一體化測控在運載火箭測試中的應用研究

楊遠成 杜偉

摘要：新一代的運載火箭測量，引導和控制系統的自動化和智能化以及未來制造的測試數據管理和批處理要求提出了更高的要求。將lNl測量，管理和信息系統集成到運載火箭管理系統中是火箭組件的背景，對火箭的組件測試以及箭頭和轉向技術進行研究。提出了分布式的測控技術，并與該系統中的許多子系統以及電源，測量和管理的部分測試進行集成到本次系統中。研究了數據傳輸系統的實時性和可靠性。

關鍵詞：一體化測控;分布式系統;火箭部段級

引言

隨著火箭相關技術的不斷發展和對快速、智能和無人值守等測試的測試要求的不斷提高，專用型測控系統將取代一體化的測控系統架構。依靠復雜的實時總線和網絡以及更靈活的網絡組裝方法，將度量標準和管理單元鏈接到分布在不同地理位置的獨立功能，以實現測量和控制資源管理，協作，分布式操作。在這種架構下，一體化測控系統的信息流管理和集成的信息編程方法將直接影響到測控系統的實際功能。一體化測繪和監視系統的展覽測試將結合一體化測繪設計和管理以及集成的信息應用系統，以探索和驗證信息檢索方法，為模型的后續應用提供了理論基礎。

鑒于測量和控制系統的原始類型分為電源，測量和管理等許多子系統，每個系統形成自己的體系，并且在測試的不同階段，被測對象和位置的不同需求而被記錄下來。不同的測試系統和測試軟件導致了對硬件的重復投資和人員的浪費，并且由于數據無法在系統中的各個子系統和各個測試階段之間互連，使得數據源的利用率極低。為了糾正這些缺點，提出并研究了分布式計量和控制技術。

1.地面綜合測控系統

為了有效、準確地標記和檢測飛行器產生的標記，并改善系統數據收集，分析，記錄和評估的自動化，提出了一種基于軟件建模和實驗驗證的全面的地面測量和監視系統。

一體化測控技術主要涉及大地測量與控制節點的遠程控制。應該有可能配置和控制節點和地理空間設備，并收集節點的位置以完成信息和節點的互操作性，并采用多網絡集成技術來構建測控網絡，調整和管理地面一體化測控系統監視和控制系統。利用地理標記和監視系統的特征以及數據測試管理的特征，完成數據流計劃以及數據分析和管理，并且可以測試火箭部段。

集成的測控系統被稱為地面一體化測控系統，提出了分布式的測控技術，并研究了信息通信的實時性。在測試過程中，對單個級別的測試的火箭級進行了協調，并實施了測試，進行模仿和驗證測試。

2.分布式綜合測控技術的應用

鑒于原飛行器集中管理的不足，本次課題提出了對分布式地面綜合測控技術的研究。因此，正在對飛行器的綜合測控技術進行研究和驗證，并且將電力，測量和監控等分布在全國各地的許多子系統歸攏到本系統中。該系統將組件測試系統和所有區域的各個部分組合在一起，以實現從系統到硬件和軟件的集成接地和控制系統的集成設計。大數據采用云數據，構建分布式地面綜合監控系統。分散地面綜合測控系統如圖1所示。

與原有型號地面綜合計量和控制技術的原始模型相比，使用分布式綜合計量和管理技術可以節省硬件資源。這些挑戰可以作為本次研究所需要克服的困難和創新。節點之間數據傳輸的實時性是此主題的分布式地面一體化測控集成測量和管理技術的關鍵部分。

2.部段級流程單獨測試與并行測試的實現

地面測量和控制系統的新模式是基于模擬測量和將要發射的火箭流程。在正常情況下，在所有地面測量和控制系統上展示耦合設備，包括無人值守的前端，組合后測量和遠程支持等。利用硬件和軟件背后的設備來了解單個測試的兼容性以及該領域的并行測試階段是最重要的部分。

在進行階段測試時，如何獲得配置過程，主要解決方案是進行單個測試和并發測試，在此基礎上，提出了一種描述性語言，可用于調整測試過程，最終完成單個和并發測試。

隨著分布式技術的逐步發展，眾所周知，如何提高一體化地面和控制技術的協同作用、靈活性和信息隔離是部段級測試、實現兩個獨立測試和并行測試的主要挑戰。規范描述信息格式，以了解測試數據的劃分和傳播。基于此，提出了一種描述性語言。測試平臺包含n個子節點，每個子節點包含測試環境，測試平臺，測試過程，測試環境和測試結果，并帶有標記節點。語言的基本元素根據節點之間的關聯定義語法系統，并且可以遵循一組定義測試順序的規則。圖2是描述性語言計劃的框架。

3.部段級測試過程中的流程動態配置

在現有模型的每個子系統中，大多數測試系統已經能夠實現一定程度的自動測試，但是系統的硬件結構、協議、軟件測試方法和結果詮釋都得到了增強。一旦實施了一體化測試系統，就很難進行更改，在緊急情況下也是無法更改測試過程。

采用功能強大的基于結構化描述的測控系統，調整測試系統的硬件平臺、通信接口、測試過程、解釋方法及計劃描述中的其他信息。底層以標準語言描述，以確保系統之間的每個無縫信息交換。

為了輕松編輯標準的描述語句，本次課題還開發了一種測試信息工具，該工具可以圖形化地拖放標準語言描述部分以捕獲測試信息的圖形設置。可以在模板更改模式下預先編輯常用的硬件描述、測試部分、測試過程、解釋方法、緊急測試過程和其他信息。當需要更改測試信息時，可以通過拖放組合快速創建新的測試系統或測試過程。

4.結束語

采用新型地面測試發射控制系統實現箭上電氣系統一體化測試，充分利用網絡優勢，實現狀態的集中控制，數據的集中共享和實時自動判讀，這對于簡化系統、降低成本、提高系統可靠性和維護以及縮短測試運載火箭的啟動時間非常重要，必將進一步促進我國航天事業的快速的發展。

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