浅析航空技术中的航空数字测控技术

【摘 要】 现代测控技术是一门建立在计算机信息基础之上的高新技术，以测控、测量、电子等学科为基础，涉及计算机技术、信息处理技术、电子技术、自动控制技术、测试测量技术、仪器仪表技术及网络技术等领域，是航空技术中最基本的技术。

【关键词】 航空技术 数字测控技术 发展趋势

21世纪的今天，国际航空市场竞争越演越烈。在大型干线飞机领域，欧洲空客与美国波音两强争霸，完全垄断了市场；中小型支线飞机市场的竞争也已经进入了白热化阶段，许多发展中国家都将相对较小型的支线飞机工业作为发展本国航空工业的突破口。

1 航空测控技术概述

航空测控技术就是对数据的获取和处理，而数据处理的过程难以通过传统的人力计算方式，主要就是通过计算机进行计算。因此基于航空测控技术的以上需求，随着集成电路和超集成电路的发展，电子行业也在很大程度上推动了航空测控技术的发展。在我国，近些年来航空测控技术获得长足进步，目前仍呈现方兴未艾之势，随着电子技术、计算机技术等的迅猛发展，航空测控技术也将得到了很大的发展。

航空测控技术主要分为两类，一种就是对飞行仪器的轨道数据等进行测量，另一种就是对飞行器的工作状态等参数进行测量。在以往的航空测控系统中，我国使用的很多设备和技术都需要从国外引进，很大程度上依赖前苏联和俄罗斯。而在航空领域中，美国和俄罗斯是领军国家，这两个国家相比较，俄罗斯依靠的是先进的空气动力学，美国依靠的是先进的航空材料学。而我国的航空技术中，目前依然是技术优于材料的局面，在航空测控设备上，与发达国家还有一定的差距，但是在相关技术的理论研究上，已经处于了世界领先水平。这是我国航空测控技术的重要特点。

2 国内测控技术现状

航空技术作为当今世纪最重要的一门技术，也是衡量一个国家技术水平的重要的标志。测控技术是航空技术的重要环节，主要应用于对行器的跟踪上，航空技术和航空经济的发展主要得益于测控技术发展。因此，航空测控技术的发展趋势和前景对一个国家的航空事业的发展至关重要。

2.1 水平测量

水平测量法是采用水平测量点来反映装配情况。水平测量点是由工装按照工程设计要求，设计在装配型架上专门用于测量用途的专用指示器，在部件装配时落实在相应的部件表面规定的位置上。水平测量法实际上是将飞机理论模线转移到了产品部件表面的相应位置作为测量依据。因此，在测量过程中只要检查这些点的相对位置数据，就可以确定各部件的相对位置是否符合工程设计要求。因为水平测量是飞机出厂前的最后一道检验工序，因此水平测量法具有重要的地位，国内外对水平测量的规定也比较严格。目前国内各飞机制造厂主要采用的仍然是手工光学测量方法，利用气泡水准仪（经纬仪）配合标尺、铅锤等进行测量，与国外检测技术有相当差距，存在强度大、精度差、效率低等问题。

2.2 工业测控

工业测量系统，是指用于工业产品的质量检验及装配的经纬仪交会系统。它利用空间前开展测量工作，通过计算机实时地采集被测物体上各点的空间坐标，然后经过数据处理求得被测物体的有关参数，完成工业产品的质量检测以及指导装配工作。目前，国内仅应用于工装型架装配、检查、调整等方面内容，检测范围窄、测量速度慢、设备仪器利用率低，在水平测量等产品质量检测控制方面的应用尚未开展。

2.3 飞机运行状态实时测控

飞机的各种飞行数据、运动参数，发动机系统工作中的各种参数以及机载多种系统的参数，不仅要实时提供给飞行员以完成安全高效的飞行，还要提供给自动驾驶模块、发动机控制单元等各种现代化的智能控制系统。如发动机N1转速、发动机N2转速 、P3压力，滑油压力、扭矩、燃油压力指示、飞机姿态等信号，要实现全程实时无间断的采集、处理、传输、显示。我国航空测控也经历了逐步从机械指示发展到电子显示、信号处理单元从纯机械到数字、计算机系统的行业发展过程。但是整体技术还落后于国际航空大国，特别是在测控机载设备集成化、小型化、数字化方面还有待进一步发展。

上述是国内航空测控技术发展的现状，未来航空测控技术的发展方向是数字化、总线化、通用化、动态化和综合化，统称为“五化”发展方向。我国的航空技术研究，要学习和研究测控技术发展的趋势和发展，改进现在技术的不足和落后部分，运用科学技术和工业技术的发展，为航空工业的发展提供技术支持和趋势导向。

3 航空测控技术的发展前景和趋势

航空测控技术是航空科研的基础，贯穿航空产品科研、开发、生产、使用和保障的全过程，是衡量一个国家航空工业发展水平的重要标志之一。未来航空测控技术将继续向数字化、总线化、通用化、动态化、综合化方向发展。因此，要及时跟踪和了解航空测控技术的最新发展趋势。

3.1 完善和优化自动测试系统（ATS）的结构

作为测试技术物化成果的设备已经跨入（ATS）的发展阶段。为了实现互操作和经济的可承受性，满足广泛的测试系统和保障需求，正在进行最新的努力，最有代表性的是美国国防部（ATS）执行局的NxTest（下一代测试）计划。其核心是从自动测试设备（ATE）的软硬件、测试程序集（TPS）及其与被测单元（UUT）的接口等三方面提出通用构架，包括24个关键要素和开放性标准，计划2009年至2010年实现。一旦实现，航空测控技术将进入一个全新的发展阶段。

3.2 改进和发展新的测试技术和测试系统

近年来，并行测试、虚拟测试、综合仪器、新的测试语言标准、通用机载总线接口设计、通用测试接口适配器等新技术和新系统不断推出，丰富和改进了测试手段与能力。最有代表性的技术事件是纵向集成测试系统，合成仪器技术和保证测试性信息共享的新自动测试语言。纵向集成测试颠覆了传统的封闭式多级维护模式，把工业部门纳入保障体系，实现从生产到使用测试系统的一致性和一体化。

3.3 融合智能测试与测试性设计

现代测试系统不但在系统中采用了计算机，而且在系统组成中嵌入了处理器与计算机。如在传感器中嵌人计算机，可对测量到的信号进行A/D转换、修正、补偿等处理，将处理后的数字式数据直接送入系统的计算机中；也可在被测产品中嵌入测试用计算机，以进行所谓“机内测试”，或称“内置测试”，即BIT（Built-In-Test）。现代飞机大量采用机载BIT技术，利用这种技术可以及早甚至是飞行中发现、隔离和定位故障。BIT技术现正进一步向智能BIT或PHM发展。利用BIT、PHM技术，可将故障定位到现场可更换单元（LRU）、现场可更换模块（LRM），结合边界扫描技术（BCT），还可将故障定位到集成电路芯片。机内测试系统的性能与飞机上各种系统的测试性设计密切关联。测试性设计是设计部门的工作，但测试性设计的评估、测试性设计的实现却需要航空测试技术及其他相关专业的协同。如何采用并行工程的原则，与被测试产品设计同步，进行PHM的框架设计与细节设计，成为多专业融合的新兴技术分支。

4 结语

现代测控技术是现代工业技术中的重要支柱，现代测控技术的迅猛发展可以为整个社会技术的进步和产业的升级起到改造和提升的巨大作用，越来越多的创新、高科技测控自动化的成果得到广泛应用。现代测控技术的未来发展将朝着标准化、智能化、系统化及系统功能的综合性等趋势发展，并更加标准化、开放化、全球化，推动技术水平的提高。

参考文献：

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作者简介：耿浩（1982.03-），男，河南焦作人，交通运输部南海第一救助飞行队，职称，初级工程师，研究方向，航空电子。