無線電導航儀與通用仿真模塊研究及設計

朱敬生 崔瀅

【摘?要】無線電導航儀利用運動物體上的電子設備，進行無線電波的接收和處理，并且獲得導航參數從而確定航行體的位置。針對無線電導航儀通用仿真模塊研究，能夠進一步提高無線電導航與通用仿真模塊的開發利用效率?；诖吮疚尼槍o線電導航以及基本仿真方法及通用軟件的模塊設計進行了探索。

【關鍵詞】無線電導航儀;通用仿真模塊;研究;設計

引言：

早在上世紀20-30年代，利用無線電測向便成為航海和航空中的導航手段，并且沿用至今。在上世紀，全球定位系統研制成功，使得無線電導航得到了進一步的發展。通過無線電導航能夠不受時間和天氣的限制，也能獲得更高精度的位置定位，并且定位時間短，設備簡單可靠，因此在航海和航空中有著廣泛應用。通過仿真技術進行仿真GPS與教學訓練是有效的教學方法，這樣的方式能夠有效節約經費并且彌補安裝GPS導航儀在教學環境中存在的不足。當前隨著科學技術的不斷進步，導航體系和導航儀在不斷的發展更新中，越來越多不同類型的儀器不斷的應用，如果安裝GPS導航已進行教學，不僅帶來了巨大的困難，也會加大教學的成本，因此通過仿真技術進行教學，能夠利用更加簡單的方式，進行仿真訓練教學，提高教學訓練的效果。

一、無線電導航儀基本仿真方法及通用軟件模塊設計

（一）導航儀人機交互模塊

導航儀的模擬仿真系統中涉及大量的人機交互，因此人機交互界面的體驗直接影響到用戶的最終使用效果。主要分為輸入和控制以及輸出三個單元，輸入單元包括各種開關、鍵盤旋鈕的輸入設備，控制單元主要實現信息的控制，對于數據發揮起到控制作用，輸出單元則是導航信息衛星、信號模擬的各種信息的匯總顯示。輸入單元、控制單元和輸出單元是人機交互的主要元件。

（二）導航儀系統數據交換模塊

無線電腦和你在應用的過程中針對航路點的設置和調試，以及GPS仿真儀導航時間及其他相關數據的設計和顯示，都需要進行存儲和編輯，在使用之后進行刪除。這些數據在不同的模塊中進行相互交換，實現動態效果。因此，在設計的過程中可以選擇通用的數據庫，基于Web程序開發，然后構架數據庫和頁面顯示，達到數據傳遞的目的，最后通過flash接收數據寫入到數據庫中。

（三）導航儀功能模擬模塊

一是航位、航跡、導航數據顯示與計算模塊，導航儀主要是模擬導航功能的操作，不需要實時接收信號進行位置解算。基于此，導航數據可以直接通過運輸模擬提供的相應數據，顯示在導航儀上，然后根據導航儀不同的位置畫面獲取所需要的導航數據。

二是航路點、航線的操作模塊。航路點和航線的操作模塊主要是對數據庫中的數據進行輸入、程序和修改。在應用過程中，將航路點的ID號、航線包含的航路連ID號相關信息，利用LoadVars函數入入到數組中，然后顯示出來。

（四）導航儀系統環境仿真模塊

為了實現仿真導航儀的動態操作，可以建立一個帶有航路點編號的，有經緯度坐標信息的數據庫，在數據庫中加入運動模塊，然后通過數據將相關的航行數據發送給導航儀，利用這樣的方式實現導航儀的動態操作，為了達到模擬的準確度，可以考慮采用線性操縱方程。

（五）導航儀系統增效功能模塊

在無線電導航與應用的過程中增效模塊本身是沒有的，但為了提高教學的實際效果，需要設置生效功能模塊，才能提高教學的質量和效率。傳統的增效模塊中已經具備完整的發展模式，在無線電導航儀通用仿真模塊設計過程中其重點是進行測評與評判。實際上，針對測評主要分為理論和實際操作兩類，理論測試評判相對簡單，通過答案和標準答案比較便可評出分數。而實際操作相對復雜，因此在實際操作的過程中，可以根據不同的操作環境進行相應的評估，使評估更加細化，更加客觀而全面的評估學習效果。

（六）教學輔助模塊

教學輔助模塊主要是為了教師在課堂上更好的講解導航儀使用和操作方法時提供參考。同時也能夠為學員自學提供素材和載體。具體來說教學輔助模塊主要包括上課時需要用到的課件、導航儀、相關技術測試試題等等。在內容設計過程中，需要結合學習者的實際學情，立足于教學相關內容，使之滿足學習者的需要。并且，將講解、示范和練習融為一體，加強了一個與時間之間的聯系，進一步提高教育教學的效果。

（七）導航儀型號特征模塊

不同型號的導航儀面板有所不同，在輸入和輸出格式等方面具有不同的特征。而導航儀信號特征模塊內容是可以擴充的動態模塊，擔心的信號儀器需要仿真時，就可以將課程注入到模塊中。在系統開機之后通過軟件初始化，結合指定的導航儀器進行調試，便能獲得對應的特征數據，再與其他通用模塊實現具體型號導航儀的仿真運行。

二、批量GPS導航仿真儀器構造方法

首先可以通過計算機顯示屏進行軟件模擬，利用計算機房提供的教學環境，可以方便的將導航儀仿真軟件安裝在學生需要操作的機器上，教師通過控制，便能夠實現教學和訓練。具體來說，還可以結合學習需要，進行適當的調整使其更加適應學習的需要。

其次，可以運用低成本的硬件仿真面板。在使用過程中，將仿真導航儀的面板批量制作，每一個面板上只用坐車輸入和輸出界面，而參數界面才可以運用單片機進行數據交換，通過這樣的方式，能夠使教師更加簡單快捷且經濟高效。

結語：

綜上所述，在研究通用仿真模塊的基礎上，結合資源元數據描述方法和面向服務構件的軟件開發可以分為不同的通用構架。在實際的系統應用中，采用通用模塊方法研究的仿真系統，能夠實現儀器發展的同步訓練，使學習者通過學習之后更好的適應工作的實際需要。通過該理念教學，還可以解決小型儀器無法進行大科教學的弊端，更有利于促進相關教育教學的改革。

參考文獻：

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（作者單位：中航飛機漢中飛機分公司）