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基于分布式网络的航天测控仿真

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２Ｏ１Ｏ年　第２１卷　４月　第２期　装备指挥技术学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｍａｎｄ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａｐｒｉｌ　２０１０　ＶｏｌＩ　２１　Ｎｏ．２　

基于分布式网络的航天测控仿真　

王天祥，　杨文革　

（装备指挥技术学院光电装备系，北京１０１４１６）　

摘　要：在院校教学、科研中，因受时间、空间、设备的限制，致使学员不能　

充分利用分布在各测控站的测控设备，形象地了解整个航天测控过程。针对这一问　

题，提出了以分布式网络为基础构建航天测控仿真系统的设想，并对系统的体系结　

构、功能、系统内部各子系统间的关系、网络通信等问题进行了研究，并在此基础上利　

用Ｃ＃、Ｍａｔｌａｂ、ＳＴＫ／Ｘ软件开发了一套仿真系统，使航天测控的人员培训突破了时　

间、地点的限制，同时也为航天测控任务的仿真提供了参考。　

关　键　词：航天测控；分布式网络；仿真系统；仿真训练　

中图分类号：ＴＰ　１３１　文章编号：１６７３—０１２７（２０１０）０２—００５２—０４　

文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３７８３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—０１２７．２０１０．０２．０１２　

Ｔｈｅ　Ｓｐａｃｅ　ＴＴ＆Ｃ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　

ＷＡＮＧ　Ｔｉａｎｘｉａｎｇ，　ＹＡＮＧ　Ｗｅｎｇｅ　

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｍａｎｄ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０１４１６，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｎｃｅ　ｔｈｅ　ｌｉｍｉｔ　ｏｆ　ｔｉｍｅ，ｓｐａｃｅ　ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ　ａｎｄ　ｃｏｍｍａｎｄ　

（ＴＴ＆Ｃ）ｕｎｉｔｓ　ｂｅｌｏｎｇｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ＴＴ＆Ｃ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｎｏｔ　ｍａｄｅ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｅａｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｃａｄｅｍｙ　

ｔｅａｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ａｓ　ａ　ｒｅｓｕｌｔ，ｉｔ　ｃａｎ’ｔ　ｖｉｓｕａｌｉｚｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｅｎｔｉｒｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　

ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐａｃｅ　ＴＴ＆Ｃ．Ｓｏ　ｔｈｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｓ　ｂｒｏｕｇｈｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｓｐａｃｅ　ＴＴ＆Ｃ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎｔｅｒ—　

ｗｏｒｋｉｎｇ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　

ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｂｙ　Ｃ＃，Ｍａｔｌａｂ，ＳＴＫ／Ｘ．Ｉｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｌｉｍｉｔ　ｏｆ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｓｐａｃｅ　ｉｓ　ｍａｄｅ　ａ　ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｔｒａｉｎｉｎｇ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ。ｔｈｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｓ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ＴＴ＆Ｃ　ｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｉｍｕｌａ—　

ｔｉｏｎ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｐａｃｅ　ＴＴ＆Ｃ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　

随着信息化技术的发展，信息化技术在航空　

航天领域中的应用也越来越广泛。但由于实际卫　

星发射与运管任务中的各种测控设备价钱昂贵，　

设备维护、维修困难等方面的难题，致使航天测控　

人员难于进行在装设备的“真枪实弹”的操作与培　

训。因此，设计并开发一套模拟航天测控任务的　

仿真系统就显得尤为实际与必要。开发一套这样　

的仿真系统，既方便维护，又便于在院校、研究所、　工程单位推广，教学中可以使受训人员形象、直观　

地了解航天测控各个环节，而又不用担心设备的　

故障修理等问题；同时也可以为科研人员研究航　

天测控设备提供一个支撑平台。　

美国分析图形有限公司（Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　

Ｉｎｃ，ＡＧＩ）推出的应用于航空航天等领域的卫星　

工具软件（ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ｔｏｏｌ　ｋｉｔ，ＳＴＫ），可快速方便地　

分析复杂陆地、海洋、航空及航天任务［１］，在航天　

收稿日期：２００９—０３—１１　作者简介：王天祥，男，讲师，硕士．主要研究方向：航天测控技术．ｗｘｙｔｘ９５＠ｓｉｎａ．ｃｏｒｎ．

　第２期　王天祥，等：基于分布式网络的航天测控仿真　５３　

飞行试验任务的系统分析、测试发射以及在轨运　

行等各个环节中得到了广泛应用，为卫星的各种　

性能仿真提供了极大的便利＿２。］。ＳＫＴ６．０提供　

了２个ＡｃｔｉｖｅＸ控件：２Ｄ（ＡＧＩ　ｍａｐ　ｃｏｎｔｒｏ１）和　

３Ｄ（ＡＧＩ　ｇｌｏｂｅ　ｃｏｎｔｒｏ１）控件，不但扩充了ＳＴＫ的　

功能，也可方便嵌入第３方语言，应用于开发软件　

中，从而使开发人员可通过ＶＢ、ＪＡＶＡ、ＶＣ、Ｃ＃、　

Ｊ＃、ＡＳＰ．ｎｅｔ等语言灵活地开发一体化的仿真软　

件，更好地完成仿真任务。　

根据卫星发射及在轨长期运管对航天测控进　

行仿真的需要，综合考虑现有的各种语言开发工　

具和仿真工具的优缺点，本文利用Ｃ＃、Ｍａｔｌａｂ　

和ＳＴＫ６．０研制了一套分布式航天测控仿真系　

统。该系统不但可实现对卫星从发射到长期运管　

中航天测控的仿真、测控岗位人员和院校学员的　

培训，而且可根据对仿真结果的分析进一步改进　

测控任务方案、优化测控站布设，并对测控设备的　

改造或采购提供参考。　

ｌ　系统设计　

仿真系统的设计目标是：充分利用ＳＴＫ在航　

空航天领域的仿真优势以及Ｍａｔｌａｂ和Ｃ＃语言　

的强大功能，实现在ＳＴＫ中动态生成各种目标　

（如固定测控站、移动测控站、中继星、全球定位系　

统、远洋测控船、导弹、卫星等），并显示目标运动　

及空间环境的三维效果图，以此对航天发射及卫　

星长期运管过程中的测控任务进行全程模拟仿　

真，为从事测控技术研究及学习的人员提供一个　

逼真的仿真平台。　

航天测控任务仿真系统采用分布式网络的框　

架结构实现，硬件体系结构示意图如图１所示。　

集线器　

ＵＳＢ　ｌｌ光学ｌｌ雷达　１　ｌ雷达测量ＩＩ遥测数ｌｌ光测数　模拟ｌ１模拟Ｉｌ模拟　ｌｌ数据处理Ｉｔ据处理ｌｌ据处理　计算机Ｉｌ计算机ｌＩ计算机ｌ　ｌ计算机ｌｌ计算机ｌｌ计算机　

图１航天测控任务仿真系统体系结构　

图１中测控站点代理服务器可以有多个，每　

个代理服务器可以看作实际中的一个固定测控　

站、车载测控站或者是远洋测控船等，每个站点代　理下面可以有多种测控设备的仿真系统（雷达仿　

真、光学仿真、ＵＳＢ仿真等）；由于测控系统产生　

的数据量较大，为提高运算速度，分别将光学测量　

数据、遥测数据、雷达测量数据等分配给不同的数　

据处理计算机进行处理，并统一汇总到数据处理　

代理服务器进行综合处理，之后再发送到网络上。　

１．１　系统主要功能　

由于是对航天发射及卫星长期运管过程中的　

测控任务进行全程模拟仿真，因此软件的主要功　

能包括：三维演示、目标控制、飞行轨迹设计、地基　

（ｔｇ面测控站和远洋测量船）测控设备、天基（全球　

定位系统、中继星等）测控、地面数据处理、地基测　

控站及测控设备仿真、三维地理信息仿真等。根　

据测控任务，仿真软件主要划分为数据处理子系　

统、飞行轨迹设计及生成子系统、任务控制子系　

统、数据存储子系统、测控设备及测控站仿真子系　

统、网络通信子系统、目标仿真子系统、环境控制　

子系统等几个子系统。　

各子系统功能如下：①数据处理子系统，负　

责外测数据（包括光学、雷达、全球定位系统、中继　

星等获得的目标信息）的处理，用以获取目标的测　

量状态；②飞行轨迹设计及生成子系统，设计飞　

行航迹，并根据相应的算法，生成目标的设计（理　

论）轨迹参数；③任务控制子系统，根据各子系统　

的需求，进行分配、调度，所有信息都必须由该子　

系统控制去向，相当于实际任务中的调度员；　

④数据存储子系统，负责存储ＳＴＫ产生的各种　

信息（包括目标的状态参数、天基设备测量信息、　

地基设备测量信息）、飞行轨迹信息、测控设备自　

身的各种参数、测控站的位置信息、数据处理的结　

果等；⑤测控设备及测控站仿真子系统，用来设　

置测控设备的各种参数、测控站的位置和设备；　

⑥网络通信子系统，负责各子系统之间的通信，　

包括控制命令的传递、设备测量信息的传递等；　

⑦目标仿真子系统，根据控制子系统发送的信　

息，控制ＳＴＫ中目标、测控设备、地理信息、空间　

环境等的显示，并将目标的状态、各种测量信息等　

实时发送到其他子系统；⑧环境控制子系统，根　

据需要，设计空问环境（包括雨模型、大气模型、摄　

动模型等）、地理信息。　

１．２各子系统间的数据流　

仿真系统内部传递的信息包括指令信息和数　

据信息。其中ＳＴＫ演示计算机将所产生的数据　

用ＵＤＰ方式发送到网络上的子系统，其他子系　

统接收到数据进行相应处理，并将结果反馈给调　５４　装备指挥技术学院学报　２０１０年　

度机上的任务控制子系统；环境控制子系统、飞行　

轨迹设计及生成子系统、测控设备及测控站仿真　

子系统根据各自的需要生成相应的参数（如飞行　

轨迹、设备参数、测控站位置等），并将相应的参数　

转换为符合ＳＴＫ接收要求的数据格式，然后发送　

给ＳＴＫ演示计算机上的目标仿真子系统，从而实　

现三维仿真演示；任务控制子系统主要是根据需　

要，向网络上的各个子系统发送控制命令信息，或　

接收其他子系统的请求，以实现整个仿真系统的　

运行，系统内信息流向如图２所示。　

ＳＴＫ　演示　计算机　指令信息　模拟数据　

光学等外测数据ｌ　ｌ　＝　：　和ｓ日　中对象的ｌ　ｌ　状态等参数　●　

ｌ数据处理ｌ　模拟数据，　含测控站位　置、设备参　数、地理环　境等　

２系统关键技术　

２．Ｉ　Ｃ＃与ＳＴＫ／ｘ的数据交互　

Ｃ＃与ＳＴＫ／Ｘ的数据交互，主要提供用户在　

分布式网络环境下与ＳＴＫ连接的功能。ＳＴＫ／Ｘ　

提供了实时数据驱动接口，可以动态实时地根据　

数据显示卫星模型的各种状态，使用ＳＴＫ／ＶＯ组　

件，按照组件的接口程序实现数据接收和发送。　

软件分为２部分：发送方和接收方，他们之间通过　

网络ＩＰ地址来锁定。　

１）Ｃ＃向ＳＴＫ／Ｘ传送数据接口。Ｃ＃向　

ＳＴＫ／Ｘ发送数据，主要利用ＳＴＫ／Ｘ提供的类　

（ａｇｓｔｋｘａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）函数ＥｘｅｃｕｔｅＣｏｍｍａｎｄ（），根　

据需要，将命令和数据按照ＳＴＫ的命令格式组成　

字符串，作为ＥｘｅｃｕｔｅＣｏｍｍａｎｄ（）的参数执行。　

２）ＳＫＸ／Ｘ向Ｃ＃传递数据接口。为获取卫　

星在轨运行的实时信息，需要加入ＳＴＫ／Ｘ控件　

的消息函数ＯｎＡｎｉｍＵｐｄａｔｅ（ｄｏｕｂｌｅ　ＴｉｍｅＥｐ—　

Ｓｅｃ），其中参数ＴｉｍｅＥｐＳｅｃ为当前历元。例如：　

建立新的工程并加入ＳＴＫ／Ｘ控件后，向类中添　

加函数ｖｏｉｄ　ＯｎＡｎｉｍＵｐｄａｔｅ（ｄｏｕｂｌｅ　ＴｉｍｅＥｐ—　

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网络时间协议在航天测控网中的改进与应用

网络时间协议在航天测控网中的改进与应用

文章编号:100721385(2008)0220039204

网络时间协议在航天测控网中的改进与应用

王晓岩1,2　拱长青1

(11沈阳航空工业学院计算机学院,辽宁沈阳　110136;21沈阳航空工业学院工程训练中心,辽宁沈阳　110136)

摘　要:为了解决航天测控网目前覆盖率低的问题,提出了一种具有易实现、低成本和高覆盖率等特点的新型航天测控网。同时,主要实现了利用网络时间协议对系统中的不同设备进行时钟同步。详细讨论了该系统的时钟同步体系结构,以及组成网络时间协议的数据过滤和选择等重要的工程化算法,并对网络时间协议进行了改进,提高了同步精度。该系统对于非航天普通测控网的建设也有较大参考价值。关键词:新型航天测控网;网络时间协议;时钟同步中图分类号:TP30211文献标识码:A

航空航天测控网络是航空航天工程的重要组

成部分,是对航空航天器进行跟踪、测量和控制的专用网络,是航空航天工程的关键技术保障之一。

我国现已经建成C频段卫星测控网和S频段航

天测控网,可为中低轨、地球同步轨道等多种航天器提供测控支持[1-2]。从我国航天发展的长远要

求来看,我国航天测控网的网络覆盖能力不足,无

法实现对航天器的全轨道跟踪测量控制,因此,可

以通过设置一些遍布全球的低成本小型航天测控站,利用民用Internet网来组成一个全球范围的、

分布式的航天测控网,以此来扩大测控网的覆盖

度。测控网中各测试仪器设备之间的时间同步问

题是测控网中最基本和最重要的问题之一。在测

试应用中,各测试项目数据通常都是紧密相关的,

各测试设备的触发也要求按照一定的时序和节拍,为了保证测试结果的正确性,必须为网络中各

设备提供统一的时钟和时间基准信号,以保证它

们能够协调工作,因此,决定采用高精度的网络时间协议NTP(NetworkTimeProtocol),对网络中的

各测试设备进行时钟同步。

1　系统结构

1.1　系统体系结构

该时钟同步系统由主时间服务器、二级时间

【系统仿真学报】_功能仿真_期刊发文热词逐年推荐_20140724

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序号科研热词推荐指数序号1仿真1112虚拟现实823高层体系结构634体系结构445仿真系统456高层体系结构(hla)367视景仿真378碰撞检测389建模3910可视化31011协同仿真31112opengl31213matlab31314集成21415遗传算法21516轨道确定21617蚁群算法21718系统仿真21819电子干扰21920水下航行器22021模拟训练22122有色petri网22223时间推进22324实时仿真22425实时22526协作22627分布式仿真22728任务分配22829petri网22930hla23031gps23132dsp23233鼠笼感应发电机13334黑板系统13435高性能仿真13536高层体系架构13637高动态13738验证与确认13839飞行管理系统13940飞行模拟器14041飞控软件14142飞控系统14243风力发电机系统14344领域本体14445预定指挥规则1452008年2009年46项目管理14647顶点绘制器14748靶场测试技术14849面向对象14950面向任务15051静态和动态一致性检验15152雷达遮蔽盲区15253隐markov15354随机petri网15455降低峰均比15556防空火控系统15657防火墙15758防波堤15859键盘控制15960银行家算法16061钙缓冲16162钙振荡16263钙信号16364重用性16465重力仪16566邻居选择16667逻辑规则16768逻辑petri网16869速率方位惯性平台16970通用视点17071通用地面控制站17172适配器17273连续分层层次细节模型17374远程虚拟实验平台17475远程教育17576运行时间支撑环境17677运行支撑环境17778运行支撑框架17879运动目标检测17980运动模式18081运动仿真18182软件18283轨道机动18384路径规划18485路径序列18586超级电容18687超空泡18788超宽带(uwb)18889质点-弹簧系统18990语义web服务19091评估19192设计模式192

基于分布对象的异步消息技术在测控软件中的应用

基于分布对象的异步消息技术在测控软件中的应用

第２６卷第１期　２００７年２月　飞行器测控学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ　ＴＴ＆Ｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏｌ＿２６　Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．２ｏｏ７　

基于分布对象的异步消息技术　

在测控软件中的应用　

陈明峰徐锦程祁佑光　

（６３７６０部队・广西南宁‘５３０００１）　摘要分析了一个基于分布对象的异步消息模型，该模型采用事件驱动方式，支持异步回调和异步轮询２种　具有较高性能的异步调用模式。介绍了如何在遵循ＣＯＲＢＡ标准的分布对象框架内，实现一个精简的、基本的异　步消息通信系统。针对航天测控软件需求，指出了在其中应用基于分布对象的异步消息技术将会产生的较大意　

义，并举例说明了如何实现其有价值的应用。　关键词　分布对象；异步消息；异步回调；异步轮询；ＣＯＲＢＡ；测控软件　中图分类号：ＴＰ３１　文献标识码：Ａ　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｏｂｊｅｃｔ　Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　

Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ＴＴ＆Ｃ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　

ＣＨＥＮ　Ｍｉｎｇ－－ｆｅｎｇ　ＸＵ　Ｊｉｎｇ－－ｃｈｅｎｇ　Ｑｔ　Ｙｏｕ－－ｇｕａｎｇ　

（ＰＬＡ　Ｕｎｉｔ　６３７６０，Ｎａｎｎｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｚｈｕａｎｇ　Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｒｅｇｉｏｎ　５３０００１）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌ￣　ｓｅｓ　ａ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｏｂｊｅｃｔ　ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｍｅｓｓａｇｉｎｇ　ｍｏｄｅｌ，Ｕｓｉｎｇ　ｅｖｅｎｔ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｍｅａｎｓ，ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｓｕｐｐｏｒｔｓ　ｔｗｏ　ｈｉｇｈ・ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｉｎｖｏｋｅ　ｍｏｄｅｌｓ，ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｃａｌｌ　ｂａｃｋ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｐｏｌ—　ｌｉｎｇ　ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ａ　ｃｏｎｃｉｓｅ　ａｎｄ　ｂａｓａｌ　ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｍｅｓｓａｇｉｎｇ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓ・　ｔｅｍ　ｉｎ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｏｂｊｅｃｔ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｔｈｅ　ＣＯＲＢＡ　ｓｔａｎｄａｒｄ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｏｂｊｅｃｔ　ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｍｅｓｓａｇｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏ　ｓａｔｉｓｆｙ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｐａｃｅｔｌｉｓｈｔ　ｒｆＴ＆Ｃ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｗｉｌｌ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｈｉｓｈ　ｓｉｇ—　

基于AFDX网络通信技术的ARINC615A数据加载客户端的实现

基于AFDX网络通信技术的ARINC615A数据加载客户端的实现

2023年4月10日第40卷第7期Ａｐｒ．　１０，　２０２３，　Ｖｏｌ．４０　Ｎｏ．７　Telecom Power Technology

·　３１　·设计应用技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０７．０１０基于AFDX网络通信技术的ARINC615A数据加载客户端的实现荆 浩，李雪源，王 辉，王润园（航空工业西安航空计算技术研究所，陕西 西安 710068）摘要：随着航空电子全双工交换式以太网（Avionics Full Duplex Switched Ethernet，AFDX）网络在航电通信网络设备中的广泛使用，给出一种基于ARINC6I5A-3标准协议的数据加载客户端软件的实现方式，详细描述了ARINC6I5A协议中Find操作、信息操作、上传操作、介质自定义下载以及操作者自定义下载的具体实现过程，保证了航空电子设备和软件加载客户端交换数据的安全可靠性。该数据加载客户端的设计架构对航电系统数据传输类工具的开发具有一定的参考价值。关键词：航空电子全双工交换式以太网（AFDX）；ARINC615A-3标准协议；数据加载客户端；服务器Implementation of ARINC615A Data Loading Client Based on AFDX Network Communication TechnologyJING Hao, LI Xueyuan, WANG Hui, WANG Runyuan(Aeronautical Computing Technique Research Institute Seventh Department, Xi’an 710068, China)Abstract: Avionics Full Duplex Switched Ethernet (AFDX) network is widely used in avionics communication network equipment. This paper gives an implementation method of data loading client software based on ARINC6I5A-3 standard protocol, and describes in detail the specific implementation process of Find operation, information operation, upload operation, media customized download and operator customized download in ARINC6I5A protocol. It ensures the safety and reliability of data exchange between avionics and software loading client. The design architecture of the data loading client has certain reference value for the development of avionics system data transmission tools.Keywords: Avionics Full Duplex Switched Ethernet(AFDX); ARINC615A-3 standard protocol; data loading client; server0 引 言航空电子全双工交互式以太网（Avionics Full Duplex Switched Ethernet，AFDX）是为航空电子系统中子系统间数据交换定义的标准协议，由工业标准以太网通信协议经过适应性改进形成，具有相对较高的可靠性、对恶劣环境更强的适应性以及更高的实时性。国际上的波音B787空客A380等较新机型都采用了以AFDX总线为数据主干道的航电核心处理系统，而国产大型客机C919的项目也使用了先进的AFDX总线通信技术[1-3]。ARINC615A-3数据加载客户端驻留在个人计算机（Personal Computer，PC），通过AFDX总线技术经过端系统和嵌入式目标机端进行通信，完成Find操作、信息操作、上传操作、介质定义下载以及操作者自定义下载的过程，最终实现目标机端配置表和软件映像的加载，具体运行状态如图1所示。1 Find操作在Find操作过程中，PC数据加载客户端先向嵌入式目标机端发送Find操作请求，然后接收目标机服务器端返回的Find回应包，解析该回应包可获取到嵌入式目标机端的硬件信息（MAC地址、IP地址、目标硬件标识符和位置）后并对其进行更新[4]。Find操作的主要功能是完成PC数据加载客户端对嵌入式目标机端硬件信息的查找和更新，具体流程如图2所示。软件启动Find操作信息操作上传操作介质定义下载操作操作者自定义下载操作初始化图1 软件运行状态结束执行加载端Find操作Find操作成功，更新目标机信息Find操作失败，返回值设为失败Find操作超时，返回值置为失败其他情况，返回值置为失败开始图2 Find操作流程2 信息操作在信息操作中，完成加载端发送信息操作请求给收稿日期：2023-02-07作者简介：荆 浩（1990—），男，山西临猗人，硕士研究生，工程师，主要研究方向为民用飞机航空电子系统。Copyright©博看网. All Rights Reserved. 2023年4月10日第40卷第7期Ａｐｒ．　１０，　２０２３，　Ｖｏｌ．４０　Ｎｏ．７　Telecom Power Technology