一种机载型号激光惯导外场综合性能检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机载型号激光惯导外场综合性能检测系统，属于激光惯导外场测试技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，激光陀螺惯导系统因其体积小、重量轻、动态范围大、可靠性高的优点，成为惯性技术的一个重要发展方向，目前在军用、民用和商用等领域得到普遍应用，特别是在航空机载领域，其卓越的表现已得到广泛认可，在歼击机、轰炸机、运输机、直升机等多种机型成功应用。
[0003]作为对激光惯导进行功能测试、性能和精度评价、误差识别的惯导测试技术是激光惯导系统生产和应用的基础，只有首先准确测试评价惯导系统，才能谈得上成功应用。在型号需求牵引和专业技术发展的推动下，惯导测试技术的研宄得到了广泛的重视，取得了长足的进步。但随着机载型号激光惯导进入快速发展与应用阶段，现有的测试系统从运行的实时效率上、二次开发的便利性上，维护的快捷性、快速性等方面，模拟动态飞行测试方面远远未达到空军对研制保障设备的要求，为了适应动态环境下的测试特点，提高测试自动化，故障检测的智能化，降低对操作人员的准入门槛，满足部队与外场保障人员的使用要求，目前的测试系统已经成为机载航空惯导快速发展的一大障碍。
【发明内容】
[0004]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供了一种机载型号激光惯导外场综合性能检测系统，将智能化测试系统与试验车有机结合，既能模拟惯导动态工作环境进行各项性能试验，实现静态模拟飞行与动态车载相结合的精度验证；同时便于在外场进行激光惯导的功能性能测试和故障检测与维修，实现激光惯导智能化故障定位、自动化功能性能验证，满足了快速维修与故障定位的战备需求。
[0005]本发明的技术解决方案是:
[0006]一种机载型号激光惯导外场综合性能检测系统，包括试验车、测控系统、车载电源系统和激光惯导；测控系统又包括上位机模块、轴角转换模块、1553B总线模块、ARINC429总线模块和数据采集模块；
[0007]测控系统、车载电源系统和激光惯导固定安装在试验车内部，车载电源系统为激光惯导和测控系统供电，轴角转换模块采集激光惯导提供的导航操纵轴角信息，并通过PCI总线传递给上位机模块；上位机模块通过1553B总线模块和ARINC429模块与激光惯导进行通信，上位机模块将初始位置信息通过1553B总线模块装订给激光惯导，同时，1553B总线模块采集激光惯导的导航数据，并通过PCI总线向上位机模块发送；
[0008]上位机模块通过ARINC429模块向激光惯导发送航路点、位置、速度和初始航向，使激光惯导工作，同时，ARINC429模块接收激光惯导输出的导航操纵信息，通过PCI总线向上位机模块发送；数据采集模块采集激光惯导输出的仪表脉冲量和模拟电压量并通过PCI总线提供给上位机进行处理。
[0009]所述车载电源系统包括UPS主机、蓄电池、限流保护开关、电流表、电压表、照明灯、电源指示灯和车内插座；220V交流电连接UPS主机，UPS主机通过限流保护开关给车内电路供电，电流表和电压表均连接到车内电路上用于监测车内电路的电流和电压，照明灯、电源指示灯和车内插座均连接到车内电路上，照明灯用于车内照明，电源指示灯用于指示车内电路的通断，车内插座用于给车载用电设备供电，蓄电池也连接到UPS主机上，用于应急提供28VDC电源。
[0010]所述轴角转换模块包括总线接口模块和轴角数字转换器；上位机模块的控制信息经过PCI总线和总线接口模块输入到轴角数字转换器的控制信号端，轴角数字转换器接收到所述控制信息之后，接收激光惯导输出的三相交流正弦导航操纵信号，外部电源输入到轴角数字转换器的激磁端作为激磁电压，轴角数字转换器将导航操纵信号转换为轴角数字量信息，对该轴角数字量信息进行锁存之后输出给总线接口模块，总线接口模块将轴角数字量信息通过PCI总线发送给上位机模块。
[0011]所述数据采集模块包括总线接口模块、总线驱动模块、第一译码模块、第二译码模块、AD采集模块、计数模块、中断控制模块、时钟模块和光电耦合隔离模块；
[0012]时钟模块给中断控制模块提供工作时钟，中断控制模块将接收到的时钟作为中断信号发送给总线接口模块，控制总线接口模块工作；
[0013]总线接口模块接收上位机模块通过PCI总线发送过来的地址信息和控制信息，并将控制信息发送给总线驱动模块，将地址信息发送给第一译码模块和第二译码模块，总线驱动模块根据接收到的控制信息控制AD采集模块和计数模块工作，第一译码模块和第二译码模块将接收到的地址信息进行译码后生成译码信息并分别发送给AD采集模块和计数模块，令AD采集模块和计数模块选通，AD采集模块采集激光惯导的模拟电压量信息并通过总线驱动模块和总线接口模块发送给上位机模块；激光惯导输出的仪表脉冲量经过光电耦合隔离模块进行光电隔离之后，送入计数模块进行计数，将计数结果通过总线驱动模块和总线接口模块发送给上位机模块。
[0014]所述AD采集模块包括所述运算放大器、多路转换开关、AD转换器、电阻Rl?R6和电容Cl ；
[0015]AD采集模块采集到的模拟量信号从电阻Rl和电阻R2输入，电阻Rl通过电阻R3连接到运算放大器的输入负端，电阻R2通过电阻R4连接到运算放大器的输入正端，电容Cl的负极连接到电阻Rl和R3之间，电容Cl的正极连接到电阻R2和R4之间，运算放大器的输入正端还通过电阻R6接地，运算放大器的输入负端和输出端之间通过电阻R5连接，运算放大器的输出送入多路转换开关，经多路转换开关处理后的模拟量输入到AD转换器进行模数转换处理，转换后的数据输出到总线驱动模块。
[0016]所述光电親合隔离模块包括电阻R7、R8、电容C2、二极管V1、光电親合器和整形器;
[0017]仪表脉冲输入整形器后经过整形处理输入到光电耦合器的输入负端，电阻Rl —端连接电源，另一端连接光电耦合器的输入正端，电容C2的正极连接光电耦合器的输入正端，负极连接光电耦合器的输入负端，二极管Vl和电阻R8均与电容C2并联，二极管Vl的负极连接光电親合器的输入正端。
[0018]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0019](I)本发明通过ARINC429模块、轴角转换模块，在地面将飞行过程中的航路信息通过总线重新加载到惯导中，在外部给其加入速度、姿态激励信号，使其安装预定的轨迹进行飞行，在飞行过程中对飞行参数进行采集处理，并绘制曲线，达到考核飞行品质的试验目的。
[0020](2)本发明通过试验车模拟飞机的各种环境条件，可在接近实际飞行的条件下研宄、试验和验证被测惯导系统的性能试验，还可完成地面导航试验、空中对准试验、传递对准试验等，进而对其性能指标进行统计、分析和研宄。
[0021](3)本发明能快速将测试设备送到外场进行功能性能检测和故障维修，满足了外场快速维修与故障定位的战备需求。
【附图说明】
[0022]图1为本发明系统组成框图；
[0023]图2为本发明车内设备组成与布置示意图；
[0024]图3为本发明车载电源系统连线示意图；
[0025]图4为本发明轴角转换模块示意图；
[0026]图5为本发明数据采集模块功能实现框图；
[0027]图6为本发明AD采集模块示意图；
[0028]图7为本发明光电耦合隔离模块示意图；
[0029]图8为本发明上位机模块工作流程图。
【具体实施方式】
[0030]如图1所示，本发明提供了一种机载型号激光惯导外场综合性能检测系统，包括试验车、测控系统、车载电源系统和激光惯导；测控系统又包括上位机模块、轴角转换模块、1553B总线模块、ARINC429总线模块和数据采集模块。实现惯导对外总线接口、离散量接口，供电接口等电气接口的检测，实现惯导系统的对准、导航、导航操纵、故障检测定位以及性能精度检测，试验过程中以数据、曲线、异常情况报警等形式将测试结果输出，试验结束时能自动统计性能精度；
[0031]测控系统、车载电源系统和激光惯导固定安装在试验车内部，车载电源系统为激光惯导和测控系统供电，轴角转换模块采集激光惯导提供的导航操纵轴角信息，并通过PCI总线传递给上位机模块；数据采集模块采集激光惯导输出的仪表脉冲量和模拟电压量并通过PCI总线提供给上位机进行处理；
[0032]本发明中1553B总线模块使用DDC公司的多功能双通道PCI总线接口测试卡，协议芯片为65570i2。相应的配置为:双通道，每通道可同时仿真I个BC，31个RT和I个MT，每通道彡64K字的共享RAM，变压器耦合方式，Win98/XP/2K/NT运行环境，支持PCI中断，符合 GJB289A-97 规范。
[0033]1553B模块实现的功能为:
[0034]a、通过1553B总线与激光惯导通信，实现激光惯导工作状态的控制与初始位置信息的装订；
[0035]b、导航信息的接收，采集激光惯导的导航数据，通过PCI总线向上位机模块发送，依据接口控制