遙測數據地面網絡化傳輸系統的設計與應用

郭世偉，劉語喬，劉丹

（中國飛行試驗研究院 陜西 西安　710089）

遙測數據地面網絡化傳輸系統的設計與應用

郭世偉，劉語喬，劉丹

（中國飛行試驗研究院 陜西 西安710089）

試飛試驗場配置了數個遙測地面站系統和數據監控系統來保障飛行試驗遙測數據的傳輸以及實時監控工作，在傳統的遙測數據地面傳輸體系中，需要有專人值守并且設備存在不支持數據網絡化的弊端。隨著信息網絡技術在飛行試驗中的應用，遙測數據地面傳輸與管理的網絡化成為必然趨勢。本文主要研究遙測數據地面網絡化傳輸，設計了一種數據傳輸網絡化的系統，該系統用于滿足飛行監控對數據網絡化傳輸的需求。

飛行試驗；遙測數據；飛行監控；網絡化

飛行試驗是具有高度風險性的試驗項目，試驗機進行飛行試驗時，須將各系統關鍵參數通過遙測傳輸鏈路下傳，以方便地面安全監控指揮員及時決策，降低試驗風險。因此遙測數據傳輸系統在飛行試驗中發揮的作用越來越重要。隨著技術的發展和新的測試方法的引入，遙測數據網絡化傳輸的需求被提出。網絡的應用，改變了現有遙測數據流地面傳輸的模式，提高了系統運行效率，同時為構建未來空地一體化測試網絡奠定技術基礎［1］。

1　遙測數據流地面傳輸系統

試驗場所為保障科研試飛，通常配置數量較多的遙測地面站，每個遙測地面站的兩臺遙測接收機分別接收試驗機下傳的PCM數據和機載視頻兩路數據，PCM數據和機載視頻分別進入PCM切換矩陣和機載視頻切換矩陣。根據實際監控需求，將接收到的N路PCM數據流切換至監控大廳的位同步服務器，再轉接至相應的大廳服務器；N路機載視頻通過視頻切換矩陣轉接至各大廳的機載視頻顯示器。數據處理服務器進行相應的處理后向大廳監控席位的微機分發所需監控的參數數據［2］。由于配置的遙測接收機和切換矩陣均無網絡功能，因此遙測接收機與切換矩陣，切換矩陣與服務器、機載視頻顯示器均通過同軸電纜連接，且服務器還需配置功能板卡才能完成數據的接收與處理［3］。這樣需有專人負責切換矩陣的操作，浪費人力物力，同時由于節點的增多降低了系統運行的可靠性。現行的遙測數據地面傳輸系統如圖1所示。

2　網絡化遙測數據處理軟件

為了實現地面遙測系統的網絡化，開發了網絡化遙測數據流處理軟件，從而替代需人工手動切換的單向數據傳輸模式。圖2所示為網絡化遙測數據處理軟件流程圖。

圖2　網絡化遙測數據處理軟件流程圖

飛行試驗實施過程中，遙測地面站接收試驗機下傳的遙測數據，根據數據信息設置遙測接收機的同步字、位速率、碼型等參數。隨后運行在各大廳服務器上的網絡化遙測數據處理軟件，發送請求命令，根據收到的數據報內容顯示當前接收機的狀態，若接收機已經實現了位同步和幀同步則建立與接收機的數據通道連接，服務器接收并處理遙測數據。表1所示為網絡化遙測數據處理軟件發給遙測接收機的請求命令格式。

表1　請求命令格式

表2為遙測接收機返回給服務器的遙測數據流格式［4］。

圖3為遙測接收機將接收到的遙測數據位同步和幀同步后的運行狀態圖。

網絡化遙測數據處理軟件實現了遙測地面站與監控大廳的網絡化連接，取代了之前繁瑣的同軸電纜的單向連接，同時精簡了之前由專人負責的遙測數據流切換系統操作流程。

表2　網絡化遙測數據流格式

圖3　遙測接收機運行狀態圖

3　網絡化遙測數據流地面傳輸系統

隨著技術的不斷發展、設備的更新換代，及地面監控對數據網絡化傳輸需求，需對傳統的遙測數據流地面傳輸系統進行網絡化改造［5］。同時開發的網絡化遙測數據處理軟件為網絡化的實現建立可靠連接［6］。圖4為網絡化遙測數據地面傳輸系統連接圖。

地面站接收試驗機下傳的遙測數據流，通過站內的遙測接收機進行解調及位同步和幀同步。各站的PCM和視頻接收機均通過網線與中心交換機鉸鏈。各大廳的服務器根據實際監控需求，運行相應的軟件，向相應的遙測站接收機發送遙測數據流請求命令。遙測接收機接收到請求后將數據打包成標準的網絡數據包發送。

4　結束語

圖4　網絡化遙測數據地面傳輸系統Fig.4　System of network telemetry data ground transmission

遙測數據地面網絡化傳輸系統充分利用現有遙測數據傳輸資源，通過對系統技術改造和開發的遙測數據網絡化傳輸軟件，實現了各地面遙測站與監控大廳的網絡互聯，為試驗機飛行試驗遙測數據準確、及時傳輸提供了保障，同時簡化了工作流程，節約了人力物力資源。

［1］王延路.大型飛機空地一體化遙測網絡系統關鍵技術研究［J］.電子設計工程，2014，22（16）：144-146.

［2］白效賢，楊廷梧，袁炳南.航空飛行試驗遙測技術發展趨勢與對策［J］.測控技術，2010，29（11）：6-9.

［3］袁炳南，霍朝輝，白效賢.航空飛行試驗遙測標準概況［J］.測控技術，2010，29（11）：15-19.

［4］IRIG106-2009 Telemetry Standard PartⅠ［S］．2009

［5］周慧．Vlan技術和配置實踐［J］．科技資訊，2010（7）：18-20．

［6］張俊民，袁炳南，白效賢．iNET的概念和技術框架［J］.測控技術，2010，29（11）：20-24．

The design and application of ground network telemetry data transmission system

GUO Shi-wei，LIU Yu-qiao，LIU Dan
（Chinese Flight Test Establishment of AVIC，Xi'an 710089，China）

A number of telemetry ground station system and data monitoring system are placed in flight test field to guarantee the flight test telemetry data transmission and the real time monitoring.Traditional telemetry data transmission system require person on duty and the devices do not support the data networking.With the application of information technology networking in flight test，the network has become a trend in telemetry data transmission and management.This paper mainly studies the telemetry data network transmission，and designs a system of data transmission network.This system is used to meet the needs of the flight test data monitoring and transmission with network function.

flight test；telemetry data；flight monitoring；network

TN91

A

1674－6236（2016）06-0036-03

2015-04-22稿件編號：201504246

郭世偉（1985—），男，陜西榆林人，碩士，工程師。研究方向：遙測數據處理。