飞行器安控系统地面信息发射技术研究

发布时间：2020-05-14 22:55

【摘要】：安控系统对于所有存在安全隐患的飞行器都至关重要,它直接关系着周边人员的安全以及巨额的财产损失。飞行器安控系统多采用传统的PCM/PSK/FM信息发射技术,但随着科技水平的不断提高,传统技术面临着一些挑战。美国宇航局提出的新型主字母调制由于具有实时性好、可靠性高等优点而被国内外广泛研究,并应用到飞行器安控系统中。本文介绍了由工控机和安控卡组成的飞行器安控系统地面发射平台。工控机用于实现人机交互。安控卡包括桥接芯片PCI9054、遥控发射机以及闭环检测回路,用于安控信息的发射与闭环检测。本文主要对PCM/PSK/FM和主字母调制两种信息发射技术进行研究,并通过地面发射平台完成安控信息的发射和闭环检测,闭环检测用于验证安控信息的发射完成状态。根据需要,本文首先对地面发射平台的人机交互界面进行了设计,并通过VC++6.0开发环境的MFC架构实现;其次,在FPGA开发环境Quartus Ⅱ 9.0下,通过Verilog HDL硬件描述语言,分别实现了PCM/DPSK/FM和主字母调制两种信息发射技术与检测回路的FPGA设计,具体包括DPSK调制与解调以及主字母调制与检测解调;再次,基于功能性仿真软件Modelsim,对FPGA设计内容,进行了仿真验证;最后,在安控系统地面发射平台上,进行了整机测验。实验结果表明,安控信息通过地面发射平台分别实现了PCM/DPSK/FM以及主字母调制两种信息发射技术下的发射和闭环检测,并达到1.75GHz～1.85GHz的射频频率和24KHz的调频频偏,完成整机测验。性能的理论分析结果表明,本文设计的主字母体制使安控系统的虚指令率达到10-54数量级,漏指令率达到10-20数量级(15dB信噪比),优于同条件下的PCM/DPSK/FM体制,更加符合安控系统可靠性和安全性的需求。
【图文】：

框图,安控系统,地面发射,平台

第二章飞行器安控系统地面信息发射部分总体方案设计逡逑二章飞行器安控系统地面信息发射部分总体方案设安控系统地面发射平台逡逑安控系统地面发射平台由嵌有ＣＰＣＩ卡槽的工控机和安控卡两部分组成。机在ＶＣ＋＋６．０开发环境下完成驱动程序的安装和界面程序的设计安控卡桥接芯片ＰＣＩ９０５４、遥控发射机和闭环检测回路，用于安控信息的发射和测，其中遥控发射机和闭环检测回路均包含基带信号处理部分。工控机ＣＰ槽和安控卡的桥接芯片连接，它们之间满足ＣＰＣＩ总线协议，能够实现工控安控卡之间的数据互通［１Ｇ］。安控系统地面发射平台的总体框图如图２－１所

关系图,总线接口,关系图,时序逻辑

为了能够实现数据的可靠传输，本文需要对ＰＣＩ９０５４提供的ＥＥＰＲＯＭ总线逡逑接口、ＰＣＩ总线接口以及ＦＰＧＡ本地总线接口进行正确的设计。ＰＣＩ９０５４与其它逡逑总线接口之间的关系如图２－２所示。逡逑／Ｉ＼逦／Ｉ￣￣１＼逡逑（数据传输）邋ＰＣＩ９０５４邋（数据传输）逡逑Ｕ逦逦邋逦邋考逡逑0逦诗逡逑；逦＜＞逦邋Ｉ逡逑ＥＥＰＲＯＭ逡逑逦！逦寄存器ｓｓ逦ｊ逦逦逡逑图２－２邋ＰＣＩ９０５４与其它总线接口关系图逡逑说明：ＰＣＩ９０５４通过信号管脚与ＥＥＰＲＯＭ总线接口连接，实现每次上电时逡逑的寄存器配置。ＰＣＩ总线接口与ＰＣＩ９０５４通过硬件连接的方式实现，无需时序上逡逑的约束。ＰＣＩ９０５４与ＦＰＧＡ本地总线接口通过软件编程的方式连接，具体设计流逡逑程如下。首先参考ＣＰＣＩ总线协议的时序逻辑，然后通过ＶｅｒｉｌｏｇＨＤＬ硬件描述逡逑语言在ＦＰＧＡ本地端进行时序逻辑设计，，最后，在正确的时序逻辑下，实现逡逑ＰＣＩ９０５４与ＦＰＧＡ本地总线的数据传输。逡逑（２）逦ＰＣＩ９０５４的时序逻辑逡逑在本文中，ＰＣＩ９０５４芯片的数据传输采用了从模式，包含单周期与突发周期逡逑两种访问状态。单周期访问状态的一个地址仅能传送一个数据，突发周期则可以逡逑传送多个数据。此外
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V556;TJ768

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