基于通用测试平台的平流层飞艇北斗安控测试
翟嘉琪，张永栋，王紫薇，阴 鹏，刘 鑫
【摘 要】摘要：为保证平流层飞艇飞行试验安全，放飞前需在地面试验场对飞艇各分系统与全系统进行集成测试，北斗安控测试是试验场集成测试的重要内容;在分析北斗安控分系统组成以及工作模式的基础上，提出了基于通用测试平台的平流层飞艇北斗安控测试方法；通用测试平台是基于高速信息交换架构、合成仪器、公共测试接口等测试资源的新一代自动测试，在该通用测试平台的基础上设计了北斗安控系统的测试模式与测试流程，编写了测试程序,并且在某型平流层飞艇北斗安控测试中得到了应用，在测试结束后给出测试成功率，测试结果与人工监测记录结果一致,表明该方法合理可行。 【期刊名称】计算机测量与控制 【年(卷),期】2018(026)006 【总页数】4
【关键词】平流层飞艇；北斗安控系统；通用测试平台
0 引言
平流层飞艇是指在囊体内充入轻于空气的气体来产生上升所需要的浮力，同时带有动力驱动，可以进行飞行控制，工作在平流层底部(海拔18～25 km)的浮空飞行器[1]。平流层稳定的气象条件和良好的电磁特性，使平流层飞艇在通信、预警和侦查、电子对抗等军民领域有着广阔的应用前景。目前，我国多个单位已开展了平流层飞艇的研制工作，并成功完成了多次平流层飞艇飞行试验。 一般而言，平流层飞艇主要由囊体分系统、能源分系统、推进分系统、测控通信分系统、飞控分系统、安控分系统等组成。飞艇平台系统复杂，影响飞行试
验安全的因素较多，风险性较高。为保证平流层飞艇飞行试验安全，放飞前需在地面试验场对飞艇各分系统与全系统进行集成测试，获取关键测试数据，以便评估飞艇系统状态。其中，安控分系统是平流层飞艇飞行试验安全的重要保证。安控分系统主要通过视距链路或卫星通信链路来控制安控执行机构(氦气释放装置或囊体切割装置)的作动以实现飞艇突发情况下的应急降落。因此，安控分系统的工作可靠性测试是试验场集成测试的重要内容。
北斗卫星导航系统是我国自主研发、独立运行的全球卫星定位与通信系统，性能稳定、使用方便，具有覆盖范围广、组网灵活、不易受环境影响等优势[2]。由于平流层飞艇的技术特点，北斗卫星能为其提供全天候、全天时的高精度、高可靠的定位、导航和授时服务[3]。而其北斗安控系统是安控分系统的重要 组成部分，其依托于北斗一代卫星通信系统，通过发送、接收短报文的形式[4]，实现飞艇地面测控站与艇载安控设备之间的通信。视距链路易受到通信距离与复杂地形环境的影响；与之相比，北斗链路可实现整个试验空域的有效覆盖，从而有效控制安控执行机构的作动。
现代科学技术的发展迅猛，武器、航空、航天系统的技术水平不断提高，对测试技术提出了更高的要求[5]。随着计算机技术与集成电路技术的不断发展[6]，自动化测试通过减少测试过程中必要人工操作的步骤，是的测试人员得以分配更多的时间用于提高产生设计工作核心价值[7]。同时由于自动测试技术的快速可靠、机动灵活、高效低费等显著优势，已成为国际航空和武器装备测试的主流技术途径[8]。
本文在研究平流层飞艇北斗安控系统组成以及功能构成的基础上，给出了基于通用测试平台的北斗安控系统测试模式和流程，编制了测试流程，并完成了对
某型飞艇北斗安控系统的测试与分析。
1 飞艇北斗安控系统的组成
飞艇北斗安控系统一般由地面测控站、地面北斗终端、艇载北斗终端、艇载飞控/安控计算机、安控电源以及安控执行机构组成，如图1所示。安控执行机构一般包括氦气释放装置(风机、阀门等)与囊体切割装置(一般利用火工品产生的爆炸冲击推动切割设备来撕裂囊体)，主要用于囊体内氦气的快速释放，使飞艇快速降落以避免飞艇飞出指定空域。
北斗安控系统的工作模式如下：地面北斗终端与艇载北斗终端以短报文形式通过北斗一代卫星系统相互通信；地面测控站通过地面北斗终端发送安控指令；艇载北斗终端通过北斗链路接收到安控指令后由艇载安控计算机/飞控计算机编译并控制安控执行机构作动；安控执行机构作动状态由艇载安控计算机/飞控计算机编译并通过艇载北斗终端经由北斗链路传递给地面北斗终端；北斗地面站解析地面北斗终端接收的状态信息显示安控执行结构作动状态。
2 基于通用测试平台的北斗安控系统测试模式与测试流程
2.1 通用测试平台
针对平流层飞艇试验场地面测试需求，根据平流层飞艇技术特征，基于新一代综合自动测试系统技术，构建功能可重构、通用化强、应用灵活的平流层飞艇通用测试平台。该平台硬件环境基于高速信息交换架构，集成数字多用表模块、模拟量输入输出模块、传感器采集模块、转速测量模块，转速测量模块、多串口通信接口模块、CAN/1553B总线通信模块、数字IO模块、矩阵开关模块等测试资源，扩展集成了扩展集成频谱分析仪、示波器、功率计等台式测量仪器与仪表，这些测试资源集中于可变规模公共测试接口(common test
基于通用测试平台的平流层飞艇北斗安控测试
