一种基于公有云的飞行试验状态监控方法与流程

本发明属于飞行试验遥测监控技术领域，具体涉及一种基于公有云的飞行试验状态监控方法，涉及实时数处理技术、网络通信技术、跨平台应用开发技术。

背景技术：

目前的飞行试验状态监控，主要是通过无线电遥测的方式，将符合irig106标准的串行pcm流发送，使用遥测接收天线接收来自测试系统发送的机载测试数据和视频图像数据，完成数据的解调与同步传输，进行数据的实时分析和处理，实现被测参数的物理量数据、图形显示和音视频等多媒体显示。

由于遥测站与监控站之间通过电缆或光纤进行数据信息交换，传输距离有限，已不能满足日益增长的飞行试验状态监控需求，特别是无法实现异地监控。因此需要一种实现远距离、跨地域的飞行试验状态监控方法。

技术实现要素：

本发明的目的：

本发明的目的在于，提出一种基于公有云的飞行试验状态监控方法，在原有遥测链路基础上，增加一条和云平台交互的数据链路，监控终端(pc、智能手机或平板)通过接入云服务器，按需接收试飞遥测实时数据，克服了跨地域条件下机载遥测信号无法覆盖的难题。

本发明采取的技术方案为：

一种基于公有云的飞行试验状态监控系统，包括遥测接收子系统、数据处理与转发子系统、实时监控管理子系统和终端监控子系统：

遥测接收子系统包括地面遥测天线、接收机和内网交换机，地面遥测天线负责接收飞机下发的遥测信号，接收机负责将遥测信号转化为二进制数据流，内网交换机负责内网中各子系统间的数据交互；

数据处理与转发子系统包括数据处理服务器、图像处理服务器、数据转发服务器和公有云服务器，负责数据二进制数据流到工程量的转化、计算、压缩、加密、推送和云端收发工作；

实时监控管理子系统包括系统管理服务器，一方面从公有云服务器中获取遥测数据，供系统管理人员监控整个飞行试验状态监控系统的运行情况，另一方面供监控画面设计人员进行监控画面的设计以及发布；

终端监控子系统包括各种支持移动互联网的移动设备，负责飞行试验状态数据的可视化展示。

一种基于公有云的飞行试验状态监控方法，采用基于公有云的飞行试验状态监控系统执行，包括以下步骤：

1)设计人员通过实时监控管理子系统设计监控画面展示组件，并将这些组件发布至终端监控子系统中的各移动设备的监控软件上；

2)地面遥测天线和接收机完成飞机试验状态二进制数据的接收、同步、打包，并通过内网交换机进行数据交互；

3)数据处理服务器和图像处理服务器接收接收机发来的二进制数据，完成二进制数据的工程量转换和参数计算；

4)数据转发服务器完成工程量转换和参数计算结果数据的封装、压缩、加密，并将结果数据发送至公有云服务器；

5)公有云服务器完成结果数据的解压，并通过公网高速链路将结果数据推送至监控终端子系统；

6)监控终端子系统中的各个移动设备通过移动互联网获取公有云服务器中推送的结果数据，并通过监控画面展示组件向试飞工程师展示监控数据；

7)系统管理人员通过实时监控管理子系统监控整个飞行试验状态监控系统的运行情况。

其特征在于，地面遥测天线和接收机具备s波段遥测pcm信号的解调、同步功能，恢复遥测发射设备发送的pcm码，并将同步后数据打包成irig106第十章标准的以太网数据包，并通过内网交换机向外传送。

其特征在于，公有云服务器采用websocket协议，实时接收飞机试验状态数据与向各个移动设备推送状态监控数据流。

本发明的有益效果：

本发明在保持传统实时监控模式的基础上，通过高速稳定的地面通信网络，将遥测数据发送至云服务器，有效利用公有云多网并存、路由线路自动优化与云计算能力，实现状态监控数据远距离传输，保证监控数据的可靠性。并通过采用支持websocket协议的云服务器与监控终端设备，结合成熟移动通信网络和宽带网络，有效减少监控数据延迟，保障移动监控终端信号的稳定性与可用性，保证监控画面质量。

附图说明

图1为状态监控系统结构图

图2为状态监控系统功能模块图

图3为状态监控系统信息交互流程图

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。

本发明提供一种飞行试验状态监控方法，该方法通过遥测接收系统将编码过的机载实时数据接收并还原，由本地实时数据处理系统对遥测数据进行解算，再由转发系统对解算后的数据进行压缩加密/协议转换后发送至公有云服务器，通过公有云平台对所有状态监控参数进行统一缓存和管理，并按照参数订阅需求，实时分发不同的参数数据流到各终端设备。

整个监控系统包含的设备包括：遥测天线设备、数字化接收机、交换机、数据/图像处理服务、数据转发服务器、系统管理服务器、防火墙、公有云服务器、监控终端设备，如图1所示。

按照功能划分，可将监控系统分为四个子系统，如图2所示。

(1)遥测接收子系统，从接收到的无线电波中恢复被测飞机的状态参数，完成位、帧同步及数据传输。

(2)遥测数据处理与转发子系统，主要完成实时参数解算、提取、工程量转换、二次处理等功能，将结果参数发送至云平台，是内、外网转换的桥梁。

(3)实时监控管理子系统，主要完成监控终端接入管理与授权、监控数据管理、系统状态与日志管理、监控画面的设计、管理与发布。

(4)终端监控子系统，完成状态监控可视化显示功能。监控软件采用hmtl5技术，实现多终端跨平台应用。各子系统互相配合，共同完成飞行试验状态监控。

在上述架构下，内、外场之间的实时数据通过云服务完成网络转换，从而实现跨地域状态监控，完整的状态监控信息交换流程如图3所示，具体步骤如下：

步骤一、遥测数据接收

主要通过具备s波段遥测pcm信号的解调、同步功能的遥测天线和接收机，恢复遥测发射设备发送的pcm码，并将同步后数据打包成irig106第十章标准的以太网数据包，通过局域网和广域网进行传输。

步骤二、遥测数据处理

通过局域网接收遥测接收系统发来的实时数据，调用软件算法库对其进行解算与处理，完成工程单位转换和导出参数计算处理。

步骤三、遥测数据转发

将解算后的遥测数据从内部专用网络转发至公有云平台，完成参数数据格式封装、传输协议转换、多路视频合并与同步、数据压缩加密功能。

步骤四、公有云数据推送

采用“分布式计算+关系型数据库+内存数据库”将解压、解密后的遥测数据缓存，并自动选择公网上高速链路将实时数据推送至监控终端，同时提供监控终端接入认证、数据流推送服务、以及相关管理软件的运行环境。

步骤五、状态监控可视化显示

通过部署在监控终端的软件实现可视化显示，pc和移动智能终端可分别通过移动互联网和宽带互联网接入公有云，采用websocket协议实时接收推送的状态监控数据流，通过可视化组件展示给用户。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于公有云的飞行试验状态监控方法，采用基于公有云的飞行试验状态监控系统执行，包括统设计监控画面展示组件；接收飞机试验状态数据；数据处理；发送至公有云服务器；数据推送至监控终端子系统；展示监控数据的步骤。本发明的方法利用公有云多网并存、路由线路自动优化与云计算能力，实现状态监控数据远距离传输，保证监控数据的可靠性，结合成熟移动通信网络和宽带网络，有效减少监控数据延迟，保障移动监控终端信号的稳定性与可用性，保证监控画面质量。

技术研发人员：李筱雅;吴振华;王仲杰;杨哲;郝明哲
受保护的技术使用者：中国飞行试验研究院
技术研发日：2018.09.19
技术公布日：2019.02.12