航电系统发展概述

合集下载

航空电子系统发展历程

航空电子系统发展历程
4
1
特点:
不存在中心计算机对整个系统的控制 每个子系统有各自的传感器、控制器、显示器以及自己的专
用计算机 这种结构专用性强 缺少灵活性 难以实现大量的信息交换 任何改进都需要通过更改 硬件来实现
5
第二代称为联合式航空电子系统,各设备前端和 处理部分均独立,信息链的后端控制与显示部分综合 在一起,达到资源共享。60至70年代的航空电子系统 逐步推广这种结构,现已广泛应用于现役航空器中。
机载雷达; 航空通信系统(短波、超短波电台,卫星通信设备,短波、
超短波语言保密机,机载数传等); 导航系统(塔康,多普勒自主式导航,无线电定向,着陆系
统和卫星导航等); 自动飞行系统 自动油门系统 敌我识别系统; 电子自卫系统(雷达告警、红外告警、导弹逼近告警、激光
告警、无源干扰投放器、箔条弹、红外弹、烟幕弹、有源 雷达干扰机、有源红外干扰机等)。
按工作介质区分,目前有固体激光器、液体激光器和分
子型、离子型、准分子型的气体激光器等。按其发射位
置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型,按其
16
4
2.国内外航电系统的发展现状和特点
2.1 机载雷达
机载雷达的发展已从单脉冲雷达体制向动目标显示、 脉冲多普勒、合成孔径、相控阵等先进的雷达体制发 展;在功能上正向多功能发展;在波段上正向8mm和 3mm波段方向发展。
现在正在发展和装备激光雷达,激光雷达的优势 (比之微波雷达)在于极高的空间分辨率、极大的 Doppler频移以及相对较为轻便的天线系统。
10
F-35驾驶舱
11
航电综合系统结构不断改进,使航空电子综合系统 的水平迅速提高,从而促成了战斗机水平的更新换代。 在航空电子系统对飞机整体性能影响日益增大的同时, 航空电子系统的硬件成本占飞机出厂总成本的比例也 在直线上升:从20世纪60年代F-4的10%,70年代F-15C 的21%,80年代中期F-16C的30%,到90年代EF2000和F22战斗机的40%~50%。

航电系统简介介绍

航电系统简介介绍

武器控制系统
航电系统集成在武器装备 中,支持精确打击和有效 火力控制。
其他领域
无人机应用
航电系统用于无人机飞行控制、导航和任务载荷 数据处理。
气象观测
航电系统在气象卫星上用于观测和监测气象数据 。
科学研究
航电系统支持地球观测、空间科学实验和其他科 研任务。
05
航电系统的发展趋势与挑战
技术创新与升级
创新技术应用
随着科技的不断发展,航电系统正不断引入新技术,如人工智能、大数据、云计算等,以提高系统的 性能和效率。
技术升级需求
随着航空工业的发展,航电系统需要不断升级以满足更高的性能要求和安全性需求。
系统安全性与可靠性
安全性能保障
航电系统的安全性与可靠性是至关重要的, 需要采取多种措施来确保系统的稳定性和安 全性。
人机交互体验优化
为了提高飞行员的工作效率和安全性,航电系统需要提供更加直观和易用的人机交互界 面。
智能化水平提升
通过引入人工智能技术,航电系统可以更加智能地处理各种任务,减轻飞行员的工作负 担。
THANKS
谢谢您的观看
功能
航电系统的主要功能是保障飞机的安 全、导航、通讯和任务执行,为机组 人员和乘客提供必要的飞行信息和服 务。
航电系统的重要性
1 2 3
安全保障
航电系统是飞机安全运行的关键组成部分,它能 够提供准确的导航、通讯和飞行控制等功能,保 障飞机的安全和稳定。
飞行效率
航电系统能够提高飞行效率,通过精确的导航和 通讯设备,使飞机能够更快、更准确地到达目的 地。
航电系统的技术特点
高集成度
航电系统采用先进的模块化设计,将 多种航空电子设备高度集成在一起, 实现功能的整合和优化。

航电系统简介ppt课件

航电系统简介ppt课件

网络化:航电系统将实现网络化,实现信息共享和协同作战
绿色环保:航电系统将更加注重节能环保,降低能耗和排放
3
航电系统的应用领域
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
航空领域
飞机导航:提供飞行路线、速度、高度等信息
通信系统:实现飞机与地面、飞机与飞机之间的通信
02
飞行控制:控制飞机的飞行姿态、速度和高度
雷达系统:探测周围环境,提供安全保障
航电系统简介
01.
02.
03.
04.
目录
航电系统的定义与功能
航电系统的发展历程
航电系统的应用领域
航电系统的关键技术
1
航电系统的定义与功能
定义
航电系统:航空电子系统,简称航电系统
01
功能:负责飞机的飞行控制、导航、通信、显示、数据管理等功能
02
组成:包括硬件和软件两部分,硬件包括传感器、处理器、显示器等,软件包括操作系统、应用程序等
电源系统:提供电力支持
2
航电系统的发展历程
早期发展
1910年,飞机首次使用无线电设备进行通信
1920年,飞机开始使用无线电罗盘进行导航
1930年,飞机开始使用自动驾驶仪进行飞行控制
03
1940年,飞机开始使用雷达进行探测和避让障碍物
1950年,飞机开始使用惯性导航系统进行导航
现代发展
20世纪80年代:航电系统开始广泛应用于民航飞机
电子战系统:对抗敌方电子干扰和攻击
05
航空电子设备:集成各种电子设备,提高飞机性能
航天领域
卫星通信:卫星通信系统,如卫星电话、卫星电视等
导航定位:卫星导航系统,如GPS、北斗等
遥感探测:遥感卫星,如气象卫星、资源卫星等

航电体系结构发展历程

航电体系结构发展历程

航电体系结构发展历程1航电体系结构发展历程20世纪40年代至60年代前期,战机的航电设备都有专用的传感器、控制器、显示器和模拟计算机。

设备之间交联较少,基本上相互独立,不存在中心控制计算机。

这是第一代航电结构,称为分立式n。

21、离散式‘3。

1或模拟式结构哺1(Independent/AnalogAvion-ics),代表机型有F一4。

其特点是专用性强、灵活性差、信息交换困难。

20世纪60年代中期,数字计算机开始大量用于机载导航和火控计算,形成控制中心,其他模拟计算子系统比如大气数据系统等通过A/D,D/A转换与之交互。

由于具有中心控制计算机,所以这一时期的航电被称为集中式体系结构[of,代表机型有F一111 D等。

20世纪70年代,集中式结构里的模拟计算机逐渐为数字计算机所取代,形成了功能各自独立的子系统或航电设备,通过1553B多路数据总线交联并与中心计算机进行通信。

这种集中分布式结构[[}l是航空电子数字信息化的结果,实现了信息链后端控制与显示部分的资源共享。

而模块化软件设计技术的使用既降低了研制经费、缩短了研制周期,又增强了系统的可维护性和可扩展性。

代表机型有F一15 ,F一16等。

由于集中式和集中分布式体系结构都处于航电计算机由模拟式向数字式全面过渡阶段,因而大多数研究者倾向于将二者划到一起,统称为联合式〔‘一,],归属第二代航电体系结构。

20世纪80年代,宝石柱计划[[s]刻画了一种新的综合航电结构,提出了模块化、开放式、高容错性和高灵活性等需求。

它以VLSI技术、数字信号处理技术和图像处理技术为基础,通过对射频部件和天线口径的广泛共享,实现了航电各子系统(如雷达、电子战等)的传感器信号和数据的高度综合处理。

代表机型是F-220199。

年以来,综合航空电子随着宝石台计划[[al的开展得到进一步延伸。

它采用开放式体系结构,充分应用商用货架(COTS)产品实现软件和硬件功能单元.使用统一光纤网连接所有功能区,并推动雷达、电子战、CNI等射频部件的综合,整个系统的综合能力较宝石柱计划阶段大为增强,因此又被称为先进综合航空电子[6-7]。

简述航电发展历程

简述航电发展历程

简述航电发展历程
航电发展历程可以追溯到20世纪初,随着飞行器的发展,对
于导航、通信和控制系统的需求也逐渐增加。

以下是航电发展的主要里程碑和阶段:
1. 初期探索阶段:在飞机刚刚问世的时期,航电系统非常简单,主要依靠人工导航和目视导航。

初期的通信系统使用无线电和信号旗进行简单的通讯。

2. 机电一体化阶段:随着飞机的发展,航空电子技术逐渐应用于航空领域。

20世纪20年代,机电一体化技术开始出现,即
利用机械装置结合电子设备来实现导航、通信和控制功能。

3. 关键设备的发展:20世纪30年代和40年代,关键设备如
无线电导航和雷达得到了迅猛发展。

无线电导航系统(如
VOR和ADF)使得航行更为准确,雷达技术则提供了对周围
环境的感知能力。

4. 数字化时代:20世纪70年代后,航电系统逐渐实现了数字
化和自动化。

航空电子设备的功能越来越多样化,包括惯性导航系统、自动驾驶仪和机载计算机等。

5. 基于卫星技术的革新:21世纪初,卫星导航系统(如全球
定位系统GPS)的应用逐渐普及,大大提高了飞行器的定位
和导航精度。

航电系统还包括了机载通信系统,如卫星通信系统和航空移动通信系统,使得飞行器与地面的通信更加便捷和可靠。

总的来说,航电发展经历了从简单机电一体化到数字化和自动化的过程。

随着技术的不断进步,航电系统的功能越来越丰富,能够提供更准确、可靠和安全的导航、通信和控制能力。

航电系统简介演示

航电系统简介演示
飞行控制
航电系统负责飞机与地面控制中心、机场和其他飞机之间的通信联系,确保信息传递的准确性和及时性。
通信管理
军用战斗机航电系统通过雷达、红外、电子侦察等设备,获取敌我双方的位置、速度、姿态等信息,为作战决策提供重要依据。
战场感知
航电系统实现对各类武器的控制,包括导弹、炸弹、火箭弹等,能够准确命中目标并发挥最大作战效果。
航电系统负责提供导航、通信、监视和生命保障等功能,它还支持飞机在各种天气条件下的安全飞行。
发展水平
随着科技的进步,航电系统已经实现了高度集成化和自动化。
要点一
要点二
挑战
然而,随着飞机变得更加复杂,航电系统的维护和故障排除也变得更加困难。此外,由于对飞机安全性的要求不断提高,航电系统的可靠性也面临着越来越大的挑战。
航电系统可以根据其功能分为多个子系统,如导航系统、通信系统、显示系统、控制系统等。
分类
每个子系统都由多个组件组成,如导航系统中包括GPS接收机、惯性测量单元、地图显示计算机等。通信系统中包括无线电收发机、语音记录仪等。显示系统中包括主飞行显示器、导航显示器等。控制系统中包括自动驾驶仪、飞行控制计算机等。
紧急信号
03
CHAPTER
航电系统的技术基础
现代航电系统采用高度综合化的系统架构,将多种航电功能集成于一个核心处理单元,如多功能处理器或航空电子计算机。
航电系统的硬件设备包括多种传感器、数据链路设备、接口控制设备等,用于获取和处理飞行数据、控制飞行状态以及与飞行员进行交互。
硬件设备
综合化系统架构
THANKS
感谢您的观看。
航电系统的软件是系统的核心,负责数据处理、控制和监视飞行状态。
系统软件
航电系统能够获取和处理大量飞行数据,包括导航信息、飞行状态、气象数据等,为飞行员提供准确、实时的飞行信息。

简述航电发展历程

简述航电发展历程

简述航电发展历程航空电子技术是指将电子技术应用于航空领域的一门学科。

航空电子技术的发展历程可以追溯到上世纪20年代。

以下是航电发展历程的简述。

20世纪20年代初,航空器的电子设备还相对简单,主要是用于通信和导航。

随着航空工业的发展,航电设备得到了迅速的提高。

无线电通信和方向发射器的出现,为飞行员提供了一种更加便捷可靠的通信方式。

30年代,航空电子技术得到了进一步的发展。

雷达技术的出现,为飞行员提供了强大的目标侦测与识别能力。

磁罗盘、无线电高度仪等导航设备也得到了改进,提高了飞行员的导航精度和飞行安全性。

40年代,随着飞机的机载设备的不断增加,航空电子技术也得到了长足发展。

飞行数据记录器、自动驾驶仪、着陆仪等仪表设备的出现,大大提高了飞行员的飞行操作和机动性能。

同期电传飞行操纵技术的发展,使得飞机的操控更加精准和灵敏。

50年代,航空电子技术进一步发展,飞机开始配备雷达高度表、垂直速度表、空速表等仪表设备。

同时,计算机、航向修正系统等航电设备的引入,使得飞行员在飞行时能够更多地依赖电子设备,提高飞行的安全性和可靠性。

70年代,随着半导体技术的成熟和微电子技术的发展,航空电子技术进入了一个全新的阶段。

飞行控制计算机的引入,使得飞机的航向、高度、速度等参数能够实时进行计算,并通过自动驾驶仪进行控制。

各种传感器的应用,使得飞机的自动化程度大大提高。

80年代以后,随着全球定位系统(GPS)技术的普及和应用,航电技术得到了进一步的突破。

飞机配备的导航设备更加精准和可靠,同时飞行员也可以通过GPS定位系统随时掌握飞机的位置和航向。

飞行数据记录器也得到了新的发展,能够实现更加准确和全面的数据记录和分析。

今天,航电技术已经成为现代航空领域不可或缺的一部分。

飞机上的航电设备越来越先进,包括惯导系统、电子地图显示系统、人机界面等。

这些设备大大提高了飞行员的操控能力,使得飞行更加安全、高效和舒适。

综上所述,航电技术经过了近一个世纪的发展,从最初的无线电通信和导航设备到今天的先进航电设备,航空电子技术已经成为现代航空领域不可或缺的一部分。

航电系统竞争发展趋势分析

航电系统竞争发展趋势分析

航电系统竞争发展趋势分析一、航空电子系统简介航空电子系统(简称“航电系统”)是20世纪初随着计算机技术的突起而诞生, 统指具有各种功能的计算机系统的综合集合体, 是飞机最重要的组成部分之一, 负责显示、传递、控制飞机的正常运转.在军用飞机上, 航空电子系统的性能和技术水准直接决定和影响飞机的整体性能和作战能力, 该系统利用电子、控制和信息等技术, 将飞机、武器、战场网络与驾驶员有机地综合起来, 最大限度提高和发挥作战效能, 形成在信息环境下的联合作战能力. 在民用飞机上, 航空电子系统确保了飞机更加安全和高效地飞行, 其性能直接决定了现代民用飞机的综合性能、先进性、市场竞争力、旅客舒适度及客户美誉度.二、航电系统主要构成军民用飞机通用的航电系统主要包括通信系统、导航系统、显示系统、飞行控制系统、气象雷达及飞机管理系统等. 军用飞机的航电系统还包括军用通信系统、火控雷达、声纳、光电系统以及电子预警等系统. 相比于民机航电系统, 军用飞机航电系统的技术要求更高, 系统也更为复杂, 占飞机总成本的比例要显著高于民机航电系统.三、航电系统发展历程从20世纪初至今, 航空电子系统的发展经过了四个阶段, 从最初分立式航电系统结构(20世纪40~50年代), 到集中式航电系统结构(20世纪60~70年代), 再到综合式航电系统结构(20世纪80~90年代), 最后发展到当前的高度综合式航电系统结构(21世纪以来).飞机航电系统发展历程四、航电系统竞争当前中国军机航电系统主要供应商包括中航电子、公司体外的航电板块(即原航电系统公司)和中国电子科技集团有限公司(简称“中国电科”). 航电系统公司(现机载系统公司)从事航电业务的主要以公司受托管理的5家研究所(1.2.2节)为主. 中国电子科技集团也具有非常雄厚的技术实力, 两者竞争激烈.在民机航电系统领域, 目前主要由国外厂商占据主导地位, 如霍尼韦尔、罗克韦尔柯林斯、泰雷兹等知名公司, 国内单位参与程度有限. 中航电子是中国C919大型客机重要航电子系统供应商, 未来在民机领域具有较大的发展潜力.中国航电市场主要竞争者情况中航电子下属两家子公司直接参与到C919的研制中, 子公司凯天电子直接参与大气数据加温控制器的研制工作, 上航电器承担了独立研制和批量交付C919控制板组件与调光控制系统和集成断路器板两个工作包的任务. 此外公司体外航电板块的成员单位也通过与国外航电巨头合资的的方式承担C919的部分研制工作. 航空工业集团及中航电子受托管理单位分别与通用电气、派克宇航集团、柯林斯、泰雷兹等合资成立子公司昂际航电、鹏翔飞控和中航雷华柯林斯, 业务涉及核心航电系统、显示系统、机载维护系统、飞行作动以及综合监视系统. 615所于2017年6月与泰雷兹签署合资经营企业合同, 拟成立合资公司, 为C919提供航空电子系统. 同处航电领域的中国电子科技集团也通过下属的航空电子有限公司与柯林斯和泰雷兹合资成立合资公司, 参与通信导航系统和客舱娱乐系统, 中航电子、中航电子体外的航电板块以及中国电科在C919的研制中形成区别化竞争.1、中国电子科技集团有限公司中国电子科技集团有限公司旗下有47家优质研究所及海康威视、华东电脑、太极股份、国睿科技、四创电子、卫士通、杰赛科技、凤凰光学等8家上市公司, 是国内唯一覆盖电子信息全领域、同时为各军兵种全方位提供信息化武器装备、为我军各种型号的装备提供各类关键元器件的企业集团. 旗下中电科航空电子有限公司, 是专门从事机载航电系统、分系统、设备以及相关地面系统与设备软硬件的设计、开发、集成、生产、销售、维修和服务的高科技企业. 以国内控股、国际合作的方式, 下辖成都华太航空科技有限公司、中电科泰雷兹航空电子有限公司、中电科柯林斯航空电子有限公司、中电科航空投资发展(四川)有限公司等下属公司, 引进国外先进技术, 技术基础雄厚.在军品领域, 中国电科旗下的雷达/探测、指挥、光学、计算机等多家科研院所业务与中航电子现有业务有所重合, 双方在军用航电系统方面存在实质性竞争关系.在民品领域, 中国电科与中航电子业务存在竞争但各有侧重. 中国电科的产品覆盖面更广, 涉及电子信息全领域, 下属的中电科航空电子有限公司, 业务重点在民用航空电子方向, 并且与国外各公司合资合作, 研发实力雄厚. 以C919为例, 中国电科集团承担了通信导航系统、数据链系统、客舱核心系统、机载娱乐系统、信息系统的研制任务, 合资公司中电科柯林斯为其提供通信导航系统.2、霍尼韦尔霍尼韦尔国际公司(HoneywellInternational)由美国联信公司及霍尼韦尔公司合并而成, 是在多元化技术和制造业方面占世界领导地位的跨国公司. 公司营业收入从2013年的390.55亿美元增加到2018年的418.02亿美元, 年均复合增速1.37%;归母净利润从2013年的39.24亿美元增加到2018年的67.65亿美元, 年均复合增速11.51%. 2017年公司归母净利润16.55亿美元, 主要由于所得税从2016年的16.01亿美元大幅增加至52.04亿美元, 对归母净利润造成显著影响.霍尼韦尔公司的主营业务涉及航空产品及服务、住宅及楼宇控制和工业控制技术、自动化产品、特种化学、纤维、塑料、电子和先进材料、以及交通和动力系统及产品等领域, 按照公司2018年报的统计口径, 可以分为航空航天、家庭和建筑技术、性能材料与技术、安全和生产解决方案四个业务板块, 其中航空航天板块与中航电子的主营业务具有一定可比性, 霍尼韦尔的航空航天业务主要为飞机、汽车提供产品、软件和服务, 包括辅助动力装置、推进发动机、环境控制系统、无线连接服务、电力系统、发动机控制、飞行安全、通信、导航硬件和软件、雷达和监视系统、飞机照明、管理和技术服务、先进系统和仪器、卫星和空间部件、飞机车轮和制动器、修理和检修服务、涡轮增压器和热系统.2013-2018年霍尼韦尔公司营收及同比增速2018年霍尼韦尔公司分业务板块营收及占比3、罗克韦尔·柯林斯罗克韦尔˙柯林斯公司(RockwellCollins)创立于1933年, 是一家全球性的、为各政府部门和商业客户提供广泛应用的航空电子和通讯产品的公司, 在行业处于领先地位. 公司业务分成四个部门:内部系统、商业系统、政府系统和信息管理服务. 具体而言, 公司的内部系统业务主要是为商用飞机和公务航空客户生产机舱内饰产品;商用系统部门为世界各地的客户提供航空电子系统、产品和服务;政府系统为包括美国国防部和各国国防部、其他政府机构以及各国国防承包商在内的客户提供广泛的电子产品、系统和服务;信息管理服务部分主要是为世界各地的客户提供通信服务、集成系统和安全方案. 2013年至2018年, 公司营业收入从46.10亿美元增加到86.65亿美元, 年均复合增速13.45%;归母净利润从6.32亿美元增加到10.32亿美元, 年均复合增速10.30%. 2018年11月27日, 联合技术公司(UnitedTechnologiesCorporation)宣布完成对罗克韦尔·柯林斯的收购(包含债务), 此次收购交易总额达300亿美元, 是航空史上最大的收购案. 收购完成后, 罗克韦尔·柯林斯与UTC的航空系统业务合并, 组成柯林斯航空系统, 提供航空产业的电气、机械和零部件解决方案.2013-2018年罗克韦尔·柯林斯营收及同比增速2018年罗克韦尔·柯林斯分业务板块营收及占比4、泰雷兹泰雷兹(Thales)是一家为政府和私营部门客户的安全需求提供集成解决方案和设备的企业, 其业务涉及航空、航天、运输、国防和安全市场等领域. 2013年至2017年, 公司营业收入从196.00亿美元下降到179.46亿美元, 年均复合增速-0.96%, 归母净利润从7.92亿美元增加到9.81亿美元, 年均复合增速5.50%.按照下游客户不同, 公司产品可以分成航空航天、国防和安全、运输三大类. 泰雷兹的航空航天业务主要进行机载系统研发并提供解决方案和服务, 主要客户为飞机制造商、航空公司、卫星运营商及部分政府机构;运输部分业务主要是为地面运输基础设施运营者的民用客户群开发系统和服务;国防与安全业务主要服务于政府国防客户群, 为武装部队和安全部队提供装备、系统与服务并进行网络和基础设施的保护, 2017年这三项业务分别占营业收入的38%、51%、11%. 与中航电子相比, 泰雷兹的产品技术成熟, 市场占有率较高, 尤其在亚洲市场.泰雷兹公司分业务板块营收及占比对比来看, 霍尼韦尔国际公司2018财年实现营业收入418.02亿美元, 按照销售区域划分, 美国、欧洲、其他地区市场的营业收入分别为238.41亿美元、100.66亿美元、78.95亿美元, 占比分别为57.03%、24.08%、18.89%. 罗克韦尔·柯林斯2018财年实现营收86.65亿美元, 其中美国市场的营业收入为46.66亿美元, 国际市场的营业收入为39.99亿美元, 分别占比53.85%、46.15%. 泰雷兹2017财年实现营业收入179.46亿美元, 其中欧洲市场、美国与加拿大市场、澳大利亚与新西兰市场的占比分别为54.28%、10.00%、4.24%, 其余部分来自于包括亚洲与中东在内的新兴市场. 中航电子2018年实现营业收入76.43亿元, 仅为霍尼韦尔的2.68%, 罗克韦尔·柯林斯的12.78%, 且几乎全部来自于中国市场.中航电子与国外三家航电巨头均为上市公司, 截至2018年5月24日, 中航电子市值257亿元, 大约仅为霍尼韦尔的3.22%.2013年1月1日到2019年05月24日, 道琼斯指数上涨84.59%, 霍尼韦尔上涨163.06%, 罗克韦尔·柯林斯上涨139.54%, 泰雷兹上涨273.83%, 三家公司均跑赢了道琼斯指数. 相比来看, 上证综指上涨21.25%, 中航电子下跌34.88%, 跑输A股大盘指数.霍尼韦尔、罗克韦尔柯林斯、泰雷兹、道琼斯指数、中航电子及上证综指走势。

航空电子系统发展史

航空电子系统发展史

➢全机统一调 度和管理
➢模块化软件

设计

➢降低研制经



➢便于功能扩

联合式
➢系统结构层 次化
➢功能模块标 准化
➢数据总线高 速化
➢容错性强、 易扩展
综合化
‹#›
先进综合
➢开放式结构 ➢统一电子网络 ➢标准通用模块 ➢可重用软件 ➢信息安全保障
发展与联系
联合式航空电子系统
‹#›
提出:20世纪70年代初美国

实验室提出“宝石柱”计划,
以解决联合式系统的一些局
探测器A
限性
通用
数据
处理
结构:由通用的数据处理机


组成航空电子系统核心处理
探测器N
系统,,把系统综合层从显示
控制推到数据信息处理
‹#›
综合
通用
显示
数据
(HUD)
处理
(HDD)

综合
控制
发展与联系
综合式航空电子系统
‹#›
综合化 提高
传输速 率加快
目录
Contents
一 航空电子系统数据总线的发展 二 航空电子系统发展与联系

综合化航空数据总线的发展
1、联合式航空电子系统 2、综合化航空电子结构 3、先进综合化航空电子结构
联合式航空 电子系统
联合式航空电子系统内部总线
数据总线
ARINC 429
美国无线电公司制 订的一种串行标准 ,为单向总线设计
综合 化
蒙 皮
发展历史
在过去的40多年中,航空电子系统已 从单功能子系统的松散组合发展到物 理上和功能上都高度综合的信息密集 的整体,功能的综合不断从飞机的中 心(座舱)像飞机蒙皮(天线)发展

航空电子系统发展历程及特点

航空电子系统发展历程及特点
3
1.2 航电技术与系统结构的发展
综合航空电子技术发展至今,基本上经历了分立、 联合、综合到高度综合这4个阶段:航空电子系统结构 亦是如此,同样经历了分立式、联合式、综合式和高度 综合式4个阶段。 第一代航空电子系统为分立 式结构,20 世纪初到20世纪50 年代是离散式结构阶段,雷达、 通信、导航等设备各自均有专用 且相互独立的天线、射频前端、 处理器和显示器等,采用点对点 连接。
2003年
6464 1288
Northrop& 2003年 Irvine Lite cycles (计划) 2003年
128128
1.7mm(InGaAs) 250Hz,能 4.2mm(HgCdTe) 量未提及 Nd:YAG (InGaAs) MOPA 200Hz 1.56mm 10mJ, 50Hz
22
已报道的进行FLASH激光雷达研究的机构
公司名称 报道时间 单元数 波长(材料) 激光能量 及帧率
Lincoln 1998年 实验室 Lincoln 2001年 实验室 Lockheed 2001年 Raytheon 2003年
44 3232 88→1 28128 1010 6448 二级 TEC
机载雷达; 航空通信系统(短波、超短波电台,卫星通信设备,短波、 超短波语言保密机,机载数传等); 导航系统(塔康,多普勒自主式导航,无线电定向,着陆系 统和卫星导航等); 自动飞行系统 自动油门系统 敌我识别系统; 电子自卫系统(雷达告警、红外告警、导弹逼近告警、激光 告警、无源干扰投放器、箔条弹、红外弹、烟幕弹、有源 雷达干扰机、有源红外干扰机等)。
特点: 子系统的相对独立性 全机统一调度和管理 模块化软件设计 降低研制经费 便于维护、更改和 功能扩充

民用客机航电系统体系结构的发展

民用客机航电系统体系结构的发展
构 如 图 2所 示 。
r) 7 7也采用 了 AF X 航 电网络 ,采 用综 合 3B8 D 模 块化 航 电架构 (MA ) I ,采 用综 合 化 的监 视 系统

5 2・
现 代 导航
21 0 0年
用 一个 IS实现 以前需 要多个 L U 来 实现 的监 视 S R
架 构如 图 1所示 。
航空 电子系 统 ,机 载设 备 的综合 化 、智 能化 和 网络 化的程 度不 断提 高 。总结 未来 航 电系统 得发 展趋 势 是 : ( )朝 着 综合 化 、模 块 化 、 数字 信 息化 的方 1 向发展 ;( )采 用 开放 式体 系结 构 ;( )满 足未 来 2 3 新航行 系统 要求 :( )高 可靠性 、高安全 性 设计 , 4 满 足适 航认证 要 求 ;( )系统及 其 设备 升级 更加 容 5 易 ,具 备可扩 展性 等 。 在航 空 电子系 统 发展 中系统 结构 不 断演变 , 因 此 航空 电子 系统 的“ 结构” 为划 时代 的主 要依据 。 成
2 主 要 干 线 飞 机 的 体 系 结构
航 空 电子 系统 构架 经历 了第 一代 分立式 、第二 代联合 式 、第三 代综 合式 、第 四代 高度综 合化 航空
机 内通 话 、导航 、监 视与 告警 等功 能 。其 中通讯 、 导航 、监视 子系 统又 构成 了航 电系 统 的核心 。 从 简 单的机 械仪 表 ,到 以 A NC 2 R1 4 9为主 总线 的传统 数字 航 电系统 ,再到 以 AR NC 2 I 6 9为主 总线
ari e r h tc u e I f d u h e e o m e tte d o r e cv lari e r h t c r y c mp rs n a d a a y i, h n ma e i n ra c i t r . t i s o tt e d v l p n r n f l g i i il ra c i t e b o a io n n l s t e k l e n a n eu s g o o e c e c ep Ch n oe t b ih a a t ea i n c y tm r h tc r ep o e s f i i a r n r e e o me t o d f rd f i n y t h l i at sa l d p i v o i ss se a c i t e i t r c s v l il e v l p n . i o s v eu nh o c i d

航电系统发展概述

航电系统发展概述

一航空电子系统的组成:1,各种机载信息采集设备2,信息处理设备3,信息管理和显示控制设备4,相关的软件二航电系统的发展大致可以分为四个阶段1,分立式航空电子系统,代表机型为F-100,F-101,2,联合式航空电子系统,代表机型为F-16C/D3,综合航空电子系统,代表机型为F-22,F-35综合航电系统的结构特点如下:系统按功能区划分采用高度模块化设计采用高速数据总线采用高度综合的座舱显示系统采用大规模软件技术采用先进的传感器并进行多传感器的信息融合实现了系统容错和重构功能4先进综合航空电子系统三航空电子系统的发展方向1智能化电子计算机已成为现代化机载电子设备的核心, 电子计算机的发展已经并将继续不断地改变着机载电子系统的面貌。

当前计算机的发展正面临着重大突破—人工智能计算机的出现。

目前人工智能研究主要集中在专家系统、模式识别系统、机器人等三方面2综合化采用高级复杂软件增扩最佳控制技术以保证容错, 采用标准化部件, 以减少备件、简化维修、降低全寿命费用。

系统的综合能力依赖于先进的技术支援, 其中包括高速数据总线、超高速集成电路(VHSIC)和人工智能等。

3全频谱化现代局部战争表明, 电子战已越演越烈,而电子战的实质就是对电磁频谱的激烈争夺。

由于无线电频段和微波频段已拥挤不堪因此航空电子设备的工作频率正逐渐向毫米波、红外、激光、可见光等领域扩展, 从而使航空电子系统趋于全频谱化。

4隐蔽化在导航系统中采用惯导—全球定位系统组合,惯导—天文导航组合等方案, 构成载机不辐射电磁波的“隐蔽导航系统”。

采取这种组合方式。

”既能保持惯导的近距导航较高的精度又可校正远距飞行中惯导的累积定位误差。

当前正在研制的全地形航空电子系统(T2A)就具有隐蔽导航功能,其核心部件为一个存贮地形三维数据的数据库, 数据库内存有航线中的所有地形的数据,如一些基本点的海拔高度参数、森林、河流、道路、障碍物的信息数据等。

利用该数据库在飞行中能够获得一个不断变化的地形轮廓图。

飞行器的航电系统设计与开发

飞行器的航电系统设计与开发

飞行器的航电系统设计与开发航电系统是飞行器中至关重要的组成部分,它负责飞行器的导航、通信、仪表显示和控制等功能。

本文将讨论飞行器的航电系统的设计与开发,探讨其关键技术和发展趋势。

一、航电系统的概述航电系统是指飞行器中用于导航、通信和仪器显示的电子设备和系统。

它包括传感器、控制器和显示器等组成部分。

航电系统的设计目标是提供精确可靠的导航和通信功能,同时确保飞行器的安全和性能。

二、航电系统的关键技术1. 导航系统导航系统是航电系统中的核心部分,它包括惯性导航系统、全球卫星导航系统(GNSS)和地面导航辅助系统等。

惯性导航系统通过加速度计和陀螺仪等传感器测量飞行器的加速度和角速度,进而计算飞行器的位置和速度。

GNSS则利用卫星信号进行位置定位,提供全球范围的导航功能。

地面导航辅助系统通过地面雷达和无线电导航设备等,为飞行器提供精确的导航参考。

2. 通信系统通信系统为飞行器提供与地面和其他飞行器之间的通信功能。

它包括无线电通信和数据链通信等方式。

无线电通信通过无线电频率传输语音和数据信息,保证飞行器与地面的实时联系。

数据链通信则通过数字信号传输大量数据信息,实现高速、可靠的通信。

3. 仪表显示系统仪表显示系统用于将导航和飞行状态等信息以直观、清晰的方式呈现给飞行员。

它包括主飞行仪表、导航仪表和引擎参数仪表等。

主飞行仪表通常采用全彩液晶显示屏,显示航向、速度、高度等关键参数。

导航仪表提供导航和位置信息,帮助飞行员找准飞行航线。

引擎参数仪表显示引擎运行状态和性能参数,确保飞行器在合适的工作范围内运行。

三、航电系统的发展趋势1. 自动化和智能化未来的航电系统趋向于自动化和智能化。

新一代的自主飞行器将具备更强的自主决策和对话能力,可以实现更高级别的自主飞行和自主导航。

2. 高精度和高可靠性航电系统的设计将更加注重精度和可靠性。

新的导航系统将采用更准确的传感器和更稳定的算法,以提供更精确的位置和速度信息。

通信系统将采用高速、抗干扰的通信技术,确保飞行器与地面的畅通无阻。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

一航空电子系统的组成:1,各种机载信息采集设备2,信息处理设备3,信息管理和显示控制设备4,相关的软件二航电系统的发展大致可以分为四个阶段1,分立式航空电子系统,代表机型为F-100,F-101,2,联合式航空电子系统,代表机型为F-16C/D3,综合航空电子系统,代表机型为F-22,F-35综合航电系统的结构特点如下:系统按功能区划分采用高度模块化设计采用高速数据总线采用高度综合的座舱显示系统采用大规模软件技术采用先进的传感器并进行多传感器的信息融合实现了系统容错和重构功能4先进综合航空电子系统三航空电子系统的发展方向1智能化电子计算机已成为现代化机载电子设备的核心, 电子计算机的发展已经并将继续不断地改变着机载电子系统的面貌。

当前计算机的发展正面临着重大突破—人工智能计算机的出现。

目前人工智能研究主要集中在专家系统、模式识别系统、机器人等三方面2综合化采用高级复杂软件增扩最佳控制技术以保证容错, 采用标准化部件, 以减少备件、简化维修、降低全寿命费用。

系统的综合能力依赖于先进的技术支援, 其中包括高速数据总线、超高速集成电路(VHSIC)和人工智能等。

3全频谱化现代局部战争表明, 电子战已越演越烈,而电子战的实质就是对电磁频谱的激烈争夺。

由于无线电频段和微波频段已拥挤不堪因此航空电子设备的工作频率正逐渐向毫米波、红外、激光、可见光等领域扩展, 从而使航空电子系统趋于全频谱化。

4隐蔽化在导航系统中采用惯导—全球定位系统组合,惯导—天文导航组合等方案, 构成载机不辐射电磁波的“隐蔽导航系统”。

采取这种组合方式。

”既能保持惯导的近距导航较高的精度又可校正远距飞行中惯导的累积定位误差。

当前正在研制的全地形航空电子系统(T2A)就具有隐蔽导航功能,其核心部件为一个存贮地形三维数据的数据库, 数据库内存有航线中的所有地形的数据,如一些基本点的海拔高度参数、森林、河流、道路、障碍物的信息数据等。

利用该数据库 在飞行中能够获得一个不断变化的地形轮廓图。

从而, 在其它设备的配合下, 实现“隐蔽导航”。

四航空电子系统的安全技术随着航空电子系统的综合化程度的不断提高,不同级别的任务共享硬件、软件和数据资源,各个模块之间进行相互资源调度和访问,给综合化航空电子系统的安全性和可靠性带来了重大的隐患,主要表现为信息窃听、病毒攻击、非授权访问、非法篡改、故障等。

一下为业界为解决安全问题所提出的部分技术研究。

个人总结:近年来的安全技术应该是基于分区管理、分层防御等技术,主要是在高度综合的航电系统中,由于是分区管理,所以安全性主要集中在不同的安全级别构件间数据传输的安全性。

这应该也是我们软件安全的切入口。

(完全是个人看论文之后的总结,可能错的离谱,别笑话哈)1,Trustable Computing in Next-Generation Avionic Architectures(1992)未来的智能武器中,在更加主张敏感信息的安全性、关键数据的完整性以及系统运行和其他一些关键性能的基础上下一代航空电子计算机将主导很多子系统的行为,对这些性能的维护将有助于保证系统执行的可信度,使其符合规定的策略和完成预期的行为。

2,基于AADL的航空电子系统的安全性分析2009/9AADL(Architecture Analysis and Design Language)是一种描述实时系统的软硬件结构的结构分析与设计的可编程语言。

AADL已广泛应用于航空、机械、电子等领域的系统开发过程。

采用AADL可以建立系统平台相关的结构模型,描述基于ARINC653的综合化航空电子系统的软硬件结构和安全性等关键特性。

AADL将线程、总线、设备等看做是一个可命名的构件。

构件分为硬件构件、软件构件和系统构件三种类型。

硬件构件包括:内存、总线、设备及处理器;软件构件包括:数据、子程序、线程及进程,软件构件通过其属性和硬件关联。

系统构件可以嵌套,软件构件和硬件构件作为系统的子构件包含在系统构件中。

端口是构件的属性,为构件提供数据、事件的输入或输出外部接口,端口按照用途可分为数据端口和事件端口,数据端口用于在构件间传送普通数据,进行日常通信和数据传输,时间端口用于在构件间传送事件请求,向其他构件发送操作命令。

安全性分析的前提条件是:在建立AADL航空电子系统模型时,设计人员根据系统功能,将系统划分成若干个高级别、低级别的安全域,每个安全域由软件构件和硬件构件组成,将相应的安全性级别分配给这些系统构件。

参照SEI和ASSAC提出的安全性分析准则,基于AADL的航电系统安全性分析原则包括:安全性分析原则和机密性分析原则。

安全性分析原则是低安全级别的分区不能驱动高安全级别的分区中的操作,机密性分析原则是敏感信息不会从高安全级别的分区扩散到低安全级别的分区。

如图2所示,基于AADL的航电系统安全性分析过程,首先启动安全性分析工具,通过控制台向安全性分析工具控制台发出“安全分析请求”,启动安全性分析工具,然后解析AADL系统模型安全信息,并建立基于AADL的系统安全性模型,再根据SEI提出的安全性分析准则分析系统的安全性,最后通过问题视图向用户报告。

3,航空电子嵌入式实时操作系统的安全策略(2008/10华东计算技术研究所)本文根据软件的分区管理、分层防御等技术,讨论航空电子嵌入式实时操作系统的安全策略。

分区以及分区的管理和调度是由操作系统来完成的,但是,通用操作系统并不能满足嵌入式系统的强实时性要求,同时由于嵌入式系统中软件的周期性和强实时性,必须研究隔离保护技术的实时算法,才能满足嵌入式应用软件安全平台的要求。

ARINC653规范中为分区的调度规定了一种基于时间窗口的循环调度算法。

分区在主时间框架内执行,必须满足一下3点:(1)一个分区可以占有多个时间窗口(2)允许有空闲时间窗口,即不允许任何一个分区(3)每个分区必须在规定的时间窗口内运行,使当前分区未处于运行状态也不被其他分区所占有。

分区管理要求系统中同时可以运行多个不同类型的应用,同时各个任务在时间上和空间上都是互不影响的,是相互隔离的。

时空隔离技术是时间隔离与存储空间的隔离,是分区管理研究的关键技术,空间的隔离主要包括了应用程序与应用程序的空间保护、应用程序与操作系统间的空间保护和越权访问的防范,时间隔离主要包括应用程序间时间的划分应与应用任务的调度,保证在预定的时间点上启动该应用任务,而不会受到其他因素的影响。

空间隔离技术采用了计算机存储器管理模块的能力,使每个应用程序处于不同的复平面中,,每个复平面被系统映像到不同的物理空间内,每个应用程序的物理空间不会重叠,当程序试图访问其他空间或具有特权级的空间时,安全平台将会截获非法的访问请求。

时间隔离技术以操作系统的时间管理为基础,实现应用软件的时间隔离。

在实际设计中最大限度地使用静态表驱动。

安全平台维护一个主时间框架,在主时间框架内,每个应用程序至少被分配一个时间窗口。

安全平台根据主时间窗口内的时间窗口调度相应的程序,在一个时间窗口内,应用程序按照自己的进程调度策略调度应用进程。

由于每一个应用程序只在自己的时间窗口内执行,不允许越界,如果一个程序在执行过程中出现故障,导致一直占有CPU时间,在该时间窗口结束的地方,系统会强制进行切换,另一方面如果一个应用程序在进程运行超过了分配给他的时间,从而导致时间窗口结束时不能正常结束,系统任将剥夺程序的使用权,强制切换到下一个应用程序,保证了应用程序在时间上的独立性。

对每一个应用程序来说,从时间上来看如同自己独占CPU一样。

为了保证操作系统的数据安全性,使应用程序、系统程序的错误不会蔓延,目前ASAAC规范中对高安全性实时操作系统提出了分层安全防御体系。

其核心思想是:根据应用程序的时间特性和应用程序的空间特性因素,确保系统资源的可用性,最终实现系统的安全考虑。

也就是说,每个任务都有自己的指定时间域和一个确定的存储空间域。

该时间域和空间域是该任务所独有的,其他任务被破坏不会影响该任务的完成。

一个任务的失败不会导致整个系统资源的耗尽,从而导致系统崩溃。

目前,ASAAC规范建议的实时操作系统结构如图3,其包括:(1)3个层次(应用层、操作系统层、模块支持层),包括了航空产品中所有专用软件功能模块。

(2)2个接口(应用操作系统接口、模块操作系统接口)(3)1个管理(通用系统管理)采用软件分层结构可以保障软件的稳定性。

模块支持层将硬件和应用程序分开,封装了底层硬件的细节,并提供对低层次资源通用的、技术独立的访问。

采用软件分层结构来保护软件不受外界变化的影响,模块支持层将硬件和软件分开,模块化航电操作系统层保护应用软件不受传感器硬件的影响。

新的传感器、处理模块或是应用软件用到飞机中,只需对隔离层稍作修改即可。

因此,具有很好的可移植性。

4,综合化航空电子系统中基于可信计算的访问控制模型(2009/11通信学报)本文设计了适合于综合化航空电子系统的基于可信计算的访问控制模型,主要设计思路是在航空电子系统的硬件平台上引入可信架构,并对系统资源和服务的访问进行访问控制,通过增强现有的软件体系结构的安全性来保证整个系统的可用性、可靠性、安全性、如图,分区是综合化航空电子系统的灵魂。

对分区的安全管理是确保综合化航空电子系统可靠性和安全性的核心技术。

分区间的通信是使用虚通道机制。

虚通道机制独立于发送分区和目标分区的物理位置,由系统映射表提供路由信息,使用相应的密码学机制能够保证分区间信息传输的机密性。

可信计算平台(TCM,trusted computing module)指利用可信计算提供的机制与方法,部署了可信计算组织相应的软硬件的计算平台。

真个软件体系架构主要分为三层:底层可信平台模块(TPM,trusted platform module)及其设备驱动、中间层可信软件堆栈(TSS,trusted software stack)和上层提供本地应用的服务层,其中TPM作为信任根,是TCM的核心,如图3,可信计算平台对综合化航空电子系统的安全机制加强主要表现在:从系统启动开始,需要密钥通过TPM实现安全存储,TPM验证系统组件的完整性、文件摘要等安全信息保证任何进程都是可以证明的,并通过信任传递机制保证系统软件来源的可信性。

访问控制的目的是确保系统运行时系统服务和资源的访问权限,在航空电子系统中,每个对系统服务的调用或是系统资源的访问,都需要检查相应的权限。

本文研究了可信的应用分区关键级别划分方法,以及基于BLP模型的应用分区授权模型,一解决应用分区的访问控制问题。

当访问者访问资源或者服务时,根据控制策略和主客体的安全级别来判断是否具有访问权限。

通过TPM模块对航空电子系统中的应用分区分发公钥,并签发公钥和分区身份的绑定凭证,然后当用户提出资源访问请求时,BLP模型的控制实施模块要求分区提交身份绑定凭证,对其提供的凭证进行相应的认证后,根据安全级别和访问控制策略,判断此分区是否具有访问资源的权限。

相关文档
最新文档