箭载应答机测试系统及监控软件设计

论文摘要

20世纪末,航天测控技术的发展进入了一个高潮。航天测控技术是当代高新科技的一个重要领域。国内外测控技术发展的历程表明,测控技术是与卫星技术、运载器技术以及载人航天技术等同步协调发展的。最能集中展现测控技术的航天测控系统是航天工程的重要组成部分,它既是火箭,航天运载器及其发射、在轨、返回段的重要支持保障系统,又是运行大回路中的重要环节。航天测控系统主要包括飞行器测控系统和地面外安系统。外安系统,即无线电外弹道测量及靶场安全控制系统,包括箭上设备(主要是箭载应答机)、地面测量控制站和靶场测试设备三部分。其中,应答机作为应答式无线电测控系统箭载合作设备,安装于各类飞行器上,用于完成地面雷达上行信号的接收、处理,向测控雷达发送下行信号,实现测控系统上下行信号的转接功能,是实现高精度轨道测量的关键设备。箭载应答机作为地面测量控制站重要组成部分,建立一种精确、高效的应答机测试系统成为解决发射前应答机测试的重要内容。应答机测试系统是外安系统地面测量控制站的主要组成部分。应答机测试系统由信息采集分机、信道分机、信号处理分机以及常用仪器组成,与地面控制台及光传输系统一起配合工作完成箭载应答机的单机功能测试和联机系统功能测试。论文首先介绍了当前国内外航天测控技术的发展概况。在此基础上对箭载应答机进行了介绍。论文在介绍外安系统的组成及各个组成部分的基本功能的基础上,重点设计并完成了测速应答机、测距应答机和逃逸接收机在内的三种箭载应答机的单元测试和系统联试。论文对应答机测试系统的硬件组成和软件设计进行了详细介绍。系统硬件设计采用模块化的设计方法,三种应答机的测试系统都是由信息采集分机、信道分机、信号处理分机等模块组成。论文以测速应答机测试系统为例,对各个功能模块的组成和性能指标的设计要求进行了详细介绍。软件的设计部分重点解决了总线信息实时处理与监控系统的实现问题,编写了各个软件模块的程序。此外,结合实际探讨了人机界面的设计原则与方法,并编程实现了人机交互界面。应答机测试系统在针对包括测速应答机在内的三种应答机的系统测试中,达到了预期设计的各项要求。进一步的测试工作还在进行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 外安系统概述
• 1.2.1 地面测量控制站
• 1.2.2 靶场测试设备
• 1.2.3 箭上设备
• 1.3 箭载应答机
• 1.4 本文的主要内容
• 第2章 应答机测试系统总体设计
• 2.1 系统设计原则
• 2.2 应答机测试系统硬件平台
• 2.3 应答机测试系统监控软件
• 2.3.1 基本组成
• 2.3.2 开发工具
• 2.3.3 MFC Windows编程
• 2.4 本章小节
• 第3章 测速应答机测试系统
• 3.1 多普勒测速基本原理
• 3.2 测速应答机测试系统组成
• 3.2.1 cPCI工业控制计算机
• 3.2.2 测速信号处理分机
• 3.2.3 测速信道分机
• 3.2.4 信息采集分机
• 3.3 本章小节
• 第4章 测速应答机测试系统软件设计
• 4.1 测速应答机测试系统监控软件设计原则
• 4.2 测速应答机测试系统监控软件主要功能
• 4.3 测速应答机测试系统监控软件组成
• 4.3.1 cPCI总线管理模块
• 4.3.2 以太网远程监控模块
• 4.3.3 串口通信模块
• 4.3.4 GPIB仪器网络模块
• 4.3.5 ADF4112测试模块
• 4.4 人机界面设计
• 4.4.1 人机界面应具有的特性
• 4.4.2 人机界面的设计原则
• 4.5 可靠性分析
• 4.5.1 可靠性设计的基本要求
• 4.5.2 论证阶段的可靠性设计
• 4.5.3 方案阶段的可靠性设计
• 4.5.4 系统可靠性措施
• 4.5.5 可靠性设计
• 4.6 本章小节
• 第5章 测试系统调试
• 5.1 综合测试
• 5.2 本章小节
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文