓值在采集時被轉換成碼值（16位的整型值），所以，電信號和物理量的對應關系將轉換成碼值和物理量的對應關系。在試飛數據處理中，碼值和物理量對應關系的點的對數又被叫做點對校準曲線。

2.2 校線在試飛數據處理算法中的作用

從第2.1節的介紹中看出，校線實際上就是測試記錄的試飛數據原碼到實際工程中物理量的對應關系。理論上，點對校準曲線的點對個數越多，數據處理的結果越準確。然而，在實際工程應用中，不能枚舉所有點對關系，僅選擇有代表性的幾個點對關系。那么如何解算未在校線中出現的原碼的物理量。在試飛數據處理技術中已經形成了非常成熟的算法——線性插值[8?9]方法。根據實際需要，采用線性內插和線性外插相結合的方式完成所有試飛數據原碼到物理量的解算任務。通常情況下，原碼值被當做16位無符號整型數值進行處理。

4 結 語

本文通過討論校準曲線和試飛數據處理方法的關系，以及補碼在數值上單調性，采用解析幾何中線性方程平移的特性。提出了僅對校準曲線做一定的修改，就能正確處理補碼格式的試飛數據。這種解決方法不用修改標準化的試飛數據處理軟件，就能得到正確的試飛數據處理結果，有效地保障了支線飛機定型試飛任務的順利進行。同時，也給生成校準曲線的試飛工程師提供了一種解決類似問題的思路。

參考文獻

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