在對(duì)飛行安全性和可靠性持續(xù)改進(jìn)中,直升機(jī)制造商希望通過垂直引導(dǎo)進(jìn)近程序(LPV)來(lái)實(shí)現(xiàn)著陸,以在困難條件下完成安全引導(dǎo)和著陸,而無(wú)需特定的地面基礎(chǔ)設(shè)施。
使用星基增強(qiáng)系統(tǒng)(SBAS),引導(dǎo)直升機(jī)著陸能力
為了增強(qiáng)緊急情況下(如起飛,著陸和能見度差等)的低空飛行操作的安全性,國(guó)際民航組織(ICAO)推廣基于使用星基增強(qiáng)系統(tǒng)(SBAS)的垂直引導(dǎo)進(jìn)近程序(LPV/LNAV)。這種方案基于儀表的著陸系統(tǒng),無(wú)需地面基礎(chǔ)設(shè)施輔助,可幫助降低成本。
測(cè)試挑戰(zhàn)
在實(shí)際飛行中測(cè)試LPV進(jìn)近程序之前,測(cè)試工程師必須進(jìn)行初步評(píng)估以了解航電系統(tǒng)在不同飛行情況下的性能。因此,將處于研發(fā)和測(cè)試狀態(tài)的航電系統(tǒng)安裝在方艙中, 為設(shè)計(jì)和測(cè)試工程師提供了一個(gè)理想的測(cè)試平臺(tái),用于模擬傳感器信號(hào)和驗(yàn)證系統(tǒng)響應(yīng),模擬實(shí)際環(huán)境。
在具有專用全功能航電系統(tǒng)的方艙內(nèi)進(jìn)行測(cè)試,可以在安全可控可復(fù)制的條件下,系統(tǒng)地監(jiān)控原型樣機(jī)的功能,性能以及故障處理能力,特別強(qiáng)調(diào)將所需的導(dǎo)航傳感器數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中。在這方面,可使用完全確定的精確GNSS仿真數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)SBAS接收機(jī)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。
圖2:R&S SMBV100B矢量信號(hào)發(fā)生器和GNSS仿真器
羅德與施瓦茨(Rohde&Schwarz)矢量信號(hào)發(fā)生器SMBV100B,具有矢量信號(hào)發(fā)生器和GNSS仿真器的功能。該儀表具有實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制功能,可以輕松集成到動(dòng)態(tài)HIL仿真器環(huán)境中。
解決方案
HIL仿真器向R&S SMBV100B提供諸如位置坐標(biāo),動(dòng)力學(xué)參數(shù)和機(jī)體姿態(tài)之類的度量信息,并實(shí)時(shí)更新模擬接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)。羅德與施瓦茨的儀表連接到直升機(jī)天線輸入端,在此輸入SBAS的GNSS信號(hào)。根據(jù)所需的直升機(jī)飛行計(jì)劃,執(zhí)行FMS計(jì)算出的位置姿態(tài),然后計(jì)算出精確位置,再將其反饋給FMS以確定下一個(gè)飛行點(diǎn)。
圖3:帶有R&S SMBV100B矢量信號(hào)發(fā)生器的HIL仿真設(shè)置圖
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
為了確保一系列連續(xù)的模擬能夠驗(yàn)證測(cè)試要求,該模擬解決方案必須在數(shù)小時(shí)的跨度內(nèi),始終確保在高精度和最小偏差的前提下,獲得所需的GNSS信號(hào) 。
對(duì)于任何GNSS信號(hào)發(fā)生器而言,需要長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行,且在此期間不可能進(jìn)行校準(zhǔn)或維護(hù),滿足GNSS信號(hào)精度要求就成為一項(xiàng)極為艱巨的任務(wù)。R&S SMBV100B已經(jīng)在許多GNSS測(cè)試應(yīng)用中,以其長(zhǎng)時(shí)間工作的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性而聞名于業(yè)內(nèi)。
圖4:可以在內(nèi)置的模擬監(jiān)視器上觀察到GNSS星座圖和衛(wèi)星功率電平
產(chǎn)品升級(jí)
作為后續(xù)升級(jí)產(chǎn)品,R&S SMBV100B除支持先前版本的所有功能外,其新配備的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)具有頻譜純度高及輸出功率大的特點(diǎn),觸摸屏操作簡(jiǎn)單直觀。R&S SMBV100B可以配備多種GNSS選件,從而保證該儀器成為具有所有必要功能的可靠GNSS仿真器。
其先進(jìn)的仿真功能,可以在受控條件下運(yùn)行,真實(shí)可重復(fù)的模擬復(fù)雜GNSS測(cè)試場(chǎng)景。這就是大型直升機(jī)制造商選擇R&S SMBV100B來(lái)測(cè)試其基于SBAS技術(shù)的最新制導(dǎo)著陸系統(tǒng)的原因。