孙君亮，李 磊，童 艳

(解放军91550部队，辽宁 大连 116023)

在飞行器飞行试验过程中，发射零点T0是整个测控系统启动运行的基准点，对飞行器飞行安全和实时处理、事后研究分析影响巨大。如果没有发射零点，或发射零点处理有误，则凡是与起飞时间有关的系统和设备就不能正常工作［1］，从而导致飞行试验失控，严重时还有可能带来灾难性后果。特别是在多发飞行器连射飞行试验任务中，每一发飞行器都需要对应一个发射零点，任何一个测控目标的发射零点出现问题都会严重影响试验任务的顺利进行。

实时测控软件作为测控系统中指控系统的重要组成部分，是一个规模庞大的实时控制与处理系统，其数十万甚至几百万条指令程序完全依靠程序员设计、编写，存在错误的可能性极大。虽然，实时测控软件在执行任务之前，经过严格测试、评审评测和试验场验收，层层把关，但也不可能百分之百地将软件故障或漏洞全部排除［2］。任务中一旦由于某些非常苛刻的未知因素导致测控软件工作异常，甚至“死机”，测控软件就必须重新启动运行，这将会造成初始的发射零点丢失，也必将会给整个测控系统带来混乱。针对多发飞行器连射飞行试验任务中发射零点的形成机制，本文对实时测控软件中发射零点的实时处理方法进行了研究，并以双发飞行器连射飞行试验为例，提出了一种实时测控软件重启后重新获得多测控目标正确发射零点的应急处理方法，以提高发射零点实时处理的可靠性。

1 发射零点形成机制

1.1 两级冗余设计

飞行器飞行试验是一个不可逆转的过程，代价昂贵，不允许多次重复试飞，如果不能保证试验的安全，或者没有获取试验数据就会造成不可挽回的重大损失。在实时测控软件系统设计时要充分考虑功能的可行性和系统的可靠性，必须保证指控系统在试验任务中一次性成功并圆满完成任务［3］，所以发射零点实时处理的准确性是衡量实时测控软件性能的重要指标之一。因此，为了提高发射零点的可靠性指标，实际工程中测控系统对发射零点T0采用了两级冗余设计:数字T0、发射信号FS。

1)数字T0:试验任务中，当试验指挥员下达飞行器发射口令时，发射阵地的飞行器发控台操作手立刻按下发射按钮并形成飞行器发射点火信号。该发射点火信号传送到发射阵地上的T0控制台，由T0控制台根据当前时统时间形成一个内容为北京绝对时的数字T0，并加工形成数字T0帧通过通信线路传送到指控系统的实时测控软件系统。

2)发射信号FS:除了形成数字T0外，T0控制台还立刻触发产生另一个脉冲信号即发射信号FS，该信号通过另一条特定的通信线路传到实时测控软件系统中。发射信号FS的形成机制是:在飞行器发射时，当飞行器与发射装置发生相对移动致使飞行器上脱落插头脱离的瞬间，地面(发控)测量脱落开关触点闭合，形成动触点接通信号，此信号通过电缆传到时统中心站，由时统中心站产生一定时间宽度的起飞脉冲信号通过数据传输通道传送到指控系统，其脉冲前沿作为时统零点［4］。

1.2 三级冗余设计

实际任务过程中，常常因为某些原因导致指控系统不能及时正常收到数字T0或发射信号FS，或者收到的数字T0或发射信号FS经过合理性验证和正确性判断是错误的而不能使用。这样实时测控软件启动运行后因为没有了发射零点而不能正常进行实时数据处理工作，导致整个测控系统也无法正常工作。为了保证试验任务的顺利进行，指控系统对发射零点采用了三级冗余设计，即实时测控软件在原有基础上进行了补充，增加了一个“键补T0”。

键补T0的形成机制是:实时测控软件系统操作员听到试验指挥员下达发射口令时，在实时测控软件系统操作界面上同时点击一个“发射键”按钮，而点击按钮时的当前时统时间(当前北京绝对时)就称为“键补T0”。

点击“发射键”按钮有两个作用:一是在没有收到数字T0或发射信号FS时，用键补T0作为发射零点的应急补充，从而确保解决了发射零点的有无问题;二是为实时测控软件系统执行飞行任务提供重要基准点，只有发射零点产生了，实时测控软件才能够开始执行飞行器起飞后的实时数据处理任务。

2 发射零点实时处理方法

2.1 发射零点使用优先级

虽然发射零点T0采用了三级冗余设计，但最终实时测控软件只能采纳其中一个作为发射零点，采纳原则就是在确保能够形成发射零点的基础上，尽可能保证其精度。即发射零点的选择是按照精度的高低顺序来进行的。

实际工程中，数字T0传输速度快、时延小、精度高，实时测控软件收到后经过简单的合理性验证和正确性判断就可以直接使用。

由于发射阵地的T0控制台到指控中心存在着传输时延，因此实时测控软件接收到发射信号时需要对其传输时延进行修正。该传输时延是个统计值，是实时测控软件接收到发射信号时的时统时间与数字T0时间差值的统计值，需要在任务前多次进行统计而成。当实时测控软件收到该发射信号时，对其进行合理性验证和正确性判断，并用接收到发射信号时的时统时间减去传输时延，就得到形成发射信号FS的准确时间，该时间值可作为发射零点T0。由于发射信号FS存在较大时延，而且时延修正值是个统计值，存在一定的误差，所以精度不如数字T0高。

因为键补T0是由实时测控软件系统操作员听口令按下发射键按钮时的北京绝对时形成的，虽然能够很快得到该时间值，但受人工因素等影响，精度不如数字T0和发射信号FS高。

因此，实时测控软件系统根据三级发射零点精度的高低顺序，将数字T0的使用优先级排在第一位，发射信号FS排第二，键补T0设置为最低。

2.2 发射零点实时处理方法

当操作员在系统操作界面上人工点击“发射键”按钮形成键补T0后，实时测控软件同时开始计时并在规定的等待时间内等待数字T0和发射信号FS的到来。等待时间是事先根据工程经验设定的，假定为5s。收到数字T0或发射信号FS后，对其进行合理性验证和正确性判断。只有在一个合理的时间范围内收到的数字T0或发射信号FS才可能是正确的，如果又通过了时间的正确性判断，则认为收到的数字T0或发射信号FS是可以使用的。

假定收到的数字T0或发射信号FS均通过了合理性验证和正确性判断，则发射零点T0的实时处理方法如下:

1)在规定时间5s内如果先收到数字T0，实时测控软件立刻采纳数字T0作为发射零点T0;

2)当在规定时间5s内没收到数字T0而收到了发射信号FS，测控软件则采纳发射信号FS作为发射零点T0;

3)当在规定时间5s内数字T0和发射信号FS都收到了，但发射信号FS又是先于数字T0收到，此种情况下为了尽早启动实时测控软件进行实时数据处理等工作，实时测控软件中再设置一个发射信号FS的等待时间，该等待时间小于前面设置的5s等待时间，假定为3s。如果在3s内收到了发射信号FS而没有收到数字T0，则实时测控软件就采纳该发射信号FS作为发射零点T0;当然，如果在3s内先收到了数字T0，则实时测控软件就先采纳数字T0作为发射零点T0;

4)在规定时间5s内数字T0和发射信号FS都没有收到，实时测控软件则采纳键补T0作为发射零点T0。

假定收到的数字T0或发射信号FS均通过了合理性验证和正确性判断，发射零点T0的实时处理方法如图1所示。

2.3 双发连射发射零点实时处理方法

双发连射试验任务中，发射阵地将向指控系统传送两发测控目标的数字T0和发射信号FS，即两个数字T0和两个发射信号FS。为了获取两个测控目标的键补T0，实时测控软件系统操作界面上设计“发射键1”和“发射键2”两个按钮。当操作员听到试验指挥员下达目标1的发射口令时点击“发射键1”按钮，当听到下达目标2的发射口令时则点击“发射键2”按钮，从而分别形成第一和第二发飞行器的键补T0，并控制实时测控软件进行不同测控目标的实时数据处理。

对于双发测控目标发射零点T0的实时处理方法，是与执行单发飞行试验任务的发射零点类似的，分别处理各自的发射零点即可。

3 发射零点应急处理方法

据前所述，只有操作员点击了操作界面上的发射键按钮，才能形成测控目标对应的键补T0，并且启动实时测控软件运行不同测控目标的数据处理。所以当实时测控软件因重大软件故障重新启动后，操作员就必须再点击操作界面上的发射键按钮才能够继续进行实时数据处理。但重启后形成的键补T0同原来的相比是一个新值，由于此时发射阵地的T0控制台不再向指控中心发送数字T0和发射信号FS，所以重启软件后采用的发射零点就是新的键补T0。发射零点的变化势必给整个测控系统的正常运行带来重大影响，而如果保持原有发射零点不变，则影响就会小一些。

为了做到发射零点不变，本文采用了一种应急处理方法，即在实时测控软件异常前将两个测控目标的发射零点保存到文件中，当软件重启后再从文件中读取出来。为了区分软件的正常和异常工作状态，操作界面上设计“实射”和“应急实射”两个按钮加以区分。在软件正常运行情况下点击“实射”按钮后启动正常的实射作业，听口令后点击“发射键1”和“发射键2”两个发射键按钮分别执行双发测控目标的数据处理，同时也将两个形成的发射零点T0保存下来。如果出现了异常情况，软件重启后，操作员则点击“应急实射”按钮后启动实射作业，从文件中读取保存的两个发射零点继续进行双发测控目标的数据处理。为了节省操作步骤、提高工作效率，在操作上进行了简化，即点击了“应急实射”按钮后不需要再点击“发射键1”和“发射键2”两个按钮就能够立刻启动执行实射作业，这样设计能够最大程度地避免在紧张的工作状态下因系统状态切换可能造成其它的误操作。

双发测控目标发射零点T0应急处理方法的伪代码如下:

1)第一发发射零点T0实时处理方法:

if(f-T0-MB1==0){//目标1发射零点没形成

//a.5s内数字T0先到达:

if((在按下发射键1开始的5s范围内)

＆＆(数字T0通过时间合理性正确性判断))

{//数字T0按时接收，时间值为T0-SZ

T0-MB1=T0-SZ;//数字T0为发射零点

n-T0-MB1=1;//发射零点使用标志，1:用数字T0;2:用发射信号FS;3:用键补T0

f-T0-MB1=1;//目标1的发射零点有效标志，1:有效;0:无效

}

//b.若3s内无数字T0而有发射信号，则使用发射信号:

if((n-T0-MB1!=1)＆＆(f-FS-MB1==1)//没收到数字T0，而收到发射信号

＆＆(按下发射键1开始3s内无数字T0而有发射信号)

＆＆(发射信号数字T0通过时间合理性正确性判断)){

T0-MB1=T0-FS+发射信号修正值;//使用发射信号时间T0-FS作为发射零点

n-T0-MB1=2;//发射零点标志，2:FS

f-T0-MB1=1;//目标1的发射零点有效

}

//c.若5s内数字T0和发射信号FS都没有到达，则采用键补T0

if((n-T0-MB1!=1)＆＆ (n-T0-MB1!=2)

＆＆(f-JBT0-MB1==1)//按下了发射键1，键补T0标志有效

＆＆(按下发射键1开始5s内)){

T0-MB1=T0-JB;//使用键补时间T0-JB作为发射零点

n-T0-MB1=3;//发射零点标志，3:键补T0

f-T0-MB1=1;//目标1的发射零点有效

}

}

2)第二发发射零点T0实时处理方法:

if(f-T0-MB2==0){//目标2的发射零点没形成…//处理过程同第一发类似

}

3)保存发射零点T0到文件中:

if(f-YJSS==0){//正常实射作业

if(f-T0-MB1==1){

…//保存目标1的发射零点T0

}

if(f-T0-MB2==1){

…//保存目标2的发射零点T0

}

}

4)若是应急实射，则读文件中的发射零点:

if(f-YJSS){

T0-YJ-MB1=…;//读文件中的发射零点1

T0-YJ-MB2=…;//读文件中的发射零点2

T0-MB1=T0-YJ-MB1;//目标1的发射零点

T0-MB2=T0-YJ-MB2;//目标2的发射零点

n-T0-MB1=3;//目标1的发射零点标志

n-T0-MB2=3;//目标2的发射零点标志

f-T0-MB1=1;//目标1的发射零点有效

f-T0-MB2=1;//目标2的发射零点有效

}

发射零点T0应急处理方法如图2所示。

图2 发射零点T0应急处理方法

4 结束语

针对飞行器试验任务特点，本文设计了一种实时测控软件重启后通过读取保存在文件中的发射零点而重新获得多测控目标正确发射零点的应急处理方法。该方法有3个特点:一是能够及时形成发射零点T0，保证了实时测控软件系统尽早进行测控数据实时处理;二是尽可能为整个测控系统输出高精度的发射零点，使得实时数据处理精度得到保证;三是发射零点的三级冗余设计确保了多测控目标的发射零点都能够形成，为整个测控系统正常运行提供了保障。该方法不仅解决了实时测控软件系统因某种原因收不到发射阵地传来发射零点而导致无法进行实时数据处理的问题，而且也能够解决在试验过程中一旦实时测控软件系统因重大软件故障导致初始发射零点丢失而影响试验任务顺利进行的问题，在工程上具有重要的应用价值。

［1］ 黄学德.导弹测控系统［M］.北京:国防工业出版社，2000.

［2］ 孙君亮，于古胜，李忠武.靶场指控及显示系统发展趋势分析［J］.指挥控制与仿真，2006，28(4):99-102.

［3］ 郑宗汉.实时系统软件基础［M］.北京:清华大学出版社，2003.

［4］ 杨志群.导弹试验遥外测零点的分析与修正［J］.四川兵工学报，2014，35(3):5-7.