PDF《陈世浩》

doi: 10.

3969 / j. issn.1001 - 893x.2013.05.003 基于 IMA 的大型客机 CNS 系统集成试验和验证 陈世浩(中国西南电子技术研究所,成都610036) 摘要 : 基于综合模块化航空电子系统(IMA) 的通信导航监视(CNS) 系统与传统CNS 的系统架构、信息传输方式等都有很大的不同,所以需要研究以IMA 为信息处理核心、AFDX 加RDIU 为信息传输网络的航电系统架构中CNS 系统的集成实验的技术途径和验证方法.提 出了一种按照不同研制阶段将系统集成试验分为全模拟仿真系统、半实物仿真系统、全实物仿真系统三阶段集成的技术途径和系统验证方法.该 技术途径和方法充分考虑不同阶段系统对集成试验和验证的需求,对CNS 集成试验和验证设计具有一定的借鉴意义.关键词:大型客机;

综合模块化航空电子;

通信导航监视;

集成试验;

仿真系统中图分类号:V243 文献标志码:A文章编号:1001 - 893X( 2013)

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05 Integrated Test and Validation for IMAbased Large Civil Aircraft CNS CHEN Shihao ( Southwest China Institute of Electronic Technology, Chengdu 610036, China) Abstract: The system architecture and information transmission of Integrated Modular Avionics( IMA)based Communication,Navigation and Surveillance( CNS)system is different from that of traditional CNS. It is neces sary to research methods for IMA based and AFDX + RDIU as networks CNS integrated validation. According to development stage requirements, three stages( full simulation system,half real equipment system,full real equip ment) integrated validation methods are proposed, which can meet the requirements of development stage and be useful to the CNS integration for reference. Key words: large civil aircraft;

integrated modular avionics;

communication, navigation and surveillance;

integrat ed test;

simulation system

1 引言 大型客机的航电系统架构从ARINC429 总线为传输网络发展为以全双工交换式以太网(Avionics Full Duplex Switched Ethernet,AFDX) 为信息传输网络的综合化航电系统,从联合式的航电系统向综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics, IMA)转变[1] .通信、导 航和监视系统(Communica tion,Navigation and Surveillance, CNS) 是民用运输飞机航空电子系统的重要组成部分,集中了飞机上几乎所有的无线电传感器设备[2] , 传统采用ARINC429 接口的设备大多技术成熟,已取得了适航证,目前先进机型在航电系统架构中仍采用这些设备参与集成,通过远程数据接口单元(Remote Data Interface U nit,RDIU) 将各设备的ARINC429 总线信息转换、整合为适合AFDX 总线传输的信息格式.由 于航电系统架构的变化和以IMA 为信息处理核心的特点与传统航电存在巨大区别,所以CNS 系统集成试验手段和方法也需要发生相应的变化.国 内对基于IMA ・

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5 ・ 第53 卷第5期2013 年5月电讯技术Telecommunication Engineering Vol.53 No.5 May.

2013 通讯作者:peternpu@hotmail. com Corresponding author: peternpu@hotmail. com 收稿日期:2012 -

11 - 28;

修回日期:2013 -

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25 Received date:

2012 -

11 - 28;

Revised date:

2013 -

03 -

25 架构的CNS 系统集成和验证方法研究还较为少见.本文首先研究基于IMA 的CNS 系统架构,根据不同阶段系统对集成试验和验证的需求将系统集成试验分为三阶段,分析出各个阶段需要集成验证的内容,给出对系统集成试验和验证方法.2大型客机CNS 系统架构现代大型客机航电系统一般由AFDX 网络和RDIU 组成航电系统的核心网络[3] , 大气数据系统、惯导系统、通信导航系统、综合监视系统、机载维护系统以及非航电系统的相关设备均通过就近的RDIU 挂接在AFDX 网络上,而机载信息系统与客舱系统通过网关接入AFDX 核心网络,数据信息单向流入机载维护和客舱系统,以保证核心网络的安全性.IMA 是航电系统的信息处理中心,除机载信息系统和客舱系统外,其余所有系统均作为IMA 的外围系统,向IMA 计算中心提供各种必要的数据信息,并从IMA 获得相应的控制参数、命 令等信息.CNS 由无线电通信设备、无线电导航设备、无线电监视设备、音 频控制板(ACP) 、无线电管理面板(RMP) 、 应急定位发射器、舱门监视摄像头及视频接口单元、静电释放器等LRU 组成,同时还包括了通信管理功能、无线电调谐功能、地形提示警告(Ter rain Awareness Warning System,TAWS) 功能及其他监视解算告警功能等软件,这些软件驻留在IMA 机架的通用处理模块内;