基于CNI架构软件无线电平台的TCAS测试系统设计
空中防撞系统（TCAS，Traffic Collision Avoidance System）是中、大型航空器所搭载的一组电脑系统，用于与附近空域的航空器进行信息交互，预测飞行器未来可能发生的冲突与碰撞。大部分民航客机都被要求搭载空中防撞系统，因此对于TCAS测试设备的需求较大，而目前通过国际认证的仅有Aeroflex（艾法斯）公司旗下的航空电子测试设备，在国际市场上占据垄断地位。为了填补国产技术的空白，打破技术垄断，迫切需要自主知识产权的空中防撞系统测试设备。因此对于TCAS测试设备的研究有重要意义。本文基于CNI架构(Communication，Navigation，Identify)，利用软件无线电技术设计了一种手持式TCAS测试设备，主要研究内容如下: 1、分析了TCAS测试系统的发展现状以及软件无线电技术的特点，总结了目前国内外现有设备的优点与不足，并据此明确了本课题的设计思路。在完成对系统核心技术及原理分析的前提下，基于民航领域TCAS系统的国际标准，对比国外类似测试仪器提出测试系统需求，完成对系统框架的初步设计，并阐述了此测试系统使用的FPGA+ARM7通用硬件平台，分析了平台的收发模块，数字信号处理模块，主控模块三大主要模块的功能。 2、参考国际民航公约规定的数据格式标准与编码方式，基于软件无线电思想设计编解码软件模块。为满足多样化的测试需求，本文提出一种动态模拟测试方法，利用扩展应答信号，周期性更新经纬坐标数据来模拟动态飞行器。同时，制定安全性、可用性好，传输效率高的控制命令帧，实现功能软件的本地控制。 3、选用QT图形界面开发环境，以面对对象的设计思想为基础，秉承高内聚低耦合的原则，将界面程序分为数据处理模块、交互模块、命令通讯模块三大模块进行设计，详细阐述了三个模块的设计思路以及实现方法。对比国内外同类仪器，测试流程更加简洁，仪器操作成本大幅降低，测试人员无需经过专业培训即可上手使用。 最后，对TCAS测试系统进行集成并测试，使用专用的接收机接收测试系统发出的信号，验证系统功能的正确性。确保此系统的编解码准确，信号可以准确的被机载TCAS设备识别，并可灵活的模拟动态场景，达到预期的目的。且仪器体积较小，易携带，易操作，满足飞行器外场测试的需求。
航空器;空中防撞系统;手持测试仪;软件无线电;CNI架构
西安石油大学
硕士
控制工程
毛艳慧
2022
中文
V244.11
2023-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）