无线电通信导航论文（通用11篇）
无线电通信导航论文 篇1
近年来, 我国的民航事业取得了巨大的进步, 各地都加快了机场的建设步伐, 航班量也有了迅猛增长。在如此背景下, 对于航班飞行的安全也就有着更严格的要求。作为深圳机场一名空管人员, 在工作中会遇到导航设备受到无线电干扰而产生信号不稳甚至设备关机的情况, 这种异常情况对航班安全飞行有着很大的威胁和影响。
1 干扰的总体情况
通过对近几年来深圳以及中南其他地区出现的无线电干扰案例进行分析, 可以发现干扰信号在1月、5月、9月以及10月份出现得最为频繁。从时间段上看, 干扰主要发生在10∶00至15∶00的时间段。分析干扰源的类型, 主要有广播电视信号、工业高周波设备、无线视频传输设备以及其他干扰设备。其中, 由广播电视信号导致的设备干扰次数最多。
2 干扰的成因分类
无线电干扰一般分为同信道干扰、邻信道干扰、带外干扰、互调干扰。
2.1 同信道干扰
干扰信号与导航设备信号的频率处于同一信道, 由此对导航信号产生的干扰, 称为同信道干扰。这种情况很多时候是由于电子设备设计生产不规范或者是元件老化造成。由于干扰频率与正常工作频率处于同一信道, 因此它们都会被接收机所接收、处理。这样, 干扰信号与正常信号组成的混合信号经过接收机处理输出后, 必然与正常信号产生较大偏差, 影响导航的精确性。
2.2 邻信道干扰
干扰台邻频道功率落入接收邻频道接收机通带内造成的干扰, 称为邻信道干扰。这种情况大多是由于设备生产不符合规范, 使得发射机发射频带过宽。邻信道干扰通常会导致接收机信噪比下降, 严重时会使设备关机。
2.3 带外干扰
发射机的谐波或杂散辐射在接收有用信号的通带内造成的干扰, 称为带外干扰。在发射机设计中, 很多时候都是通过对晶振频率进行倍频来获得所需的频率。由于倍频所需元器件是非线性的, 在倍频过程中不可避免地产生了许多谐波。如果发射机的谐波滤波能力不够强, 谐波就会被放大发射出去, 影响相应频段的导航设备。
2.4 互调干扰
互调干扰又分为发射机互调干扰与接收机互调干扰。发射机互调干扰是指一部发射机产生的信号由于某种原因进入到另一部发射机中, 与另一信号产生互调, 再发射出去。接收机互调干扰是指多个干扰信号同时到达接收机前端时, 由于非线性作用, 这些干扰的组合频率接近有用信号频率而顺利通过接收机。
3 干扰判断心得
在导航设备中, 无线电干扰造成的影响主要表现为盲降航道不稳或是DME“应答效率”参数偏低。但上述现象并不一定是由干扰引起的, 因此, 对信号异常原因分析尤为重要。
3.1 盲降航道不稳
造成盲降航道不稳的原因有多种, 包括导航设备本身问题、航班接收设备问题、飞行员操作不当、保护区内有车辆对信号干扰、等待的航班与没有及时脱离跑道的航班对导航信号的干扰以及航班进近过程中, 航向周围有无线电对航班接收设备的干扰。
当一段时间内, ILS信号不稳的情况特别严重时, 导航人员可以到塔台与调度员配合, 调度员在业务状况允许的情况下尽可能询问每架飞机机载盲降设备收到信号的情况, 根据飞行员的描述导航人员做记录, 然后对记录进行一个统计分析。
不同情况下对应的分析如下表所示:
3.2 DME“应答效率”偏低
当DME设备出现双机“应答效率”偏低, 而其他参数正常时, 可以从设备本身与外界因素两方面考虑。以深圳FSD-45型DME设备干扰事件为例。设备故障现象:监控器“应答效率”参数低于正常门限, 其余参数正常;双机的告警现象均一致 (主、备应答机分别接假负载工作时正常) , 双机都不能提供正常使用。
首先考虑设备本身的原因, 由于设备双机告警现象相同, 故初步判断公共部分有故障。FSD-45型DME设备的公共部分为天线、环路器、多路转换器和同轴继电器。经检查, 设备公共部分均未发现故障。因此, 考虑外界因素。当干扰信号频率与DME询问频率相同时, 干扰信号将会进入DME接收机, 形成大量的虚假询问信号, 导致正常的询问信号得不到应答, 出现“应答效率”参数偏低。
判断是否有干扰信号的方法:1) 调整接收机的灵敏度参数, 若接收机灵敏度降低后, 设备的各项参数恢复正常, 则可初步判断有干扰信号。2) 断开多路转换器与环路器之间的射频连接, 使得接收机不能接收外界询问信号。若设备的各项参数恢复正常, 则可初步判断有干扰信号。
4 今后工作重点
为了进一步减少无线电干扰事件的发生, 更好地保障飞行安全, 我们需要在今后的工作中采取以下措施:
1) 加强维护力度。进一步强化设备运行管理与风险意识, 加强设备监控巡视力度和运行监督检查, 深入分析和评估设备运行状态, 采取有效防范措施, 切实降低设备运行风险。
2) 做好通报工作。出现故障后, 通报、协调工作是重中之重, 一定要做好。尽所有可能避免因此而导致飞行器出现不安全状况。
3) 协助排查干扰。当确认导航设备受干扰时应迅速向无委进行申诉, 并协助排查。
4) 加强频率监测。加强与无委的联系, 加强对民航专用频率的监测和保护。如有可能, 在经常出现干扰的区域申请建立临时监测站或使用无线电监测设备进行连续监测。
摘要：针对空管设备保障工作中出现的无线电干扰事件, 在对干扰现象作出分析的基础上, 提出了解决干扰问题的方法。本文着重分析了干扰的总体情况、干扰的分类与成因以及维护保障工作中的干扰判断心得, 最后提出解决干扰问题需要注意的工作重点。
关键词：导航,无线电,干扰
参考文献
[1]何学群.航空通信导航频率日常干扰分析[J].中国无线电管理.
[2]谈华生.互调干扰的探究[J].中国无线电管理, 2005.
[3]俞家琦.高频电子线路[J].西安电子科技大学出版社, 1993.
无线电通信导航论文 篇2
课程教材选用了哈尔滨工程大学出版社的由李海风老师主编的《船舶通信与导航》，该教材内容较为丰富，详尽地阐述了船舶通信与导航所涉及的设备系统及其工作原理，注意理论联系实际，方便学生的学习与掌握。
教学经验教训及改进思想
船舶导航与电子仪器课程的教学工作已经结束，为了以后更好地从事该门课程的教学工作，现做如下总结：
1)课程的教学以理论知识为主，在授课的过程中多宜采用课堂讨论、实物图片，视频播放等方式辅助教学，便于学生的理解。
无线电通信导航论文 篇3
关键词：船舶 通信导航 防雷避雷
中图分类号：TM86 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-196-02
随着大规模集成电路在通信设备中的大量运用，使得现在各种通信设备对过电压提出了更高的要求。在通信设备中的电源线、信号线以及天馈线，对雷电极为敏感，并且过电压对其产生的危害也时常发生，因此就必须采取适当措施来有效抵御过电压对通信设备带来的破坏，这以引起船舶通信导航部门的高度重视。
1 雷电的成因以及危害
1.1 雷电的成因
雷电是一种快速的放电反应，它是由云层间或云层与大地间的异种电荷相互作用形成的，并且放电的过程中产生强烈的闪光和震耳的轰鸣。科学研究显示：地球本身是一个电压大约为300kv的大气电场。因为地球表面聚集大量的负电荷，而地球上空的电离层也聚集有其等量电量的正电荷，电荷大概在500 000C左右。人们称积雨云为形成雷电的最主要的云，积雨云是由大地表面的水在高温下蒸发，形成水蒸汽以气流的形式升至空中，由于越往高处压强越小，气温越低，上升的水蒸汽逐渐形成雾滴、雨滴。由于它们被大气电场极化和重力的作用，在下降过程中与上升气流形成对流，在与上升气流的云粒子发生碰撞、摩擦、电荷转移，最后相互分离的过程，形成积雨云。上方带有正电荷、下方带有负电荷的积雨云，通过静电感应的作用，使其附近的物体都带上大量的正电荷，在相互作用下形成空间电场。随着积雨云与大地间的电场强度逐渐增加到能够击穿大气，形成闪电通道，使大气中能够导电的离子电子与积雨云中的正电荷发生中和反应放电，这就是雷电形成的原因。
1.2 雷电对船舶通信导航设备的危害
由于船舶大部分时间都在海平面上航行，当遇到比较恶劣的雷暴天气时，与平坦的海平面相比，航行在海平面上的船舶自然就成为了诱导带电云层放电的唯一的突出物，因此航行在海上的船舶受到雷击的机会就比较多。船舶一旦受到雷电袭击，船上的设备、货物以及人员将会受到严重损害，带来不可估量的严重后果和财产损失。随着电子技术的快速发展，在船舶通信导航设备中大量应用了电子信息设备和精密仪器设备，而这些设备的耐过高压的能力比较脆弱，这些设备一旦遭到雷击，将会损坏设备，造成系统瘫痪，给船舶安全航行带来极大影响。
2 雷电破坏力的表现形式
我国属于雷电高发地区，雷电活动跟纬度有关系，纬度越大的地区，雷电活动越少。例如在我国的广东地区就属于雷电活动非常强烈的省份之一。雷电对地面设备、建筑物等破坏力主要有直击雷和感应雷两种表现形式。
2.1 直击雷
所谓直击雷，指的就是带电云层与地面某个点之间发生的雷击现象。由于直击雷所产生的电流大，并且时间很短，当它侵害地面物体时所产生的高温和冲击力可以带来毁灭性的后果，是雷电表现形式中破坏力最强的一种。
2.2 感应雷
在船舶通信导航设备中，各种供电线路、信号线路很多，当遇到雷暴天气时，导航设备虽然没有遭受直击雷，但是其会感应产生大量与雷电正电荷相反的负电荷，经过累积会产生过高压，从而导致设备放电；除此之外，感应闪电还会产生感应电流或者感应电压，很容易造成处在工作状态中的设备的损坏。虽然感应雷的雷击效果要比直击雷小，但是其无孔不入，且很容易被船舶人员所忽视，因此是发生概率最大的雷击危害。
3 船舶通信导航设备的防雷避雷措施
船舶通信导航设备进行防雷避雷的目的是为了给雷电所产生的电流提供合理的路径，防雷措施只能减少雷击对设备的损害，并不能阻止雷电的形成。因此，根据雷电破坏力的表现形式，本文将从两方面来探讨船舶通信设备的防雷措施。
3.1 外部防雷
针对直击雷的破坏形式，在船舶上可以安装防雷装置将雷电流引入地中进行安全释放。与平坦的海平面相比，船舶上高耸的桅杆是最容易受到直击雷袭击的地方，而现代船舶的通信设备大部分都安装在桅杆或者船身高处，所以船舶通信设备受到雷击的概率是最大的。
在船舶防雷装置中，一般由四部分组成，分别是天线系统、避雷器、避雷针以及接地装置。一般情况下，船舶天线系统设在船尾部分。由于天线要经受海水盐度和机舱废气的双重腐蚀，所以天线极容易生锈，当雷电产生时，天线会由于其锈蚀部分的电阻变大起不到避雷的效果。根据具体的计算可以这样的结论：接地电阻与放电引起的反冲成正比，也就是说当接地电阻越大的时候，放电引起的反冲就会越大。当天线锈蚀时，雷电流引起的反冲就会损害设备。但同时，当接地电阻很小时，强大的雷电流会产生电磁场，同样会损害设备。因此，对于船舶通信导航设备而言，应该对接地电阻进行设定，一般情况下是4-10 之间。除此之外，船舶工作人员还需要对天线铜线进行定期检查，若发现天线铜线锈蚀了，就需要及时更换，更换时最好在铜线表面涂一层牛油来对铜线加以保护。
3.2 内部防雷
科学技术的进步使得船舶通信导航设备得到了大力发展，但同时也增加了雷电过电压对设备损坏的几率。针对感应雷的破坏形式，就需要防止雷电脉冲电流所产生的电磁场来干扰设备。
在防止感应雷时，可以进行的有效措施包括等电位连接、屏蔽、保护隔离以及合理布线等。这些措施都可以大大降低电子产品遭受过电压带来的损害。过电压冲击对电子设备的危害主要是通过交直流电源与室外连接的信号控制线以传导的方式进去设备内部，要有效阻止这种危害，就必须在信号控制端口安装抑制过电压器件来吸收过电压冲击，阻止电流进入电子设备内部。
雷击过电压的特点就是能量特别大，所以必须采取特殊措施来吸收过电压电流。通常可以采取两种措施：
（1）电气隔离。电气隔离就是在控制器与收发器之间安装6N137来切断干扰途径，以保护控制器。
（2）增加器件来保护总线。当雷击发生时，强大的能力得不到及时释放，那么将会损坏收发器。
因此，为了防止雷击对收发器的损坏，就需要安装防雷管和TVS来保护总线。在实际中，由于防雷管的反应比较慢，一般在防雷管后还需要增加TVS电阻，这样能更好更快地保护收发器受到过电压的冲击。
船舶通信导航设备的防雷避雷工作是一个长期性的课题，船舶工作人员应该注重多方面的防护相结合。得益于科学的不断进步，船舶雷击防护方式也在不断改进，在进行船舶防雷措施时，应该充分考虑经济适用性和安全性，运用科学的手段来选取合适的防雷装置和措施。在日常航行中，船舶工作人员应该注重维护防雷设备，按照有关规定正确使用防雷设备，尤其是通信导航设备，要尽量避免遭受雷击的损坏，遇到雷电天气时，尽量不要在甲板上或者桅杆上作业，减少雷击带来的损害。
参考文献：
[1] 李忠，张志喜.通信导航防雷避雷工作之探讨[J].空中交通管理，2001（03）.
[2] 邓进武.如何有效地防止雷电对无线电通信导航设施的侵害[J].空中交通管理，2000（01）.
[3] 蒋杰云.卫星地球站防雷系统的设计和实施[J].卫星电视与宽带多媒体，2007（18）.
雷雨季节通信导航设备保障分析 篇4
关键词：雷雨季节,雷电,雷暴,避雷,雷击通信导航
1 引言
雷电具有很强的破坏性, 主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击四种形式。其中又以感应雷和电压反击对弱电设备破坏能力最强。雷电形成强电流从而将电器设备局部击坏, 造成整个设备系统瘫痪, 严重时甚至把整机击毁, 甚至触及到人身安全。西双版纳属于热带季风气候, 一年分为雨季和旱季, 雨季雷雨频繁。频繁的雷暴天气容易对机场通信导航设备造成损坏, 一旦通信导航设备遭雷击损坏不能正常工作, 会对航班保障造成影响, 严重时很可能导致机场瘫痪。
2 通信导航设备故障案例
本人从事通信导航设备维护四年多时间来, 遇到过大大小小的雷雨天气影响的通信导航设备故障问题。现将几个典型的设备故障分析如下:
2.1 南航向稳压器故障
事件经过:2011年8月23日, 晚上22点25分左右发现南航向ILS设备处于UPS电池工作状态。
故障原因分析:经过检查交流稳压电源电压偏低 (170伏左右) , 关闭稳压器电源, 重新启动出现火花, 判断稳压器已损坏。
当日处于雷雨天气, 造成市电不太稳定, 导致稳压器故障。由于市电不稳定, 若将市电直接接入UPS, 容易使ILS设备板件烧坏, 造成设备故障无法提供使用。故将南下滑 (34号盲降下滑台) 的稳压电源拆过来更换, 更换稳压器, 设备恢复正常工作。
2.2 自动转报路由器故障
事件经过:2013年4月15日, 早上上班发现自动转报全部通道故障, 换备机, 故障依然存在, 不能收发报。
故障原因分析:主备机故障一样, 判断是公共部分有问题。检查路由器发现灯显示不正常, 有几个灯不亮, 故判断路由器有问题。更换备用路由器, 要注意各个端口的线要对应, 更换完成后, 开启设备, 设备恢复正常, 主备机切换, 正常收发报。由于当日凌晨至清晨有雷雨天气, 可能是雷击导致路由器故障。
2.3 雷击盲降遥控板故障
事件经过:2013年7月29日16时30分左右, 伴随着两声雷声, 随即听到34#盲降北航向遥控器报警, 并同时观察到故障指示灯亮, 遥控板 (RCA1240C) 显示设备告警, 遥控器无法操作, 无法遥控设备。
故障原因分析:将正常的南下滑遥控板 (RCA1240C) 跟北航向遥控板互换, 故障转移到南下滑遥控, 南下滑遥控无法开机、换机操作, 北航向遥控器正常。因此判断为原北航向遥控板 (RCA1240C) 故障。由于故障发生时正好发生雷击, 判断应为雷击导致北航向遥控板故障。更换备件, 北航向遥控恢复正常。
3 雷雨季节设备保障建议及想法
以上三个典型通信导航设备故障都跟雷雨天气有关, 做好雷雨季节的设备保障尤其重要。针对本机场通信导航设备雷雨季节保障, 提出以下几点想法及建议:
(1) 结合换季和雷雨季节保障工作, 组织各运行单位对现有规章制度进行梳理, 保证各现场使用的规章处于有效状态并易于查询, 同时强调值班员必须严格执行雨前雨中雨后检查制度;
(2) 成立雷雨季节安全生产保障组, 明确人员构成和工作职责, 结合民航通信导航设备运行规范要求, 做好通信导航设备的维护、运行、管理工作;
(3) 针对以往雷雨季节保障难点, 查找雷雨季节存在的安全隐患及风险, 并进行危险源识别, 逐一制定管控措施;
(4) 聘请专业避雷公司对所属台站、机房的避雷设施设备进行定期巡检, 并根据巡检结果, 制定整改方案;
(5) 密切监控设备运行情况, 加强雷雨天气下的设备巡检力度, 全力保障设备运行正常。遇有运行不正常时, 在做好设备抢修维护的同时, 应及时将信息通报相关单位, 确保信息渠道畅通。同时做好设备遭雷击故障记录以及拍照留存, 以便设备雷击理赔工作;
(6) 结合雷雨季节通信导航设备维护的特点每日每月每季度按时进行设备自查。对避雷实施不符合技术规范, 设备接地电阻超过标准的设备需及时进行整改。同时对通信导航设备日常维护中应做到雷暴高发地区导航台站:应加强对避雷装置的检查, 做好防雷准备。每次雷雨后, 应复查和保养避雷装置, 并进一步完善不同季节、不同地区导航台站的设备维护程序;
(7) 在强雷暴来临时, 确认无航班情况并取得管制部门同意后适时关闭设备;
(8) 加强通信导航设备各项应急预案的学习和演练, 提高通信导航应急处置保障能力, 并根据演练情况完善相关应急预案;
(9) 与气象、管制部门进行有效沟通协调, 建立雷雨季节天气会商制度。
4 总结
导航站通信员心得体会 篇5
导航站—我的第二个家 导航站通信员心得体会 颜原 **导航站坐落在县城**镇，东距** 425 公里。坐车 5 个多小时，东邻**市，西邻**市，南邻**县、**县，北邻**县。是一个有着生产枸杞子之乡的地方 我是一个今年刚工作的新员工，经过二个多月的培训、十天岗前培训、十天军训，8 月 23 日我们一行六人从**出发去奔赴**导航站，那里将是我以后要工作的地方，我将要告别父母去新的工作岗位，俗话说“儿行千里母担忧”，我清楚的记得那天早上母亲送我上车的眼神，那是对儿的不舍呀，和母亲拥抱的时候我分明的看见母亲眼里的泪花，那是对儿的担忧呀。我又如何舍 得呢。但是，作为新时代的青年，作为空管局新鲜的血液，我深知自己身上肩负的重任，我又如何能放的下呢。女孩的东西总是很多，又是两个女孩一起去，技术保障中心的领导想的很周到，派了一辆最大的车拉我们过去，万幸，我们的东西挤了挤都塞下了。中心的两位领导董主任和 薛师傅随车送我们一同过去。第一次出远门，爸爸也送我一同前往。我们直奔目的地，一路上都没怎么休息，司机卢师傅很敬业，我们在下午三点左右到达。导航站，从小就在院子里长大的我只去过两个导航站，一个是**，一个是**，那都是随父母出去游玩时路过去参观的，那里对于我，一直比较遥远，印象中就是地处偏僻的戈壁，寸草不生，生活条件也不好的地方。
无线电通信导航论文 篇6
MIO宇达电通面对当前的全球经济形势和中国的GPS产业现状，深谙产品创新的重要性，并致力将应用创新作为内功进行修炼。为此，MIO宇达电通深挖消费者需求，并根据用户需求不断地对产品进行人性化的革新，即将大手笔推出震撼GPS市场的Mio乐游S500产品。Mio乐游S500将是世界上最纤薄的PND导航产品，其配备的MioMap 2009探索版导航软件也将是业界独一无而二的创新软件。Mio乐游S500的上市必将使整个GPS市场发生颠覆性的革命。
具有4.7英寸外观尺寸的Mio乐游S500将是宇达电通配备MioMap 2009探索版导航软件的第一款产品，厚度仅有13.95mm，设计非常人性化，充分考虑了消费者的使用方式和习惯，手握起来非常舒适。
无线电通信导航论文 篇7
关键词：通信导航监视信息,引接,传输
《民用航空通信导航监视工作规则》第一百一十三条规定“通信导航监视信息引接管理主要是针对民用航空通信导航监视信息的提供和使用进行的管理。本规则所称通信导航监视信息是指由通信导航监视设备产生、处理、传输和集成的信息”。为了持续提供通信导航监视服务, 空中交通管制单位不仅要配备相应的通信导航监视设备, 还必须辅以相应的信息传输设备和技术管理, 才能保障通信导航监视服务的顺利实施。在空中交通管制中, 交换和传递飞行计划和飞行动态, 移交和协调空中交通管制至关重要, 因此通信导航监视信息服务决不能间断。影响信息传输的原因不外乎设备技术原因、传输线路可靠性、外界环境变化等因素。近年来, 传输原因导致的不正常情况和不安全事件逐渐增多, 如传输原因导致的甚高频设备发射机长发、传输中断影响飞行气象资料提供、外部路政施工或机场扩建施工造成传输线缆挖断导致信息中断等等, 均对空中交通管制工作造成了困扰, 所以信息的传输保障工作绝对不能忽视。
一、基于传输技术的信息传输保障策略
通信导航监视信息不仅需要在同一机场的各个单位或台站之间传递, 也需要在不同机场之间进行传递。通常我们使用的通信导航监视信息的传输设备有PDM、微波、卫星通信站和光传输设备, 辅以运营商线路进行长距离传输。信息传输路由应采取空地结合方式。卫星通信和微波通信可以实现空中路由保障, 利用现有的C网、KU网卫星地面站可以实现较远距离 (如两个机场之间) 的空中线路传输, 利用微波通信方式可以进行较近距离 (同一机场或机场附近) 的传输。空中传输路由所使用的传输设备因其设施费用昂贵、视距要求高等因素限制, 所以同一业务信息的传输不容易实现两路甚至多路空中路由保障。同机场内不同单位之间或不同机场之间的业务信息传输, 其地面路由保障可以利用空管现有的转报、ATM、帧中继、VANGUARD等专用传输网络, 并租用运营商光传输设备和运营商线路来保障业务传输。
为加强对运营商传输电路的设备供电、设备配置、光缆路由等的管理, 应在租用运营商设备或建设前期与运营商充分沟通, 尽可能满足以下要求, 一是在设备配置方面, 对航管楼等核心节点的传输设备主要板卡实现冗余配置;二是在设备供电方面, 对航管楼核心节点的传输设备进行双路直流供电, 对外台站的运营商传输设备保障至少一路带电池的直流供电;三是在光缆路由方面, 对进入航管楼等核心节点的光缆有不同物理路由的双方向光缆, 不同物理路由的光纤应接在传输设备不同光板上, 如果条件允许, 还应实现不同运营商的光缆使用不同的物理管道, 应避免使用同一通信管井或架空光缆使用同杆。
二、基于管理制度的信息传输保障策略
首先, 制定传输设备的管理制度。加强对空管传输设备的主、备、应急路由的维护, 定期测试空管专用传输网络路由和分局、站之间的传输路由;建立和保存运营商传输设备、传输路由和通信管井的工程资料文件、和图纸等建设工程档案, 对通信管线的具体地理位置进行详细标注, 维护人员必须了解管线走向, 有效识别管线标识;对运营商的传输设备进行日常巡视维护, 加强对场内、机场周边、台站周边的传输管线和供电线路的巡视确保运营商设备及冗余路由处于正常工作状态, 做好维护维修记录。其次, 与运营商建立健全协调沟通机制。一是与运营商签署保障协议, 明确双方职责、重要节点设备冗余配置要求、光纤双路由保障和应急处置的要求, 运营商必须告知与空管业务相关的线缆割接或其他业务变更情况等。二是建议运营商加强对备用及应急路由的维护测试工作, 定期与运营商共同参与对主、备光纤路由测试, 确保主、备用光纤路由的可用性。三是建立定期业务沟通机制, 主动询问运营商路由保障状况, 定期对电路运行中存在的问题进行交流分析, 及时解决运行中存在的问题。第三, 根据民用航空企业、机场等单位和空中交通管制单位双方的需要签订信息引接使用协议, 明确通信导航监视信息引接内容、信息的使用期限以及双方的责任、权利和义务。同时在协议中必须明确“涉及保密要求的通信导航监视信息应当按熙国家和民用航空的有关规定执行”。最后, 因机场改扩建工程极易造成承载空管业务的通信运营商链路中断, 给空管安全运行带来风险。建议与机场单位建立施工协调机制, 提前做好安全防范措施。应向机场单位强调空管管线安全运行保护的重要性, 建立完善的施工协调机制。对可能影响空管管线安全的施工, 机场有关单位应提前知会空管方面, 经空管方面现场评估和明确答复后方可实施。空管方面也应派专人及时跟踪施工进展情况, 树立管线警示标牌等, 确保施工期间空管管线的安全。同时, 加强应急管理, 提高传输突发故障的应急处置能力。必须制定大面积传输路由中断的应急预案, 在空管内部、与空管周边单位、与运营商建立联合应急演练机制, 提升应急处置能力。
基于航空无线电导航系统仿真研究 篇8
1 在无线电导航系统仿真中对 Simulink 与 Matlab 的 可 用 性兼容性的研究
根据相关的数据统计表明, 很多大学和研究机构将建立较为完善的Simulink模型应用到HLA仿真中进行研究, 都取得了一定的成果。在众多的研究案例中, 比较成熟的研究案例有清华大学的Matlab与HLA/RTI的通用适配器 , MAK公司的HLA/DIS Toolbox的研究以及国防科研究的KD-HLA-Simulink工具箱, 并将该工具箱完全的集成在Simulink的环境中 , 同时还为用户提供相应的Simulink的模块 , 该模块就是所说的HLA模块, 该模块的功能是实现与RTI之间的接口。而MAK公司研发的HLA/DIS Toolbox实际上是在基于HLA/D IS标准仿真环境与MATLAB&Simulink之间提供了一个接口, 通过这个接口, 可以实时的或者是将已经记录的HLA/D IS数据输入到MATLAB中进行数据的分析, 或者是将Simunlink或MATLAB的模型整合到HLA/DIS的环境之中 , 在进行Toolboox的使用时 , Simulink与Matlab的应用程序就成为了一个完整的HLA/D IS的联邦成员。总而言之, 上述的研究成果都为无线电导航系统的Simulink模型加入到通信系统中的综合仿真系统的建立提供了良好的条件与基础。
2 实例
利用Simulink建立了无线电导航系统的米波仪表着陆系统地面分系统以及机载分系统的仿真模型, 通过验证和校验。基于HLA的米波仪表着陆系统的仿真的体系架构如图1所示:
机载设备和地面设备是仪表着陆系统的两个重要组成部分, 其中地面设备主要由2~3个指点信标、下滑信标以及航向信标组成, 而仪表着陆系统的地面分系统的仿真又可以分为空间信号合成系统、天线分配网络子系统以及信标发射机子系统, 本文主要研究和探讨了航向信标的发射和接收。
2.1 航向信标发射机子系统的建模 、仿真
研究表明, 对于进场的飞机, 150Hz左右的音频信号占有一定的优势, 其DDM<0, 而在飞机航道的右侧, 90Hz的音频具有明显的优势, 其DDM>0, 而在航道上, 二者音频的幅度相等, DDM=0。航向信标太包含了两台余隙发射机以及两台航道发射机, 其主要作用是产生余隙载波加边信号与航道SBO、CSB。在本系统的Simulink模型之中, 由于需要对信号进行相位的处理, 因此会借助希尔伯特将信号转变为复信号, 实部是真实信号, 并且信号的相位变化都是在复数的区域中进行的, 最后再将转变后的复信号进一步的转换成虚部和实部, 所得的信号就是复信号转变后的实部, 为了能够有效的提高仿真的效率, 用1MHz代替载波的频率。
2.2 航向信标天线分配网络的建模 、仿真
航向信标的天线系统将余隙的SBO、CSB信号按照相应的规律分配给天线阵的每一个单元, 然后再按照系统的要求的场型辐射出去, 最后得到在作用的空间内航道以及航道偏离的具体信息。航向信标天线系统的核心仿真部分的主要功能是为天线进行网络的分配, 通过天线进行网络分配以后使SBO、CSB信号按照相应的幅度以及相位关系传送给天线阵, 其中天线分配网络主要由延迟线、混合器以及不平衡功分器组成。不平衡功分器的主要作用是将信号按照所要求的的功率关系进行分配, 而混合器的作用是将分离以后的SBO、CSB信号进行混合成一路信号, 然后再将混合以后的信号发送给同一个天线单元, 同时再将发送给天线的SBO、CSB信号进行正交。
2.3 空间合成信号的建模 、仿真
仪表着陆系统的机载航向中的接收机的主要作用是对航向的信号进行接收, 通过对输出150Hz与90Hz信号的调制度差, 进一步的对两个单音频得到信号幅度归一化的差值。该部分主要由归一化比幅电路、中心频率为90Hz以及150Hz的带通滤波器以及包络检波器组成。音频幅值的比较模块主要进行两个单音频幅度的比较, 所得出的差值是仪表模块的驱动信号。然后在各个分系统与RTI的接口部分, 使用KD-HLSimulink工具对系统的属性以及信息进行发布与订购。
3 结语
综上所述, 基于航空的无线电导航系统的全数字的链路波形级的仿真对于飞行检验的综合仿真系统的建立有着非常重要的作用, 建立Simulink与Matlab无线电导航系统的仿真模型, 具有简单易懂、模块丰富的特点, 并且符合无线电导航系统建模的仿真特点。
摘要：无线电的导航系统是航空飞行的重要组成部分, 也是飞行检验仿真的基础。主要分析了Simulink与Matlab在建模仿真中的特点和航空无线电导航系统及其仿真的特点, 并进一步的研究了Simulink与Matlab与高层结构 (HLA) 在兼容性方面所表现出来的强大的兼容性以及可重用性的优点, 充分的说明了其在通信系统中的作用, 并建立了机载接收分系统、空间信号合成、天线分配网络以及地面航向信标的Simulink仿真模型, 进而得出了正确的波形, 进而提出了将Simulink模型加入到基于高层结构的通信系统综合仿真系统联邦的解决措施。
关键词：无线电导航系统,仿真,Simulink与Matlab,模型
参考文献
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一种基于通信网络的交通导航 篇9
目前市面上有很多交通导航工具,导航因素主要是来自与地理距离,为用户选择一条最短路径,但是这种方法并不考虑交通道路的拥堵状况,仅仅以地理距离最短为原则的导航可能会使用户浪费更多的时间在交通拥堵上。
而当前几乎所有人都拥有一部手机。在使用手机的过程中,通信网络会知道用户所在的位置区域,因而,通过通信网络对用户位置进行采样,可以对交通状态进行分析,因而,可以为交通导航提供更加合理的选择。
通过手机采样拥有很多传统方式没有的好处。首先,通过手机采样,能够做到采样覆盖率大。相比传统的交通信息采集方式,如摄像头,地感线圈等方式,传统交通采样方式由于设备因素,只能针对特定路段进行采样,而通过无线通信网,可以获得全局的交通分布。同时,与传统交通信息采集方式相比,投资和维护费用要低的多,传统的方式需要购买昂贵的摄像设备,地感线圈设备,并且这些设备收到天气影响,容易受损,其中的费用较高。
因而本文作者希望通过无线通信网中用户的位置信息,为交通进行指导。
1 系统架构说明(如图1)
本发明的交通预测及疏导系统包括地图数据库,VLR读取模块,VLR数据分析模块,历史数据存储模块,交通状态预测模块,个人导航模块。
地图数据库,与交通状态预测模块,VLR读取模块相连,包含道路信息和分布在道路周围的小区信息。主要包道路的地图信息,以及每条道路包含基站的小区标识CELLID对应的地理位置信息,所属每条公路信息(包括公路的车道数N,是否单行道等);向交通状态预测模块提供相应的静态地图信息数据;向VLR读取模块提供需要读取的CELLID信息。
VLR读取模块,与地图数据库,VLR数据分析模块及VLR相连,是一个从VLR中读取实时位置信息的模块实体。主要负责:从地图数据库获取需要读取的小区CELLID信息;根据读取到的CELLID信息,从VLR中获取从属每个CELLID的MS相关信息,如IMSI,最后登记时间等数据;将以上信息综合,向VLR数据分析模块提供相应数据。
VLR数据分析模块,与VLR读取模块,历史数据存储模块,交通状态预测模块相连。主要负责两大功能:对实时数据的分析处理,对终端的运行状态分析,并将终端当前的状态提交给交通状态预测模块;将一段时间内的实时数据分析,分析判断每个终端的历史路径,将路径信息向历史数据存储模块保存。
历史数据存储模块,是一个季度更新一次的数据存储模块。与VLR数据分析模块、交通状态预测模块相连。接收来自VLR数据分析模块中的消息,分析并保存有每个终端在公共交通中主要所属类型(公交,私家车),每个终端在不同时段的常用路径息。同时向交通状态预测模块提供终端的历史信息。
交通状态预测模块,与地图数据库,VLR数据分析模块,历史数据存储模块,个人导航模块相连,是根据来自地图数据库的地图信息,历史数据存储模块的历史路径信息以及来自VLR数据分析模块中当前路况的实时信息对交通状态进行预测。主要负责:从地图数据库中基站的小区标识CELLID对应的地理位置信息,车道数等静态数据;通过来自于VLR数据分析模块的实时数据,分析得到当前公路中行驶的车辆数,车辆行驶方向,车辆平均行驶速度,道路占有率等数据;从历史数据存储模块中获取当前公路中行驶车辆的路径,对当前道路驶出车辆进行预测。综合三者信息,可以对每一条道路在下一个时间段内的交通状态进行预测。
个人导航模块,与交通状态预测模块及VLR分析模块相连。个人导航模块针对特定用户,根据VLR分析模块中用户的位置信息,及用户设置的目的地信息,通过交通预测模块预测的交通状态,为用户选择合理的路径。
2 系统流程图及其说明
2.1 系统总体流程
201.初始化:系统接入移动网络并将地图静态数据导入:位置信息综合模块从地图数据库中读取地图中基站小区的位置信息,小区范围信息,道路车道数等静态数据。
位置信息处理系统首先接入到移动网络中,把VLR读取模块接入到VLR中。
同时,位置信息综合模块,从地图数据库中读取相应的静态数据:基站小区的地理位置,基站小区所在公路中的位置及相对位置,公路的车道数等。
202.位置信息数据的获取:VLR读取模块从地图数据库中读取CELLID,根据读取到的CELLID信息,从VLR中获取从属每个CELLID的MS相关信息,如IMSI,最后登记时间等数据。
由于是对道路状态进行检测,因此,只需要关注在公路附近的移动终端的位置信息,根据地图数据库中,分布在道路附近的小区的CELLID是公路信息所需要的,因此,进仅读取公路附近的用户信息,包括,IMSI,最后登录时间等。此处可以获得每个小区中登记的终端,在小区最后登记的时间。
203.VLR数据分析:VLR数据分析模块从VLR读取模块中读取数据,交通状态预测模块判断并维护车辆信息,计算终端的路径信息及终端所属交通工具类型。
移动终端在以下几种情况会作位置更新:正常位置更新(即越位置区的位置更新)、周期性位置更新和IMSI附着分离(对应用户开机)、发起业务。根据移动终端位置更新时对VLR数据的修改可以对其中的数据分析。
VLR数据分析模块,根据来自于VLR读取逻辑的数据作以下操作:终端状态分析,行动路径计算,终端所属交通工具类型判断。
204.历史数据获取:根据来自VLR数据分析模块的路径信息,通过一个较长时间的处理,可以得到终端最常经过的路径作为某时间段的历史路径。当达到时间阈值时,告知公路状态预测模块开始工作,并将历史数据数据发送给公路状态预测模块。
Ⅰ.根据VLR数据分析模块的信息,分别存储两类信息:车辆信息及道路交通信息。
车辆信息:对不同时间段,没个终端的状态信息,行动路径信息及所属交通工具类型信息进行综合,将一个较长的时间范围内,每个终端在不同时间段所属的交通工具类型及路径出现最大范围保存。将此信息作为此终端在不同时间段内发生交通参与的最大可能行为估计。
道路交通信息:根据VLR数据分析模块的信息,将道路占用率与不同时刻道路占用率内车辆平均行驶速度一一映射,得到道路在不同占用率时的平均行驶速度,作为在不同时刻道路上平均行驶速度的估计值。并将不同道路占用率情况下,道路长度除以平均行驶速度得到的平均通行时间保存,作为在当前道路占用率的通行时间。
因此,可以将此信息作为对交通预测的历史数据保存。
Ⅱ.当历史数据存储模块完成了对来自VLR数据分析模块的分析及存储,则历史数据存储模块的数据可用。
Ⅲ.历史数据存储模块向交通状态预测模块就绪指令,告知交通状态预测模块开始工作,并开始向交通状态预测模块发送已存储的历史数据。
将每天的数据存入,将时间较长的老旧数据替换,保持更新历史数据,使历史数据随着时间更新,保证交通预测的准确性。
205.公路状态预测:交通状态预测模块接收到历史数据存储模块就绪的消息时,启动交通状态预测。
206.个人导航:个人导航模块针对特定用户,根据VLR分析模块中用户的位置信息,及用户设置的目的地信息,通过交通预测模块预测的交通状态,为用户选择合理的路径。
2.2 VLR数据分析流程
301.终端状态分析:终端状态有如下几个内容:终端位置,终端移动平均速度,移动方向。根据VLR中的终端IMSI对应的CELLID,及最后登录时间,可以得到此终端上一时刻所在的位置;两次位置更新对应小区信息在地图上对应的距离,除以两次位置更新的时间间隔则是终端的平均移动速度;上一次位置更新所在的位置到下一场位置更新的位置则为终端的移动方向。
302.行动路径计算:根据对终端位置更新的小区信息,记录终端在不同时刻的路径。
303.终端所属交通工具类型分析:公路中主要的交通工具类型主要有:公交车,出租车,私家车,行人。在对交通状况预测时,必须区分终端在不同时刻使用的交通工具。主要方法如下:
Ⅰ.对行人的判断:根据步骤301对终端状态的分析,在某个时间段内,长时间保持低速运动,行动路径不规律的终端,被判定为在这个时间段为普通步行方式。
Ⅱ.对公交车的判断:根据来自步骤301的终端状态信息及步骤302的行动路径信息,根据公交车行驶的特殊性,可以判断,那些一天之内大部分时间都在指定路径移动的终端所在的交通工具是公交车司机所持有的终端。同时,大部分时间静止,在特定时间内,与公交车司机终端行驶路径及终端状态想匹配的终端,被判定,在这个时间段内,所使用的交通工具是公交车。
Ⅲ.对出租车的判断:根据来自步骤301的终端状态信息及步骤302的行动路径信息,由于出租车的行为是长时间在道路上高速运动,并且行动路径不确定,则可以判断此终端所在的交通工具是出租车。在特定时间内,与出租车行为路径一致的终端,被判定在这个时间段内,所使用的交通工具是出租车。
Ⅳ.对私家车的判断,根据来自步骤301的终端状态信息及步骤302的行动路径信息,在一天之内,并非长时间在道路上高速运动,同时运动的起点和终点路径相似的终端可以判断成所使用的交通工具为私家车。
2.3 对公路路段预测(如图4)
a).道路交通状态读取:从地图数据库模块读取道路的静态信息:道路车道数,地理位置等;从VLR数据分析模块读取每一条道路上终端的实时状态:道路上车辆数,道路上车辆类型,道路占有率,当前道路平均时速等。
b).从历史数据存储模块得到不同终端在此时刻所属交通工具及其历史路径。分别计算此条公路下一时刻,进入的车辆数,驶出的车辆数,公路中总共的车辆数,公路占有率,并跟军公路占有率向历史数据存储模块读取下一时刻本公路的车辆平均行驶速度及通行时间等。
c)综合实时数据和历史数据,预测本条道路的交通状况。
2.4 对整个交通状况预测(如图5)
根据上一步对每条公路状态的预测,容易得到对整个交通的预测。
根据实时的用户数据,可以知道,每条道路当前通行的时间,再根据历史数据,判断下一时刻,各个交通道路的车辆通行数据,可以预测得到下一时刻的通行时间,从而生成了以道路通行时间为权值,权值随时间变化的有向图。
这个有向图生成的即是,根据用户实时数据和历史数据得到的,基于现在交通状况对未来交通的预测。
3 结论
本文给出了一种基于无线通信网的交通道路导航方法。通过使用无线通信网中的用户位置信息,以及用户位置的历史信息,完成对交通状态的分析。同时,可以分析出当前手机用户在交通状态中是作为什么参与者参与交通的。因而,可以对交通道路的运行状态进行预测。拥有了交通道路的运行状态,可以为用户提供道路拥堵信息,从而能更加准确的为用户提供一条时间最短的导航路径。不需要对交通工具进行改进,交通工具上的手机提供的即为采样点,保证了覆盖率,从而能保证精度。也不需要对道路进行改造,安装磁感线圈等昂贵的设备,同时能覆盖每一条交通公路。本发明针对的交通行为是一个整体的城市交通行为,而不仅仅针对某些路段,具有全局的预测能力,而不是基于视频方式等预测方式,只能针对某些路段。本发明同时可以根据路况情况实时信息可以对交通进行疏导。
摘要：现有的交通导航系统,主要是针对地理道路信息,为用户选择一条空间信息为主的,路径最优化的路线。而这种路线的选择,并没有加入交通路况信息,使得尽管路线在空间位置上是最短的,但是,由于交通拥堵等情况,反而增加了用户交通的时间。同时,通过交通广播等方法,将布置在道路周边的传感器,视频采集器等得到的路况信息告知用户,一方面,会导致驾驶员分心,引发安全隐患,另一方面,由于交通路况的实时变化,收听广播时不拥堵的路段,可能在车辆到达的时刻开始拥堵,而并不能够智能的为驾驶员选择一条最合理的路径。通过通信网络,交通工具上的手机提供的即为采样点,保证了覆盖率,从而能保证精度。本发明也不需要对道路进行改造,安装磁感线圈等昂贵的设备,同时能覆盖每一条交通道路,可以对整个城市的交通进行全面的分析。通过对交通路况的分析预测,可以根据预测信息,为驾驶员选择一条时间最短的路径。
关键词：导航系统,通信网络,智能交通
参考文献
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无线电通信导航论文 篇10
随着智能交通技术的不断发展, 陆地智能交通系统取得了长足的进步。当前, 以出租车统一调度平台为典型代表的一体化集成平台得到了广泛应用, 给日常生活带来了极大便利。然而, 作为智能交通的另外一个应用领域, 海洋无线传感物联网信息集成平台的建立却起步较晚, 其数据采集的实效性、监测站点的网络化、监测数据的实时传输、降低成本和提高可靠性等[1], 都是亟待解决的问题。
建立一套稳定、高效的近海船舶无线传感物联网信息集成平台, 对于改善近海船舶停靠和驶离港口的统一调度方法具有重大意义。该平台可以通过无线通信链路, 将船舶的位置信息、速度信息、船舶的状态和告警信息实时地发送给监控中心, 经过监控中心适当处理后, 在数字地图上显示移动船舶的位置和移动轨迹, 这样就实现了对船舶的实时监控。同时, 监控中心也可以通过发送信息, 实现对船舶的控制、导航、调度和管理[2]。这个集成平台包括监控中心、通信网络和移动目标, 其中移动目标为搭载GPS终端的船舶, 也是最基本的部分。本文首先对GPS系统作一般性概述, 并以GPS接收端电路板为例, 模拟移动目标的制作过程, 通过串口输出信息数据提供给监控中心, 最后用相应软件模拟监控中心的工作方式, 得出实时信息。
1 GPS系统简介
GPS系统是美国发射和运行的一套卫星系统, 它包含了27颗能持续发送地理位置、海拔高度和时间信号的卫星, 其中24个正常使用, 3个备用, 这些卫星平均分布运行在6个轨道上[3]。一般来说, 在地面上的GPS接收器能接收3～12个卫星的信号, 为了获得地面上的定位坐标, GPS导航至少需要4个卫星信号, 其中3个用来确定GPS接收器的纬度、经度和海拔高度, 而第4个则用来同步校正时间。
1.1 GPS调度系统
GPS调度系统主要由3大部分组成, 即无线常规通讯网络、GPS使用终端和调度管理中心。它们的具体作用如表1所示。
1.2 GPS与北斗卫星
北斗卫星定位系统是我国建立的区域导航定位系统, 该系统由3颗北斗定位卫星、地面控制中心和用户终端组成, 可以提供覆盖全国范围内的全天候、24小时即时定位服务。
北斗卫星的定位精度与GPS相当, 但它可以实现双向通信, 而GPS接收端只能接收定位信息而不能主动发出控制信号, 从这点来说, 北斗卫星具有适应定位通信综合领域的能力。然而, 由于其固有覆盖范围的限制以及高昂的造价, 在实际制作中难以实现, 因此本文主要考虑GPS接收端的制作方法。
2 GPS接收端电路板的制作
当前, 广泛使用的GPS芯片主要包括瑞士u-blox公司生产的LEA-4S、LEA-5S等系列芯片, 美国Si RF公司生产的Si RF starⅡ、Si RF starⅢ等系列芯片, 其性能、适用领域各不相同。其中芯片Si RF starⅢ由于其性价比较高, 适合民用领域, 并且能够很好地兼容u-blox公司设计的软件u-center, 因此被当作此次设计的核心芯片。
2.1 核心模块的最终确定
考虑到将GPS芯片与控制它的单片机及其他元件集成在一块接收端电路板上, 结果可能会造成电路板的体积过于庞大, 而目前市面上流行的GS-91模块内部集成了Si RF starⅢ和ARM7, 性价比具有一定的优势, 非常适合用来制作接收端电路板, 因此使用GS-91模块作为本次设计的核心模块。
2.2 电路原理图的绘制
Altium Designer Winter 09和Protel 99SE均是广泛使用的电路原理图绘制软件, 它们功能类似, 都可以很好地适应复杂电路原理图的设计、布局和PCB板生成功能。根据GS-91模块的管脚图, 可以设计出相应的GS-91模块、电源模块、电平转换模块以及端口选择模块。
2.3 PCB板的生成
当完成原理图的绘制后, 进行电气规则检测等程序, 随后可以生成PCB板。PCB板的成功绘制和元器件的合理安排是印刷出合格电路板的基础, 也是接收端电路板制作中的重要环节。PCB板的最终印刷效果如图1所示。
2.4 接收端电路板的制作完成
通过联系专业电路板焊接厂家, 将所需图板和原件相关参数、资料提供给对方后, 厂家利用焊接机器可以完成整个接收端电路板的制作工作, 并提供配套的USB转串口线、电源适配器和天线等相关部分。完成的接收端电路板可以通过单片机控制, 也可以使用PC直接在GPS软件上进行操作。接收端电路板与PC相连进行定位工作时如图2所示。
在PC平台上进行操作时, 与该接收端电路板所连的3根接线分别为天线、5 V电源供电适配器、串口输出线。其中天线并不是必需的部分, 但是考虑到接收端电路板在有遮蔽物的情况下信号并不十分理想, 因此需要使用天线来增强信号。电源线是基本部分, 可以为板上原件提供基本工作所需要的电源。串口线的另一端为USB接口, 安装驱动程序后即可直接与PC相连进行测试。
3 使用软件u-center进行接收端调试
在PC平台上有许多可以与GPS接收端电路板进行配套测试的软件, 例如GPS Viewer、Navigator、u-center等。其中, u-center是u-blox公司研发制作的软件, 其功能十分强大, 不但可以在Text Console中看见接收端发送来的实时代码信息, 还可以在主窗口中直观地看出接收端所处的经度、纬度、高度以及速度等信息。此外, u-center可以显示当前接收到的卫星信息, 包括卫星数量、可利用的卫星数量、从每颗卫星接收到的数据等。
下面举例说明使用此软件配合已经制作好的接收端电路板进行工作的具体实现方法。按照图2连接好所有必备的部分后, 启动接收端并打开u-center软件, 在操作界面的Receiver菜单栏中选择端口和波特率。若连接正确, 操作界面上会显示此时接收端的工作状态, 主界面中下部连接标志出现灰色并且不断闪烁, 如图3所示。
由图3可以看出, 此时启动接收端后可以正常工作, 定位结果的详细参数如表2所示。
4 结语
通过此次接收端电路板的研制工作, 一套基本而完整的工序可以用上述方法完成。利用此种方法可以方便、经济地完成所期望的目标, 而且在调试和验证过程中也可以得到良好的效果, 成功实现了与卫星的通信, 并可通过必要的经度、纬度、高度等信息进行定位。
然而, 若想完整地测试出所制作电路板的性能, 还需要随机选取多组时间, 在相同情况下测试定位信息, 进一步观察和研究卫星所提供的信号情况。这样一来, 不但可以发现卫星信号的提供规律, 也可以探究外部环境对实验的影响, 从而得出普遍适用的结论。将这一结论应用于近海船舶导航无线物联网信息集成平台的开发中, 使系统在最基本的接收端层面上得到改进, 这也是今后我们进一步研究的方向。
摘要：对GPS系统作了一般性概述, 并以GPS接收端电路板为例, 模拟移动目标的制作过程, 通过串口输出信息数据提供给监控中心, 最后用相应软件模拟监控中心的工作方式, 得出实时信息。
关键词：GPS,接收器,电路板,卫星信号
参考文献
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[2]梁丽娟.船舶导航监控系统搭建移动信息平台.中国水运, 2010 (1) :62
无线电通信导航论文 篇11
机载设备装机前为保证可靠性必须对各设备进行测试, 这不仅需要操作大量精密昂贵的仪器仪表及通信板卡, 而且测试过程相当复杂繁琐, 测试数据需要整理记录, 花费时间长, 测试任务重, 测试人员要求素质高, 这对进行大量机载设备测试带来了极大的挑战。而在这些机载设备测试中, 无线电导航设备的测试最为复杂, 应某机型生产的需要, 专门设计一套无线导航设备自动测试系统对无线电导航设备的功能和性能进行评估和测试;同时提供一个地面交联环境, 模拟装机后各设备间的通信数据, 技术人员可以对各无线电设备之间的匹配性、一致性、兼容性等进行验证。
1 系统组成及工作原理
无线导航设备自动测试系统功能如下:
(1) ADF、MMR、RA、TCAS和DME总线输出数据的采集、处理和存储;
(2) 仿真ADF、MMR、RA、TCAS和DME的总线数据;
(3) 设备的激励信号控制和产生;
(4) 设备输出离散信号和音频信号的采集;
(5) 被测航电设备控制盒仿真。
为完成上述功能, 无线导航设备自动测试系统被设计为图1所示的系统[1], 由图1可知该系统由专用激励源、PXI测试机箱、GPIB通信模块、429通信模块、数字I/O模块、音频采集卡、矩阵开关模块、接口适配箱、测控计算机组成。测试系统所测航电设备包括组合接收设备 (MMR) 、无线电罗盘 (ADF) 、交通告警和防撞系统 (TCAS) 、无线电高度表 (RA) 及测距仪 (DME) 等五类被测航电设备。
测控计算机完成被测航电设备测试中的组织管理, 测试任务的调度, 测试中ARINC 429总线数据的仿真, 测试结果的判读;激励单元负责提供所有被测航电设备运行所需的激励信号;PXI系统负责与所有被测航电设备进行1553B、ARINC 429、RS 232及HDLC总线通信, 音频信号的采集, 离散量的采集;适配单元负责接口适配与信号调理。
在测试中测控计算机控制激励单元给相关的设备加载激励 (或输入) 信号, 并由控制盒或仿真控制盒设置无线电导航设备处于相应的工作状态, PXI平台通过信号采集与数据通信获得被测航电设备的工作状态和相应的工作数据, 达到对被测航电设备测试的目的[2,3]。
另外测试系统还可以进行手动测试, 主要用于系统联试出现异常时, 可以在手动状态下进行故障注入调试;包括通过开关切换系统对物理线路开断构造开路故障、通过调试接口接地构造短路故障、通过软件通信设置进行奇偶校验、码率、编码, 标号位的设置构造相关通信故障。
2 适配单元设计
接口适配单元是保证被测航电设备接入到测试平台进行正确测试的重要部件;接口适配单元主要完成信号转接分配、信号调理、被测航电设备多型号接口适配及信号检测和指示等功能[4], 测试平台接口适配单元工作原理如图2所示。
由图2可知, 每个适配单元中包含多块接口适配板、信号切换模块、设备信号检测孔、型号指示灯、机载设备插座和测试系统连接器, 安装于一个适配箱内。其中接口适配板的功能是对被测设备的输入和输出离散信号进行调理 (放大、衰减、调整) ;信号切换模块主要有4个功能:将测试仪表切换连接到被测试信号线上;将激励源输出的仿真信号切换并连接到被测设备的输入端口上;完成自动和手动测试功能的切换;完成电源加电控制和监测切换。信号检测孔安装在适配箱面板上, 用于测试过程中对关键信号的监测;型号指示灯用于显示被测设备的不同型号;机载设备连接器和测试系统连接器分别用于被测航电设备与测试系统的连接。
接口适配箱的另一个重要功能是适应同类多型被测航电设备的匹配, 包括已知的和未知的设备型号变化导致的连接器型号及插针定义的变化。本文在接口适配箱的设计中, 采取以下措施解决上述问题:当接口定义发生变化时, 可以在测试软件接口配置界面中修改接口定义配置表改变接口定义, 然后测试软件选择不同型号设备的接口适配板完成测试连接, 保证接口定义的正确性;采用加装备用航空连接器, 解决被测航电设备连接器型号变化的问题。
3 激励单元设计
激励单元要为被测航电设备提供工作所需的激励信号, 模拟装机工作时天线和传感器信号;测控计算机也可以通过GPIB通信接口与激励源通信, 完成对激励源的设置和输出控制, 激励源配置图如图3所示。
本测试分系统对ADF、MMR、TACAN、DME、RA和TCAS将按激励信号特性采用通用或专用的模拟源进行激励, 在综合考虑国内外设备情况后, 有如下的激励源的配置方案:
(1) 33522B是一款任意波形发生器, 在ADF天线模仿仪配合下, 可给ADF接收机提供激励信号, 完成ADF各种测试。
(2) WLM-9天线模仿仪与任意波形发生器33522B配合给ADF提供ADF方向性的激励信号, 用于测试ADF接收机性能指标。
(3) ATB-7300测试多模接收机 (VOR、LOC、GS、MKR) 接收机提供激励, 完成性能指标测试。
(4) MLS-800微波着陆系统/地面站模拟器, 测试MLS接收机性能指标。
(5) IFR6000, 用于TCAS功能测试。
(6) ALT-8000高度表测试仪, 可编程的多航段仿真爬升及下降曲线。
(7) 采用ATC-1400A可为DME主要功能和性能指标测试提供激励源。
(8) ATC-1400A+S-1403DL可为TCAS系统中S模式指标测试提高激励源。
4 软件设计
充分考虑软件的可扩展性、可裁剪性、可实现性, 采用层次化和模块化架构设计实现, 软件功能模块构成图如图4所示。
(1) 测试操作界面:测试项目的管理, 测试流程的组织, 测试功能任务的分发, 测试结果数据管理;
(2) TPS执行管理模块:接收测试执行任务的下发, 主要实现对测试过程的管理和控制;
(3) 激励源控制模块:通过仪表总线实现对激励源的控制, 给被测输出所需的激励信号;
(4) 离散数据采集模块:主要通过数字I/O和A/D采集设备驱动, 实现对被测设备输出的离散数据的采集和处理任务;
(5) 设备仿真模块:在交联测试时, 主要实现对不在位的交联机载设备的数据及信号的输出仿真;
(6) 总线采集模块:主要实现对429交联总线的实时数据的采集和监控任务;
(7) 设备控制模块:主要实现对被测设备和测试设备的控制和管理;
(8) 系统自检:对系统中的部分或者全部测试设备和模块进行自检, 也可以让测试员选择自检的测试设备和仪器模块;
(9) ICD管理模块:主要实现对ICD文件的增加, 修改和保存;
(10) 数据分析模块:主要实现对测试系统的测试数据分析处理, 形成测试结论。
5 结论
本文所设计的自动测试系统已经在飞机生产中成功应用, 试验效果良好, 原先困扰飞机生产的无线电设备测试的瓶颈, 现在只需两名技术工人就能轻松完成, 切实解决了生产中的问题。
摘要：采用最新虚拟仪器及自动测试技术, 基于PXI模块和GPIB仪器设计了一套可对无线电高度表、测距仪、防撞与告警系统、无线电罗盘及多模接收机进行综合测试的飞机无线电自动测试系统, 给出了软硬件设计方法及接口适配、设备激励、ICD管理等关键技术的实现思路。
关键词：自动测试系统,无线电导航设备,虚拟仪器,GPIB仪器
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