● 摘要
通用航电飞行信息综合处理系统是通航飞机接收和处理飞行信息的核心组件,是通用航空航电系统的重要组成部分,系统的优化设计与实现是保障飞行安全的关键。当前我国在通用航空电子系统综合方面与国外存在巨大差距,为迎接低空空域的开放,必须研制具有自主知识产权的通用航电系统。本课题对航电系统中飞行信息综合处理系统的需求进行了详细分析,提出了系统的硬件和软件设计方案,对系统接口控制文件进行了定义,研究并改进了适用于通航环境的冲突探测和冲突解脱处理算法,完成了基于VxWorks系统软件开发实现,并开展了测试,验证并完善了其功能性能。本文的主要研究内容如下:
(1)对飞行信息综合处理系统进行了需求分析,确定系统功能需求,在分析与其他系统外部交联情况下,并结合通航飞机的特点,制定了系统总体设计方案,提出了系统设计与实现的功能性能要求,设计了系统软件详细实现方案和实现流程。
(2)对飞行信息综合处理系统与其他交联系统的接口控制文件进行了详细的分析。具体分析了监视系统、导航系统、大气数据计算机、航向姿态系统以及座舱显示系统与飞行信息综合处理系统之间的接口,尤其是详细的分析了软件接口,为飞行信息综合处理系统软件设计开发以及保障与其他子系统正确交联打下了基础。
(3)对飞行信息综合处理系统中核心的飞行冲突探测和解脱功能涉及相关理论和算法进行研究。参考飞行间隔标准设定了飞行保护区模型,采用基于外推的冲突探测方法进行冲突探测;针对复杂低空飞行环境快变、飞行行为多样以及通航飞机无固定飞行航线等特点,工程化应用基于满意博弈论的冲突解脱方法。
(4)论文介绍了实时操作系统VxWorks下系统软件实现相关工作。对飞行信息综合处理系统软件模块功能进行了划分和描述。在模块化软件架构的基础上,基于VxWorks嵌入式实时操作系统,分别对综合管理模块、数据采集解析模块、冲突探测模块、冲突解脱模块进行设计和编程开发实现。通过建立通用航电飞行信息数据模拟器为系统软件运行测试提供数据,完成了系统基本功能验证。