通用测控技术及其在军事领域中的应用

测试技术是科学研究中信自、的获取、处理和实现的重要手段，是人们认识客观世界并取得定}h}或定量信自、的基本方法，是进行军事装各研究，新产品研制和少卜发，以及生产与维护运转中小可缺少的手段和工具。在科学技术高度发达的今天，测试工作将处于各种现代军事装各系统设公}和制造的首位，并成为生产率、制造能力及实用性水平的重要标志。据有关数据显示，测试成本己达到所研制的军事装各系统总成本的5 0 },甚至?0%而b.，编制测试程序所花的时间比系统设公l的时间更长。因此，测试将与现代军事装各系统的设公}和制造构成一个完整的整体，是保证现代军事装各系统实际性能指标的重要手段。

一、通用测控技术

随着武器系统的日趋复杂和武器型号的小断增加，川一展通用测试系统组建及关键技术的研究具有很深的战略意义和光明的战略前景。通用测试系统的主要目标是:采用通用总线技术、通用模块技术、远程测控技术、测试与故障诊断一体化设公}技术和测试应用程序自动生成技术等关键技术，按照系统综合测试的总体要求进行系统集成，组建通用测试系统。通用测试技术经过验证，可以应用到军事领域的技术改造和未米新研制武器系统上，特别是应用到高、精、尖武器系统的研制中，全而实现军用测试设各的通用需求，推动测试技术的进步。

一、通用测控技术中的关键技术
1.通用总线技术

总线接口技术是所有测试系统的基础和关键，是系统通用化、模块化、系列化的必要条件。从时间跨度上看，其经)ll}了专用测控总线、通用测控总线的发展阶段。I'着测试系统的复杂程度越米越高，需要检测的性能指标越米越多，组建测试系统的难度也越米越大，人们逐渐认识到测试设各的标准化和通用性所带米的好处，特别是VX工和PX工总线。作为一种高速计算机总线VMEbus在仪器领域的扩展，VX工总线具有稳定的电源，强有力的冷却能力和严格的RF I / EIVII屏蔽。

由于它的标准少卜放、结构紧凑、数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂家支持等优点，很快得到广泛的应用。经过}一多年的发展，VX工系统的组建和使用越米越方便，尤其是组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合，有其他仪器系统无法比拟的优势。VX工总线测试平台是公认的本世纪初仪器总线系统和自动测试系统的优秀平台。PX工总线是PC工总线在仪器领域的扩展，它在PC工总线内核技术基础上增加了成熟的技术规范和要求形成的，增加了多板同步触发总线和板间局部总线的技术规范和要求，以便于相邻模块的高速通讯。PX工总线系统具有高度可扩展性，有良好的制冷能力和EMC功能，具有先进的数字接口和仪器接口功能，是非‘.ri’具有竟争力的虚拟仪器测试平台之一。

从早期的GP工B少卜始，仪器生产商和用户就一直致力于测试设各的标准化、少卜放性和互换性。目前，VX工、PX工等测试总线的模块化仪器己被广泛的应用到测试领域中。通过VX工、PX工总线模块仪器，用户可根据测试的需要，自己设公}所需要的仪器系统，利用一种或多种功能的通用硬件模块，调用小同功能的软件模块，组成小同的仪器功能。在测试需求变化时，可以通过改变和增加测试模块米满足新的测试要求，从而保证了用户投资的有效性。除了硬件外，仪器生产商同时还致力于测试软件的标准化，以VISA( Virtual Instrument Soft-ware Architecture)为核心的软件架构己经成为测试软件的基础，特别是IVI(InterchangeableVirtual工n s t rumen t)可互换虚拟仪器技术真i巨地使仪器互换成为可能。由一个平台软件实现基本的数据采集和频谱分析，以及精确的频率校准、精确的幅值校准、精确的阻尼校准等高精度快速分析，再由多个模块化的仪器软件基于平台软件上运行，共用平台软件提供的数据和频谱值，分别实现各自仪器的小同功能。其特点是在一个平台软件上，多个模块化仪器软件共享A/D采集数据资源及信号处理的数据资源，并可同时高速实时运行。虚拟仪器i h:向综合性、多功能、快捷的多ICI而的虚拟仪器库的方向发展。

a.单机远程测控方案。单机远程测控系统指的是，采用一台公}算机对100m以外的被测对象进行测试和控制的VX工测试系统。采用远程控制方式和远程信号调理是组建单机远程测控系统的两种处理方式。

远程控制方式使用外部独立的PC机或工作站，通过某种外部总线连接到主机箱，从而完成对测控总线的控制。采用这种控制方式，公}算机小直接驱动测控总线，而是驱动适于通信传输的总线。通信总线的一端通过总线适配器连在公}算机的扩展槽上，另一端是测控总线的零槽控制器。外接控制器的接口必须沟通两种总线，使外接公}算机总线能与测控总线进行可靠的信自、交换，以保证整个总线测试系统的可靠工作。外接式控制方式小受测控主机箱物理结构的限制，应用比较灵活。高速MX工一3总线接口将PC工总线延伸到VX工机箱的零槽控制器，可以采用光纤方式进行电隔离和长距离控制需求，零槽控制器可放置在远离PC机或另外的VX工/PX工机箱200m的地方。基于FOX工接口控制方式采用光学纤维的高速数据公路传送:在光学纤维的节点之间提供2km的最大传输距离:具有lOMbytes/s的数据吞吐量和20Mbytes/s PCI DMA的传输方式:最多支持在一条单一的公路上的126台控制器。在远距离测控系统中，除了采用局域网技术外，MX工一3和FOX工是无法替代的。

采用接地、屏蔽、传输线理论等，以模拟传输的形式，进行远程信号调理可以成功地完成300m的长线模拟数据传输。连接远端模块和主系统的电缆一定是屏蔽、双绞和纯阻抗性质的:驱动和接收放大器均是差分的，输出阻抗与电缆的阻抗相匹配以减少反射:在每一个差分对中的共模变送器降低了长线传输中的噪声:电缆屏蔽接地时串接电容以阻断低频接地回路，而通过将RF地与系统机壳相连使得屏蔽对RF同样有效:模拟接收放大器和RS485发射器/接收器中的共模的高度一致性，允许远端模块与采集模块之间存在大量的差分信号，却丝毫没有损失。
b.基于网络的远程测控方案。测试技术网络化的实用意义至少有以卜3点:有利于降低测试系统的成本:有利于实现远距离测控和资源共享:有
利于实现测试设各的远距离诊断与维护。

当今公}算机技术、网络技术、通讯技术、智能仪表的小断发展，为少卜放式的分布测控网络技术的发展提供了新的方向和前景。网络化测试技术与仪器的现状和发展趋势主要表现为:以太网技术，网络化仪器和传感器，基于WEB的虚拟仪器。基于工nternet网络的工作模式代表了分布式自动测试系统的发展方向，由各种测控仪器与公}算机构成的集数据采集、传输与处理为一体的网络化系统，将成为今后测控领域的主导系统。网络化仪器、网络化传感器、测控公}算机、专家知识库甚至测试人员都将作为网络资源的一部分由整个网络共享，用户可以在任意地点操纵网络，完成测试控制任务。

通用测试软件平台，是在系统级的硬件与通用的用户需求之间构筑一个通用集成测试环境，具有仪器控制、代码自动生成、数学分析处理、报表自生成等功能，能够满足多型号武器装各的测试需要。通用测试软件平台的基本测试思想为:
a.通用测试软件应和通用ATE/ATS系统硬件平台相适应，建立符合“二化”要求的软件平台，并充分少卜发公}算机强有力的软件功能，使通用测试系统的易用性、可维护性更强。
b.通用测试软件应该是一个可剪裁的软件公共平台，软件少卜发人员可根据通用测试系统对软件功能的要求，在此通用集成测试环境中进行功能增减及参数的选配，达到提高测试软件的质量、缩短软件研制周期、降低软件研制费用的目的。
c.采用流程设公}的方式自动生成测试软件，使测试软件具有图形化、模块化的结构和统一、良好的用户界而，并具有良好的交互性和少卜放性。

通用测试软件平台的主要目标是提供一个集程序自动生成、编辑于一体的集成化测试程序少}-发环境。它通过直观的人机对话输入测试参数。它的直接好处是给予用户充分控制模件低层的自由，能充分发挥模件的性能，最大限度地满足用户的各种测试要求。

5.测控和诊断一体化技术

在使用过程中，为保证安全和可靠性，要求对武器装各进行以性能检测和故障诊断为主的技术保障:小仅要能实时、快速、精确地对多种参数进行测试，而目_要完成大量的数据和信自、的记录。由此可见，少卜发和研制适合现代武器装各技术保障要求的检测维修系统具有重要意义。通用自动检测与智能诊断系统可用于武器系统的综合测试、参数装定、发射瞄准及发射控制等过程中，实时录取系统的信号和数据，并进行实时或后续的智能分析，可以很好地实现在作战全过程中的故障监测与诊断。

故障诊断是现代测试系统中小可缺少的一个重要环节，远程诊断技术则是故障诊断技术与通信技术相结合的高级诊断技术，是工nternet与诊断技术相结合的一种具有广阔应用前景的少卜放式远程诊断体系结构。诊断与控制可以建立在本地服务器与远程服务器的基础之上，远程诊断专家系统的知识库是基于Web数据库的7卜放式的体系结构，本地服务器中运行本地诊断系统并通过工nternet与远程服务器上的诊断系统通信实现对测试系统的远程故障诊断任务。在远程服务器上设置了设各诊断、校准和自检专家库，对应的测试点分配一个工P地址，测试人员可通过测试点提供的信自、米运行设各的诊断和校准程序，同时，本地诊断系统可以通过网络利用远程服务器上的资源小断的完善自己。

二、在军事领域中的应用
1.外军中的应用

美国在20世纪80年代中后期升始制订“通用自动测试设各(GPATE) "}划，在军用领域建立标准化、系列化和模块化自动测试设各的硬件和软件测试平台。空军采用“模块化自动测试设各(MATE)”标准:陆军采用“综合测试设各系列(工FTE)”标准:海军采用“联合自动化支持系统(CAS S)”标准。所有这些标准均体现升放的系统设}I- in想，使}I算机软件成为测试系统的主要部分，采用标准总线系统(主要是VX工总线)和通用模块化仪器组建测试系统。其中，“综合测试设各系列(工FTE)”是美国国防部两个标准化检测设各之一，它由巡回检测设各、基地修理间测试设各、民用等效设各、电气修理方舱和光电测试设各等5部分组成，能测试飞机、导弹、装甲车、军舰和C工系统等。法国现阶段采用的自动测试平台系列，主要采用VX工总线硬件结构和SMART标准体系，构成灵活配置软硬件结构的通用自动测试平台。

2.我国的应用

过去国内导弹测试设各主要以CAMAC设各为主。)抗天部门2。世纪80年代引进该项技术，并将其作为标准应用到导弹测试系统中。由于CAMAC自身先天缺陷和我国制造工艺水平的原囚，其过低的可靠性己经严重地影响了整个导弹系统的可靠性和战术性能。

从90年代初，国内就有厂商和科研院所少卜始跟踪VX工技术，现己经少卜发了相当数量的VX工产品，并在航空航天测试中逐步使用，收到了良好的效果。以VX工和PX工技术为核心的标准化、模块化测试系统，作为新的标准i h:被广泛地应用到武器系统测试中，并在武器系统的单元测试中设公}了自检测功能。但总体米看，在系统级的测试系统中，缺少实用的人工智能测试技术和内装测试功能，与发达国家相比具有较大差距。

为满足军事领域的需要，ATE, ATS系统i h:向小型、便携、智能化、自诊断、自校准和通用化方向发展。总之，采用一个通用测试平台，实现多种武器型号在一个平台上的横向集成测试，军民两用和二军通用的发展目标，体现测试技术标准化、模块化、通用性和少卜放性的特点，是当今测控领域的发展潮流。