數(shù)字航空電子技術(shù)（上）

前言

航空電子是現(xiàn)代飛機(jī)的基石。軍用和民用飛機(jī)越來(lái)越多的重要功能有賴于航空電子設(shè)備。除機(jī)體和發(fā)動(dòng)機(jī)之外，航空電子設(shè)備是飛機(jī)中最昂貴的產(chǎn)品，但花費(fèi)在它上面的每一分錢都物有所值。在千禧年使用的許多技術(shù)都是最近10年中出現(xiàn)的。各種先進(jìn)的微處理器經(jīng)地面應(yīng)用，證明其設(shè)計(jì)完善之后，正在進(jìn)入飛機(jī)的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，并提供了10年前未曾聽(tīng)說(shuō)的新的能力。全球定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基于衛(wèi)星的精確導(dǎo)航和著陸，而通信衛(wèi)星已在支持各種航空服務(wù)。航空世界正在實(shí)現(xiàn)基于衛(wèi)星通信、導(dǎo)航和監(jiān)視的空中交通管理。飛機(jī)運(yùn)營(yíng)商和空中交通服務(wù)供應(yīng)商從中得益頗豐。在本套書中有我們熟悉的技術(shù)，包括數(shù)據(jù)總線（其中一種總線已使用了超過(guò)30年）、頭盔顯示器和電傳飛行控制系統(tǒng)等。新概念的總線和顯示器（例如，視網(wǎng)膜掃描顯示器）等的出現(xiàn)可能會(huì)代替這些老式的設(shè)備。其他不斷涌現(xiàn)的技術(shù)包括了駕駛員與飛機(jī)之間的語(yǔ)音交互控制技術(shù)和合成視覺(jué)技術(shù)等。在低能見(jiàn)度條件下，或者飛機(jī)上無(wú)法安置足夠多的觀察窗口的情況下，合成視覺(jué)技術(shù)可為軍用和民用飛機(jī)提供巨大的應(yīng)用潛力。本套書從航空電子元件、軟件、功能件、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)到列舉的最新軍用與民用飛機(jī)的各種現(xiàn)代系統(tǒng)，全面介紹了數(shù)字航空電子技術(shù)。撰寫本套書各章的作者均為目前從事該領(lǐng)域研究和發(fā)展工作的資深專業(yè)人員，并且各自充分考慮了讀者的需要。因此本套書適用于需要航空電子某些方面最新信息的工程師、管理人員和其他讀者。盡管本套書不能使他們成為航空電子的專家，但將為他們提供解決問(wèn)題所需的知識(shí)。

內(nèi)容概要

本書以專題形式詳細(xì)介紹了數(shù)字航空電子技術(shù)及其發(fā)展?fàn)顩r，涵蓋航空電子元件、軟件、功能件以及航空電子系統(tǒng)的工程開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容。本書提出了數(shù)字航空電子技術(shù)的許多新概念、新原理和新技術(shù)，介紹了數(shù)字航空電子技術(shù)工程應(yīng)用與實(shí)踐，以及技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)?！　”緯鴮?duì)從事民用飛機(jī)和軍用飛機(jī)航空電子技術(shù)研究和航空電子設(shè)備及航空電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)人員、工程管理人員和院校有關(guān)專業(yè)的學(xué)生均有很高的參考價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介

　　C.R.斯比策，早年畢業(yè)于美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)和喬治華盛頓大學(xué)。在美國(guó)空軍服役之后，他加入了美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)蘭利研究中心。 
　　C.R.斯比策在NASA任職的后半部分時(shí)間致力于航空電子的研究。他是NASA與霍尼韋爾公司的一項(xiàng)聯(lián)合計(jì)劃的NASA負(fù)責(zé)人，該計(jì)劃于1990年11月首次實(shí)現(xiàn)了客運(yùn)飛機(jī)的衛(wèi)星引導(dǎo)自動(dòng)著陸。由于該計(jì)劃的成功，他被ARINC、ALPA、AOPA、NBAA、ATA和RTCA(航空無(wú)線電技術(shù)委員會(huì))等機(jī)構(gòu)聯(lián)合提名1991年Collier Trophy，表?yè)P(yáng)“他為證明GPS輔助精密進(jìn)近原理所做的先驅(qū)性工作”。他曾領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)定義運(yùn)輸機(jī)試驗(yàn)與操作要求的項(xiàng)目，研制了適用于飛行試驗(yàn)的這種飛機(jī)。如今，這一飛機(jī)就是NASA蘭利研究中心的波音757 ARIES飛行研究平臺(tái)。 
    斯比策先生是美國(guó)航空公司電子工程委員會(huì)的N.ASA代表。1988年他被美國(guó)航空公司航空電子設(shè)備協(xié)會(huì)主席授予Special Volare Award。他是曾獲此殊榮的第二位聯(lián)邦政府雇員。 
    C.R.斯比策一直積極投身于RTCA的各項(xiàng)工作，他是RTCA特別委員會(huì)一200綜合模塊化航空電子(IMA)的主席，向全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)過(guò)渡和實(shí)施策略特別工作組的機(jī)場(chǎng)地面運(yùn)行小組主席，以及1992年該技術(shù)專題研討會(huì)的技術(shù)項(xiàng)目主席。他曾是RTCA技術(shù)管理委員會(huì)成員。 
    1993年斯比策先生創(chuàng)辦了國(guó)際航空電子咨詢公司，即AvioniCon，專門從事航空電子戰(zhàn)略規(guī)劃、業(yè)務(wù)開(kāi)拓、技術(shù)分析和內(nèi)部培訓(xùn)等業(yè)務(wù)。 
    C.R.斯比策是美國(guó)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)會(huì)員和美國(guó)航空航天學(xué)會(huì)(AIAA)聯(lián)絡(luò)會(huì)員。他曾獲得AIAA 1994年數(shù)字航空電子獎(jiǎng)和IEEE航空百年獎(jiǎng)?wù)潞颓ъ戟?jiǎng)?wù)?。他曾任IEEE所屬航空航天與電子系統(tǒng)學(xué)會(huì)的主席。自1979年以來(lái)，他在極為成功舉辦的各個(gè)數(shù)字航空電子系統(tǒng)會(huì)議中扮演了極其重要的角色，包括擔(dān)任會(huì)議的總主席。 
　　斯比策曾在UCLA大學(xué)分部講授基于衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、監(jiān)視的空中交通管理(ATM)。同時(shí)他還一直為國(guó)際運(yùn)輸協(xié)會(huì)作ATM的講演。

書籍目錄

第1章　SAE AS 15531/MIL-STD-1553B數(shù)字式時(shí)分制指令/響應(yīng)型多路傳輸數(shù)據(jù)總線第2章　RINC 429 Mark 33數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)第3章　商用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字總線第4章　時(shí)間觸發(fā)協(xié)議總線第5章　頭部安裝顯示器第6章　視網(wǎng)膜掃描顯示器第7章　平視顯示器第8章　夜視鏡第9章　語(yǔ)音識(shí)別與語(yǔ)音合成第10章　人素工程及駕駛艙設(shè)計(jì)第11章　合成視覺(jué)系統(tǒng)第12章　地形感知第13章　蓄電池第14章　航空電子應(yīng)用軟件標(biāo)準(zhǔn)接口：ARINC 653第15章　Ada語(yǔ)言第16章　機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備軟件的合格審定事項(xiàng)第17章　航空通信第18章　導(dǎo)航系統(tǒng)第19章　導(dǎo)航與跟蹤第20章　飛行管理系統(tǒng)第21章　空中交通告警與防撞系統(tǒng)第22章　飛行器健康管理系統(tǒng)第23章　波音777飛機(jī)電傳飛行控制第24章　電子飛行控制：從A320/330/340飛機(jī)到未來(lái)的軍用運(yùn)輸飛機(jī)——容錯(cuò)系統(tǒng)系列

章節(jié)摘錄

插圖：遠(yuǎn)程終端必須嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的協(xié)議。遠(yuǎn)程終端只能對(duì)從總線控制器來(lái)的接收到的指令做出響應(yīng)（即遠(yuǎn)程終端有應(yīng)才答）。當(dāng)它收到有效指令時(shí)，則必須在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)做出響應(yīng)。如果消息不能滿足規(guī)定的有效性要求，那么遠(yuǎn)程終端必須將該消息視為無(wú)效，并將數(shù)據(jù)丟棄（不允許子系統(tǒng)使用該數(shù)據(jù)）。除了向總線控制器報(bào)告狀態(tài)外，如今的大部分遠(yuǎn)程終端還能向子系統(tǒng)提供有關(guān)接收數(shù)據(jù)的某些級(jí)別的狀態(tài)信息。1.2.1-3總線控制器總線控制器負(fù)責(zé)引導(dǎo)總線上的數(shù)據(jù)流。雖然有多個(gè)終端可以起到總線控制器的作用，不過(guò)在任何一個(gè)時(shí)刻只允許一個(gè)總線控制器是激活的。總線控制器是唯一可以向數(shù)據(jù)總線發(fā)布指令的設(shè)備。這些指令既可以用于數(shù)據(jù)的傳輸，也可以用于總線的控制和管理（稱為方式指令）?？偩€控制器通常是包含在如任務(wù)計(jì)算機(jī)、顯示處理器或火控計(jì)算機(jī)等某一計(jì)算機(jī)中的一項(xiàng)功能元件?？偩€控制器電子設(shè)備的復(fù)雜程度取決于子系統(tǒng)接口（到計(jì)算機(jī)的接口）、執(zhí)行錯(cuò)誤管理與處理的工作量，以及總線控制器的結(jié)構(gòu)等因素。總線控制器的結(jié)構(gòu)有以下三種：字控制器、消息控制器和幀控制器。字控制器是最早的，也是最簡(jiǎn)單的一種類型，如今已很少使用，在此提及它只是為了完整地介紹總線控制器的類型。對(duì)一個(gè)字控制器而言，該終端的電子設(shè)備一次向子系統(tǒng)傳輸一個(gè)字。消息的緩沖和驗(yàn)證必須由子系統(tǒng)來(lái)完成。消息控制器一次只能輸出一條消息，只有在一條消息終了或出錯(cuò)時(shí)，消息控制器才和計(jì)算機(jī)交換信息。某些消息控制器能夠在中斷計(jì)算機(jī)之前處理一些小差錯(cuò)，例如，在另一條總線上重新發(fā)送一次消息。計(jì)算機(jī)會(huì)通知接口電子電路消息在存儲(chǔ)器中的位置，并提供控制字。對(duì)每條消息而言，控制字通常會(huì)向電子設(shè)備（例如，RT-BC或RT-RT指令）通知消息的類型，要使用哪一條總線來(lái)傳遞消息，在存儲(chǔ)器的何處讀寫數(shù)據(jù)字，以及發(fā)生差錯(cuò)時(shí)如何應(yīng)對(duì)?？刂谱秩Q于電子設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)，不同的總線控制器對(duì)此并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化。幀控制器是總線控制器的最新概念。幀控制器能處理多個(gè)消息，其順序則由計(jì)算機(jī)規(guī)定。在典型情況下，幀控制器能夠按消息控制字規(guī)定進(jìn)行錯(cuò)誤處理。幀控制器常被用來(lái)盡可能地給計(jì)算機(jī)“減負(fù)”，只是在一串消息終了時(shí)，或在發(fā)現(xiàn)了一個(gè)它所不能處理的錯(cuò)誤時(shí)，才進(jìn)行中斷。關(guān)于總線控制器的內(nèi)部操作，除了把指令發(fā)到總線上之外，標(biāo)準(zhǔn)中并無(wú)規(guī)定。1.2.1-4總線監(jiān)控器總線監(jiān)控器只是一個(gè)終端，用來(lái)監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)總線上的信息交換。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)總線監(jiān)控器的用途做了嚴(yán)格規(guī)定，即指定總線監(jiān)控器所獲取的信息用來(lái)供“離線應(yīng)用（例如，飛行試驗(yàn)記錄、維護(hù)記錄或任務(wù)分析），或者向備用總線控制器提供充分的信息，使之接替總線控制器”。總線監(jiān)控器可以收集總線上的所有數(shù)據(jù)，也可以收集選取的數(shù)據(jù)。

圖書封面

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