飞机环境监视系统的数字仿真

飞机环境监视系统AESS是由地形感知与告警系统、空中交通警戒与防撞系统、S模式应答机、机载气象雷达等构成,是大型民机航电系统的重要组成部分,它的研制对于提高飞行安全有非常重要的意义.根据ARINC - 768等适航标准,对AESS各分系统的功能进行分析,提出一种系统功能集成方案,给出系统综合的接口设计,制定综合画面显示...     

民机增强型近地告警仿真系统设计

增强型近地告警系统(EGPWS)是民航飞机上必需的航空电子设备,对保障飞行安全有重要的意义。增强型近地告警的仿真系统是研究增强型近地告警的一个有效手段,在VC 6.0平台下建立飞机的六自由度模型,人机交互界面和告警模块;利用Tilcon软件设计虚拟仪表并研究前视地形的显示方法;同时借助Flight Gear飞行模拟器实现飞行仿真的三维可视化显示,通过UDP通信将各个模块连接成一个完整的可视化仿真系统,实现对近地告警和飞行状态直观形象的显示。实验结果表明设计的系统能够对告警模式进行准确有效的报警,并具有可扩展性强、易操作的优点。     

“地形感知与告警系统”模式三的告警包线研究

地形感知与告警系统(TAWS)的目的是避免可控飞行撞地(CFIT)事故,提高航空安全。基于模式三的告警原理,对飞机发生掉高后的正常轨迹以及规避轨迹进行建模。在大量飞行事件中统计无告警事故率和告警事故率作为系统性能指标,并基于SOC曲线的掉高阈值包线生成方法获得模式三告警包线。仿真结果和实际使用包线一致,表明模型合理性和算法有效性。     

航电系统数据危害的模式和原理

当前数据密集型系统越来越多地应用于实时计算机系统中,尤其是在航电系统如导航系统、飞行管理系统。航电系统中数据量大且述对象复杂多样,共享程度要求和安全性要求较高,数据错误对于航电系统的安全性有重大影响。数据安全已经成为影响航电系统安全的重要因素。因此本文结合当前最新的研究成果研究了航电系统的数据组成,梳理总结出常见的数据危害类型;然后研究了航电系统数据危害的产生,基于态势感知理论提出了航电系统数据危害层次模型,并以可控飞行触地事故为例进行了分析,验证了数据危害层次模型的正确性,为指导航电系统数据安全性分析提供理论支持。     

基于粒子滤波地形导航算法的精确近地告警方法

近地告警系统利用导航设备提供的位置信息在机载数字高程模型（DEM）内对航空器周边区域进行搜索,在接近地面时给出告警信息,避免航空器与地面相撞,能够有效提高飞行安全。由于航空器位置和DEM都存在误差,航空器与DEM中地形相对位置和航空器与真实地形相对位置并不完全一致,从而增加虚警和漏警。为了减少虚警和漏警,在不增加和改善导航设备的情况下,提出利用粒子滤波地形导航算法得到航空器在DEM中与地形的准确相对位置,利用该相对位置做近地告警计算。经过实际地形数据飞行仿真实验,结果表明能够有效提高近地告警的精确度和有效性,有较强的实用价值。     

三维地形提示告警系统的设计与实现

阐述三维地形提示告警系统,这是一种增强型地形提示和告警的系统,是航空电子系统导航防撞的必备机载设备。针对大容量地形数据加载和前视地形绘制,为提高系统实时性及实用性,基于嵌入式平台系统对三维地形告警系统算法和三维显示进行了设计和研究,它采用多核处理器技术实现算法运算和地形加载绘制,软件运行基于嵌入式实时操作系统实现。提出一种三维地形加载显示方法对三维地形进行加载显示,设计嵌入式软件对算法进行实现验证。通过实验效果分析,验证地形加载显示算法高效性和系统实时性及实用性。     

基于均衡线程组的试飞FC总线多科目处理技术

航空总线光纤通道(FC)正逐渐取代传统的1553B,成为新一代航电系统的构架协议;FC总线具有数据量大等特点,同时试飞工程师需处理的消息数也越来越多,对FC总线多科目数据处理提出了更高的要求;针对飞行试验多科目总线数据处理的特点,提出了一种基于均衡线程组的试飞航电总线多科目数据处理方法,打破了飞行试验传统航电总线多科目处理模式,提高了试飞航电总线多科目处理效率,最后在某试验机飞行试验中进行了应用,试验表明其处理效率是传统飞行试验航电总线处理技术的40倍,解决了海量试验FC航电总线数据多科目处理难题,满足了现代飞行试验FC多科目高效处理需求。     

基于概率模型的ATC系统冲突目标生成算法

通常用于测试空中交通管制（Air Traffic Control, ATC）自动化系统的飞行冲突告警功能的方法主要有放宽系统告警值和向系统输入模拟的飞行冲突目标的雷达数据。前一种方法存在不可靠性,第二种方法由于只产生简单的确定目标轨迹数据,因此只能简单地测试系统能否告警,无法对系统的飞行冲突预测能力作出评价。为了使用于测试系统的模拟雷达数据更符合实际飞行情况,并检测系统预测飞行冲突的技术水平,本文提出了一种基于飞行冲突概率模型的航迹模拟方法,通过对不同目标对的冲突概率建立数学模型,反推出存在不同冲突概率时目标的运动参数。并通过仿真实验产生了一系列具有不同冲突概率值的目标对的航迹,利用这些数据能对ATC自动化系统进行更有效的冲突探测和告警能力测试。      

基于系统性能的近地告警技术研究

基于多种导航信息综合处理、告警计算的近地告警系统,对于避免可控撞地事故、提升飞机安全具有重要意义.本文首先介绍了近地告警系统的工作原理,研究了基于SOC曲线的告警包线设计技术,并以过大近地速率告警模式为例进行了告警包线的仿真.最后,利用实际飞行数据分析验证了告警包线合理性以及导航信息可靠性对系统性能的影响.     

综合模块化平台下的飞行管理软件设计

随着综合模块化平台在航电系统设计中的逐步普及,机载飞行管理系统在设计时应考虑分区设计因素。通过分析综合模块化平台下应用软件驻留规则,研究ARINC702A中的分区要求,提出飞行管理软件功能的分区设计方案,最后对飞行管理核心软件功能进行设计开发并给出测试验证方法,对综合模块化航电系统平台下飞行管理系统的研制具有参考意义。     

TAWS低空风切变告警功能仿真验证平台设计

低空风切变对飞机运行安全会产生严重的威胁,而地形感知与告警系统(TAWS)的Mode 7能够根据飞机当前空速、攻角、无线电高度等探测低空风切变的存在,从而提示飞行员躲避危险,避免可控飞行撞地(CFIT)的发生以确保飞行安全。为了解决TAWS Mode 7功能验证时难以建立真实装机试飞环境的问题,针对某航空研究所研制的TAWS工程样机,设计了低空风切变探测功能的仿真验证平台。仿真验证平台以低空风切变模型和六自由度飞机模型为核心生成低空风切变探测所需的数据,利用飞行场景数据库进行多次仿真,可以验证TAWS Mode 7是否能在飞机穿越风切变时给出准确的提示和告警信息。     

民机地形感知警告系统前视功能分析及仿真

综述了民机地形感知警告系统(TAWS)及其前视功能的产生背景、发展过程,介绍了TAWS前视功能的主要原理.对前视功能的报警阈值时间设置方法进行了研究,给出了报警阈值时间设置的分析算法模型,并利用Matlab 工具进行了仿真,得到了相应的仿真结果.最后,对进一步提高TAWS前视功能仿真精确度,以及TAWS产品性能优化方法...     

基于SOPC的远程多通道数据采集系统设计

讨论一个低成本、便携式、远程多通道数据采集系统的设计,分别介绍了系统结构、软硬件设计、Nios II系统模块结构等。数据采集系统主要由信号采集模块、数据处理模块和数据传输模块构成。信号采集模块包含温度、湿度、气压、雨量、风向、风速6个气象数据采集模块、全球定位系统（GPS）模块和电荷耦合器件（CCD）模块;数据处理模块中采用ALTERA公司的EP3C25F324现场可编程门阵列（FPGA）芯片,具有片上可编程系统（SOPC）集成度高、灵活性强的特点;数据传输模块采用通用无线分组业务（GPRS）和有线RS2     

软交换INAP业务适配系统的设计实现

为了保护运营商在智能网(IN)方面的前期大量投资,软交换系统必须能够与原有智能网进行互通,并继承智能网原有的业务,智能网应用规程(INAP)业务适配系统即应此而生。INAP业务适配系统与呼叫控制系统、事务处理能力应用部分(TCAP)协议栈应用程序通信,完成INAP和私有协议之间的转换和映射。INAP业务适配系统由核心(CORE)、远程业务接入管理(RSAM)和TCAP接口管理(TIM)3个模块构成,其工作原理、总体结构、初始化、消息处理以及模块设计和实现均有说明。     

基于System Generator的动态局部可重构设计方法

在动态局部可重构设计过程中,系统级设计到现场可编程门阵列（FPGA）硬件实现,还需要大量的寄存器传输级（RTL）硬件语言编写,导致设计效率下降的问题。针对该问题,以Xilinx公司最新提出的动态局部重构设计流程———早期获取部分可重构（EAPR）为基础,利用System Generator软件,提出一种动态局部重构的设...     

机载雷达告警系统对敌雷达测向性能分析

机载告警系统是机载自卫电子对抗系统的重要组成部分。文中介绍了机载雷达告警系统的组成及功能,重点对该系统的方位角确定和测量误差进行了分析,指出了机载告警系统未来发展方向。     

基于FPGA的指纹预处理技术

指纹图像预处理是指纹识别系统中的重要部分,通常包括归一化、方向滤波、二值化和细化等环节,算法复杂,计算量大。针对这种特点,设计了一种新的指纹图像预处理方法,运用SOPC技术,将预处理过程中耗时大的部分用FPGA实现,耗时小但处理繁琐的部分用软件实现,由下载到FPGA的软核Nios II处理器负责软件的运行和软、硬件的协调。实验结果表明该方法在确保图像质量提高的前提下大幅度提高了处理速度,保证了自动指纹识别系统的实时性,为指纹识别系统的研究和实现提供了新的设计思路和方法。     

一种I2C总线控制器的接口设计

为了实现片上系统芯片与外围设备之间的通信,介绍一种从外围总线（APB）到I2C总线的接口设计。对整个系统按照功能进行了模块划分,阐述了APB总线接口的设计和寄存器配置、I2C总线控制器中的状态划分和状态机设计以及时钟产生模块的实现。设计中采用了异步先进先出来同步APB总线和I2C总线之间的数据交换。对整个设计进行了功能仿真,实现了系统在100 kbps和400 kbps两种工作模式下的数据传输。设计完全满足通信的速率要求。