通用測控技術及其在軍事領域中的應用

測試技術是科學研究中信自、的獲取、處理和實現的重要手段，是人們認識客觀世界并取得定}h}或定量信自、的基本方法，是進行軍事裝各研究，新產品研制和少卜發，以及生產與維護運轉中小可缺少的手段和工具。在科學技術高度發達的今天，測試工作將處于各種現代軍事裝各系統設公}和制造的首位，并成為生產率、制造能力及實用性水平的重要標志。據有關數據顯示，測試成本己達到所研制的軍事裝各系統總成本的5 0 },甚至?0%而b.，編制測試程序所花的時間比系統設公l的時間更長。因此，測試將與現代軍事裝各系統的設公}和制造構成一個完整的整體，是保證現代軍事裝各系統實際性能指標的重要手段。

一、通用測控技術

隨著武器系統的日趨復雜和武器型號的小斷增加，川一展通用測試系統組建及關鍵技術的研究具有很深的戰略意義和光明的戰略前景。通用測試系統的主要目標是:采用通用總線技術、通用模塊技術、遠程測控技術、測試與故障診斷一體化設公}技術和測試應用程序自動生成技術等關鍵技術，按照系統綜合測試的總體要求進行系統集成，組建通用測試系統。通用測試技術經過驗證，可以應用到軍事領域的技術改造和未米新研制武器系統上，特別是應用到高、精、尖武器系統的研制中，全而實現軍用測試設各的通用需求，推動測試技術的進步。

一、通用測控技術中的關鍵技術
1.通用總線技術

總線接口技術是所有測試系統的基礎和關鍵，是系統通用化、模塊化、系列化的必要條件。從時間跨度上看，其經)ll}了專用測控總線、通用測控總線的發展階段。I'著測試系統的復雜程度越米越高，需要檢測的性能指標越米越多，組建測試系統的難度也越米越大，人們逐漸認識到測試設各的標準化和通用性所帶米的好處，特別是VX工和PX工總線。作為一種高速計算機總線VMEbus在儀器領域的擴展，VX工總線具有穩定的電源，強有力的冷卻能力和嚴格的RF I / EIVII屏蔽。

由于它的標準少卜放、結構緊湊、數據吞吐能力強、定時和同步精確、模塊可重復利用、眾多儀器廠家支持等優點，很快得到廣泛的應用。經過}一多年的發展，VX工系統的組建和使用越米越方便，尤其是組建大、中規模自動測量系統以及對速度、精度要求高的場合，有其他儀器系統無法比擬的優勢。VX工總線測試平臺是公認的本世紀初儀器總線系統和自動測試系統的優秀平臺。PX工總線是PC工總線在儀器領域的擴展，它在PC工總線內核技術基礎上增加了成熟的技術規范和要求形成的，增加了多板同步觸發總線和板間局部總線的技術規范和要求，以便于相鄰模塊的高速通訊。PX工總線系統具有高度可擴展性，有良好的制冷能力和EMC功能，具有先進的數字接口和儀器接口功能，是非‘.ri’具有竟爭力的虛擬儀器測試平臺之一。

從早期的GP工B少卜始，儀器生產商和用戶就一直致力于測試設各的標準化、少卜放性和互換性。目前，VX工、PX工等測試總線的模塊化儀器己被廣泛的應用到測試領域中。通過VX工、PX工總線模塊儀器，用戶可根據測試的需要，自己設公}所需要的儀器系統，利用一種或多種功能的通用硬件模塊，調用小同功能的軟件模塊，組成小同的儀器功能。在測試需求變化時，可以通過改變和增加測試模塊米滿足新的測試要求，從而保證了用戶投資的有效性。除了硬件外，儀器生產商同時還致力于測試軟件的標準化，以VISA( Virtual Instrument Soft-ware Architecture)為核心的軟件架構己經成為測試軟件的基礎，特別是IVI(InterchangeableVirtual工n s t rumen t)可互換虛擬儀器技術真i巨地使儀器互換成為可能。由一個平臺軟件實現基本的數據采集和頻譜分析，以及精確的頻率校準、精確的幅值校準、精確的阻尼校準等高精度快速分析，再由多個模塊化的儀器軟件基于平臺軟件上運行，共用平臺軟件提供的數據和頻譜值，分別實現各自儀器的小同功能。其特點是在一個平臺軟件上，多個模塊化儀器軟件共享A/D采集數據資源及信號處理的數據資源，并可同時高速實時運行。虛擬儀器i h:向綜合性、多功能、快捷的多ICI而的虛擬儀器庫的方向發展。

a.單機遠程測控方案。單機遠程測控系統指的是，采用一臺公}算機對100m以外的被測對象進行測試和控制的VX工測試系統。采用遠程控制方式和遠程信號調理是組建單機遠程測控系統的兩種處理方式。

遠程控制方式使用外部獨立的PC機或工作站，通過某種外部總線連接到主機箱，從而完成對測控總線的控制。采用這種控制方式，公}算機小直接驅動測控總線，而是驅動適于通信傳輸的總線。通信總線的一端通過總線適配器連在公}算機的擴展槽上，另一端是測控總線的零槽控制器。外接控制器的接口必須溝通兩種總線，使外接公}算機總線能與測控總線進行可靠的信自、交換，以保證整個總線測試系統的可靠工作。外接式控制方式小受測控主機箱物理結構的限制，應用比較靈活。高速MX工一3總線接口將PC工總線延伸到VX工機箱的零槽控制器，可以采用光纖方式進行電隔離和長距離控制需求，零槽控制器可放置在遠離PC機或另外的VX工/PX工機箱200m的地方。基于FOX工接口控制方式采用光學纖維的高速數據公路傳送:在光學纖維的節點之間提供2km的最大傳輸距離:具有lOMbytes/s的數據吞吐量和20Mbytes/s PCI DMA的傳輸方式:最多支持在一條單一的公路上的126臺控制器。在遠距離測控系統中，除了采用局域網技術外，MX工一3和FOX工是無法替代的。

采用接地、屏蔽、傳輸線理論等，以模擬傳輸的形式，進行遠程信號調理可以成功地完成300m的長線模擬數據傳輸。連接遠端模塊和主系統的電纜一定是屏蔽、雙絞和純阻抗性質的:驅動和接收放大器均是差分的，輸出阻抗與電纜的阻抗相匹配以減少反射:在每一個差分對中的共模變送器降低了長線傳輸中的噪聲:電纜屏蔽接地時串接電容以阻斷低頻接地回路，而通過將RF地與系統機殼相連使得屏蔽對RF同樣有效:模擬接收放大器和RS485發射器/接收器中的共模的高度一致性，允許遠端模塊與采集模塊之間存在大量的差分信號，卻絲毫沒有損失。
b.基于網絡的遠程測控方案。測試技術網絡化的實用意義至少有以卜3點:有利于降低測試系統的成本:有利于實現遠距離測控和資源共享:有
利于實現測試設各的遠距離診斷與維護。

當今公}算機技術、網絡技術、通訊技術、智能儀表的小斷發展，為少卜放式的分布測控網絡技術的發展提供了新的方向和前景。網絡化測試技術與儀器的現狀和發展趨勢主要表現為:以太網技術，網絡化儀器和傳感器，基于WEB的虛擬儀器。基于工nternet網絡的工作模式代表了分布式自動測試系統的發展方向，由各種測控儀器與公}算機構成的集數據采集、傳輸與處理為一體的網絡化系統，將成為今后測控領域的主導系統。網絡化儀器、網絡化傳感器、測控公}算機、專家知識庫甚至測試人員都將作為網絡資源的一部分由整個網絡共享，用戶可以在任意地點操縱網絡，完成測試控制任務。

通用測試軟件平臺，是在系統級的硬件與通用的用戶需求之間構筑一個通用集成測試環境，具有儀器控制、代碼自動生成、數學分析處理、報表自生成等功能，能夠滿足多型號武器裝各的測試需要。通用測試軟件平臺的基本測試思想為:
a.通用測試軟件應和通用ATE/ATS系統硬件平臺相適應，建立符合“二化”要求的軟件平臺，并充分少卜發公}算機強有力的軟件功能，使通用測試系統的易用性、可維護性更強。
b.通用測試軟件應該是一個可剪裁的軟件公共平臺，軟件少卜發人員可根據通用測試系統對軟件功能的要求，在此通用集成測試環境中進行功能增減及參數的選配，達到提高測試軟件的質量、縮短軟件研制周期、降低軟件研制費用的目的。
c.采用流程設公}的方式自動生成測試軟件，使測試軟件具有圖形化、模塊化的結構和統一、良好的用戶界而，并具有良好的交互性和少卜放性。

通用測試軟件平臺的主要目標是提供一個集程序自動生成、編輯于一體的集成化測試程序少}-發環境。它通過直觀的人機對話輸入測試參數。它的直接好處是給予用戶充分控制模件低層的自由，能充分發揮模件的性能，最大限度地滿足用戶的各種測試要求。

5.測控和診斷一體化技術

在使用過程中，為保證安全和可靠性，要求對武器裝各進行以性能檢測和故障診斷為主的技術保障:小僅要能實時、快速、精確地對多種參數進行測試，而目_要完成大量的數據和信自、的記錄。由此可見，少卜發和研制適合現代武器裝各技術保障要求的檢測維修系統具有重要意義。通用自動檢測與智能診斷系統可用于武器系統的綜合測試、參數裝定、發射瞄準及發射控制等過程中，實時錄取系統的信號和數據，并進行實時或后續的智能分析，可以很好地實現在作戰全過程中的故障監測與診斷。

故障診斷是現代測試系統中小可缺少的一個重要環節，遠程診斷技術則是故障診斷技術與通信技術相結合的高級診斷技術，是工nternet與診斷技術相結合的一種具有廣闊應用前景的少卜放式遠程診斷體系結構。診斷與控制可以建立在本地服務器與遠程服務器的基礎之上，遠程診斷專家系統的知識庫是基于Web數據庫的7卜放式的體系結構，本地服務器中運行本地診斷系統并通過工nternet與遠程服務器上的診斷系統通信實現對測試系統的遠程故障診斷任務。在遠程服務器上設置了設各診斷、校準和自檢專家庫，對應的測試點分配一個工P地址，測試人員可通過測試點提供的信自、米運行設各的診斷和校準程序，同時，本地診斷系統可以通過網絡利用遠程服務器上的資源小斷的完善自己。

二、在軍事領域中的應用
1.外軍中的應用

美國在20世紀80年代中后期升始制訂“通用自動測試設各(GPATE) "}劃，在軍用領域建立標準化、系列化和模塊化自動測試設各的硬件和軟件測試平臺。空軍采用“模塊化自動測試設各(MATE)”標準:陸軍采用“綜合測試設各系列(工FTE)”標準:海軍采用“聯合自動化支持系統(CAS S)”標準。所有這些標準均體現升放的系統設}I- in想，使}I算機軟件成為測試系統的主要部分，采用標準總線系統(主要是VX工總線)和通用模塊化儀器組建測試系統。其中，“綜合測試設各系列(工FTE)”是美國國防部兩個標準化檢測設各之一，它由巡回檢測設各、基地修理間測試設各、民用等效設各、電氣修理方艙和光電測試設各等5部分組成，能測試飛機、導彈、裝甲車、軍艦和C工系統等。法國現階段采用的自動測試平臺系列，主要采用VX工總線硬件結構和SMART標準體系，構成靈活配置軟硬件結構的通用自動測試平臺。

2.我國的應用

過去國內導彈測試設各主要以CAMAC設各為主。)抗天部門2。世紀80年代引進該項技術，并將其作為標準應用到導彈測試系統中。由于CAMAC自身先天缺陷和我國制造工藝水平的原囚，其過低的可靠性己經嚴重地影響了整個導彈系統的可靠性和戰術性能。

從90年代初，國內就有廠商和科研院所少卜始跟蹤VX工技術，現己經少卜發了相當數量的VX工產品，并在航空航天測試中逐步使用，收到了良好的效果。以VX工和PX工技術為核心的標準化、模塊化測試系統，作為新的標準i h:被廣泛地應用到武器系統測試中，并在武器系統的單元測試中設公}了自檢測功能。但總體米看，在系統級的測試系統中，缺少實用的人工智能測試技術和內裝測試功能，與發達國家相比具有較大差距。

為滿足軍事領域的需要，ATE, ATS系統i h:向小型、便攜、智能化、自診斷、自校準和通用化方向發展。總之，采用一個通用測試平臺，實現多種武器型號在一個平臺上的橫向集成測試，軍民兩用和二軍通用的發展目標，體現測試技術標準化、模塊化、通用性和少卜放性的特點，是當今測控領域的發展潮流。