飞机无线电通信导航监视系统测试平台架构及方法研究

引言：无线电通信导航监视分系统测试平台主要实现对系统的测试、验证与维护，提供分系统内各子系统交联接口及控制逻辑测试功能，具备子系统功能性测试能力，能够融入综合航电系统中完成航电系统的地面实验。开展测试平台软硬件架构设计，提出系统激励、功能测试、数据采集分析等测试方法，掌握平台测试方法，提高试验测试效率。

1.无线电通信导航监视系统测试平台硬件架构设计

试验平台由平台模拟系统、设备模拟器、测试测量系统、地面激励系统、配套保障设备等组成，能产生无线电通信导航监视分系统功能，包括控制指令和射频激励信号，完成无线电通信导航监视系统功能性检测，满足无线电通信导航监视分系统功能集成的需求；能产生系统/设备故障激励，完成系统的备份、应急功能检测；能产生外部离散信号激励。

1.1 平台模拟系统

模拟无线电通信导航监视系统相关的操作显示控制功能，包含模式切换等，包含综合数据链显示，对各分系统做参数显示修改，模拟加载设备对参数设置和处理，设备状态和故障状态接收显示，模拟器通过 DDS 中间件[2]接收来自系统的数据。

1.2 设备模拟器

设备模拟器支持两种使用组态，分别为：

1)除些许设备外，均为模拟器的全模拟集成联试组态；

2)部分设备为模拟器，其余为真实设备的部分真实设备集成联试组态

3)模拟器不模拟接口数据产生过程，例如射频传输、高中低频信号处理等；

4)模拟器模拟所有与接口上要传输的数据；包括，模拟控制参数的显示，模拟故障信息，可设置软硬件配置信息[3]，周期数据模拟（导航设备），且这些数据的传输时序与真实设备相同。

1.3 测试测量系统

包括通用测试设备及专用数据监测分析设备，监视航空总线数据，并对监控到的数据作出分析；记录系统联试数据，对机载系统性能作出评估。

1.3.1ARINC429 数据监测分析设备

通过分接头方法对 ARINC429 总线数据进行监控，描述如下

1）发送数据及设备发送数据通过分接头法接入计算机

2）通过 PCI 插槽插入 32 收 ARINC429 接口板卡；

3）使用随板卡配套的 429 总线监控应用软件和 429 路由转发软件对总线上的数据进行监视和解析；

1.3.2ARINC664 数据监测分析设备

在 AFDX 交换机中，可以通过设置交换机的 VL 转发配置表[4]，达到端口镜像的效果，数据流量被镜像到镜像输出端口，通过网线接入监控计算机即可对交换机上所有端系统数据进行监控。

2.无线电通信导航监视系统测试平台软件架构设计

在 Windows7/XP 操作系统下，使用 Microsoft Visual C++6.0 编写完成，其中，航电显示模拟器软件使用飞机座舱建模工具 VAPS 进行。

测试系统软件采用模块化设计，遵循低耦合、高内聚原则，可划分为五层：人机交互层、消息处理层、消息分发层、总线适配层和接口驱动层。系统软件包主要包括航电模拟软件、地面激励软件、总线监控设备软件、测试控制软件等，软件架构。

航电模拟软件用来仿真通信导航监视等系统之间的接口，主要分为三层:人机界面层、数据处理层和接口驱动层。能够数据的换算解析并送上层进行数据图形显示，完成应用数据的综合及处理，实现数据统一管理。

地面激励软件是地面测试系统的重要组成部分，采用 Windows GUI 制作，将人机交互、消息组包解包、协议组包解包、轮训协议等进行组合，是人机交互的接口，实现用户对收发数据监视控制、协议、消息、的相关

操作。

总线监控软件主要针对集数据监控、数据过滤、数据存储、数据发送、数据分析，总线数据监视与分析的需求而开发等功能于一体。

测试控制软件提供测试控制运行平台，支持测试程序开发、测试程序执行、测试程序管理和用户权限管理等功能，保证通信导航监视系统自动化测试信息的正常传输与控制，通过集成测试程序（TP）构建完整的测试控制程序，形成基于可视化测试流程设计及多线程并行测试下的通用开放的软件架构。

离散信号激励采集分析软件通过 I/O 离散卡发送及接收控制显示消息数据，实现对接口的管理，适配，可根据需要更换底层总线，无需改动上层程序。

3.无线电通信导航监视系统测试平台测试方法

以数据链测试为例，其功能为收集用户输入并向用户提供显示画面。人机接口层支持数据链消息解析、数据链消息构造、网络身份设置、数据链协议设置等。

本软件需要给各种程度的测试员，其他设备的开发人员、验收人员、相关硬件的设计和维护人员等使用，因此界面设计力求简洁、易懂、易操作。

数据处理层为综合数据链业务终端软件的核心部分。在数据处理层运行着数据链协议，整个数据链协议以轮询机制为核心实现对网络成员的管理。通过建立在轮询机制下的点名措施，结合网络成员的应答状态，综合数据链业务终端软件能够知晓各网络成员的入网状态并实时呈现。

根据用户需要设置网络身份，可自行设置消息。通过对将原始消息发送至消息战术消息处理层，进行链路层报头填写、CRC 校验以及网络层报头填写。将打包好的消息送至网络协议层，按照综合数据链 I 型航空型链路协议处理，将处理好的数据送往 422 驱动层。

数据链地面设备下发给超短波地面台消息激励器的控制命令和战术数据等经过 422 串口协议转换，由数据处理层发送给数据链消息解析组件进行解包并将消息内容呈现出来。

按照 422 串口协议，将数据处理层输入的命令和数据分别从 422 串口的控制口和数据口发送到数据链地面设备。由数据链地面设备接收到下发给超短波地面台消息激励器的控制命令和数据经过 422 驱动层完成 422 串口协议转换，输出到数据处理层，数据处理过后最后送到人机接口的消息解析组件。

4.结束语

基于综合化的无线电通信导航监视系统，通过设计硬件与软件架构，支持测试环境配置、射频激励、自动化集成测试，极大提高了测试自动化程度和测试效率，解决时间成本和人力成本。本文提出的自动化测试平台的硬件和软件架构，可适用于飞机生产试验中，可进行测试模型搭建，测试用例的编辑、规划试验项目、形成测试流程，完成试验流程的人机交互控制，实现向整机可重构、自动化、程序化测试，具有良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]张鑫燕.民用航空无线电通信导航监视系统发展现状[J].中国新通信，2019，21（21）：31.

[2]张文珂，李灏，唐金锋等.DDS 和 TSN 融合映射技术研究综述[J/OL].计算机技术与发展，1-7[2025-06-18].

[3]莫文强.多源信息采集的异构软硬件系统设计与实现[D].西安电子科技大学,2022.

[4]关宇飞.TTE 网络规划与配置软件设计[D].西安电子科技大学，2023.DOI:10.27389/d.cnki.gxadu.2023.004261.