一种飞机前舱通信验证系统、方法及存储介质

摘要

本申请实施例公开了一种飞机前舱通信验证系统、方法及存储介质，其中飞机前舱通信验证系统包括：数据源生成模块、信号生成模块和航电设备仿真模块，数据源生成模块，用于利用地面操纵仿真平台驱动模拟飞行软件生成并存储飞行数据，将飞行数据发送给信号生成模块；信号生成模块，用于接收到飞行数据后生成对应的模拟信号，并将模拟信号输出给航电设备仿真模块；航电设备仿真模块的航电设备包括飞行数据接口及管理组件、空中交通服务组件、控制显示单元和无线快速存取记录器，用于与高通量卫星通信网络实时通信。

权利要求

1.一种飞机前舱通信验证系统，其特征在于，包括：数据源生成模块、信号生成模块和航电设备仿真模块，所述数据源生成模块，用于利用地面操纵仿真平台驱动模拟飞行软件生成并存储飞行数据，将所述飞行数据发送给所述信号生成模块；

所述信号生成模块，用于接收到所述飞行数据后生成对应的模拟信号，并将所述模拟信号输出给所述航电设备仿真模块；

所述航电设备仿真模块的航电设备包括飞行数据接口及管理组件、空中交通服务组件、控制显示单元和无线快速存取记录器，用于通过所述飞行数据接口及管理组件接收所述模拟信号，一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件转换成ARINC717数据，传输给所述无线快速存取记录器后通过内置软件实时解析转换成工程值，另一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件的飞机状态监控系统进行相关逻辑计算触发或者在所述控制显示单元操作后生成ACARS报文，通过对所述空中交通服务组件设置使所述无线快速存取记录器连接机载卫星天线单元，最终与高通量卫星通信网络实时通信。

2.根据权利要求1所述的飞机前舱通信验证系统，其特征在于，

所述飞行数据接口及管理组件用于获取、采集和处理飞机参数，收集飞机离散和ARINC 

429 DITS数据总线输入，并输出至数字飞行数据记录器，以及输出所述数字飞行数据记录器的数据到所述无线快速存取记录器；

所述空中交通服务组件用于提供数据链主机平台、路由器和空中交通控制应用程序以进行数据链通信，并进行数据链路介质的管理；

所述控制显示单元用于插入系统控制参数，飞行计划以及显示飞行进度和飞机性能的信息；

所述无线快速存取记录器用于把所述飞行数据存储到内置的固态闪存PCMCIA PC卡介质中，连接宽带卫星通信设备，以及将连接在所述无线快速存取记录器的所述航电设备仿真模块的各种航电设备的数据通过WAP与电子飞行包进行互联。

3.根据权利要求1所述的飞机前舱通信验证系统，其特征在于，所述数据源生成模块包括：模拟座舱、飞行仿真系统、操纵系统、显示系统和/或计算机系统，所述模拟座舱为飞行模拟器地面仿真操纵平台，包括顶板、前面板、后电子面板、主仪表板、座舱设备、中央操作台和/或座椅；

所述飞行仿真系统具备飞机飞行时视景、天气和声音仿真飞行环境，并通过以太网与其他各系统计算机之间进行数据交互，以提供飞行状态、飞行仪表和飞行操作的所述飞行数据；

所述操纵系统包括操纵杆、脚蹬、油门控制台、前轮转弯操纵手柄、起落架手柄和/或停留刹车手柄，用于模拟驾驶舱内飞行员的飞行驾驶操纵，同时给所述飞行仿真系统提供舵偏角、襟缝翼偏角、油门杆角度和/或多功能绕流板位置；

所述显示系统用于实时提供所述模拟座舱的外景象，根据真实地景数据库，读取相关地景及模型数据，实时渲染图像，将图像转化为视频信号，在屏幕上生成连续的图像；

所述计算机系统用于通过飞行仿真软件模拟不同天气和时间的飞行状态。

4.根据权利要求1所述的飞机前舱通信验证系统，其特征在于，

所述信号生成模块用于通过ARINC429总线信号转化器实现基于所述飞行数据生成对应的模拟信号。

5.根据权利要求1所述的飞机前舱通信验证系统，其特征在于，还包括：

机载电源模块，用于控制航电设备的工作状态和在高频和高速卫星链路间切换。

6.根据权利要求1所述的飞机前舱通信验证系统，其特征在于，还包括：

机架，所述机架上配有每个航电设备的专用开关和数据加载接口，所述专用开关用于设备的开启和关闭，所述数据加载接口用于对航电设备的软件进行更新。

7.一种飞机前舱通信验证方法，其特征在于，包括步骤：

通过地面仿真操纵平台根据驾驶员的操纵驱动模拟飞行软件生成不同机型的飞机不同时间和天气下，由不同机场起飞和降落的飞行数据；

通过板卡将所述飞行数据转换成对应的模拟信号，并传输给航电设备仿真模块的航电设备，所述航电设备仿真模块包括飞行数据接口及管理组件、空中交通服务组件、控制显示单元和无线快速存取记录器；

通过所述飞行数据接口及管理组件接收所述模拟信号，将一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件转换成ARINC717数据，传输给所述无线快速存取记录器后通过内置软件实时解析转换成工程值，将另一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件的飞机状态监控系统进行相关逻辑计算触发或者在所述控制显示单元操作后生成ACARS报文，通过对所述空中交通服务组件设置使所述无线快速存取记录器连接机载卫星天线单元，最终与高通量卫星通信网络实时通信。

8.根据权利要求7所述的飞机前舱通信验证方法，其特征在于，所述通过板卡将所述飞行数据转换成对应的模拟信号，并传输给航电设备仿真模块的航电设备包括：首先利用板卡通过USB接口连接到计算机，调用函数使主机的操作系统获得对设备硬件的访问，重置设备之前的硬件配置，配置所需的设备通道；

然后初始化数据，并通过查阅接口控制文件来定义数据，并进行计算机和设备之间的数据交换，最终将所述飞行数据转化为所述模拟信号，传输给所述航电设备仿真模块的航电设备。

9.根据权利要求7所述的飞机前舱通信验证方法，其特征在于，

所述地面仿真操纵平台通过配备Prepar3D V4软件，以模拟真实的飞行环境和支持所述飞行数据的生成、在试验台设备仪表显示和所述飞行数据的输出。

10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被机器执行时实现如权利要求7至9中任一项所述的方法的步骤。

说明书

一种飞机前舱通信验证系统、方法及存储介质

技术领域

[0001] 本申请涉及航空电子技术领域，具体涉及一种飞机前舱通信验证系统、方法及存储介质。

背景技术

[0002] 随着新的机载娱乐/互联飞机(IFE/IFC)客运服务的推出和未来对空中交通管理(ATM)环境的空中交通流量增长的预测，航空业迄今对卫星系统作为空地通信的补充手段表现出极大的兴趣，飞机通过机背上的天线与空中的通信卫星与地面互联，即为卫星通信(SATCOM)技术。目前的机载卫星通信波段主要为L波段、Ku波段、Ka波段等。其中L波段通信卫星的频段主要在1GHz 2GHz之间，但由于卫星资源有限，仅适用于语音链路等对带宽要求~较少的通信业务，Ku波段卫星通信的频段则主要位于10GHz 20GHz之间，其业务开始于2001~
年，由波音公司率先推出，用于为乘客提供机上互联网服务，其优势在于卫星资源丰富、地面设施完善、机载设备较为成熟，是现有主流的机载卫星通信方式。但由于Ku波段卫星带宽资源有限，无法满足机队的大规模使用且成本较高，而Ka波段通信卫星作为一种主要的高通量卫星，它的频段则位于26GHz‑40GHz之间，其有着轨位丰富、终端尺寸小、传输速率高、频率资源丰富的特点，因此以Ka波段通信卫星为代表的高通量通信卫星的数据连接方式，连接更为稳定，传输速率更高，对于航空公司而言有着更高的经济价值，是未来卫星通信的主要发展方向。而现有的高通量卫星通信方式主要用于为乘客提供机上互联网服务，对于前舱而言，现有的通信方式仍主要通过高频(HF)、甚高频（VHF）、L波段卫星等进行前舱语音及数据通信，带宽狭窄，飞机在飞行过程中会产生以GB为单位的数据，尤其是新型飞机，其每次起落产生的数据甚至超过100GB，以现有的机上互联方式，不能满足工业4.0时代背景下，对“数字飞机”的前舱智能化应用的需求，

[0003] 因此通过高通量通信卫星，将后舱宽带IFC服务作为后补的前舱通信方式，通过机载系统，将飞行数据实时共享，帮助航空公司实时监视飞机的运行状况，是现有国内卫星终端及运营公司、民航局等单位所谋求的智慧飞机的解决方案。

[0004] 为实现这一目标，需要一种基于高通量卫星的前舱数据通信验证平台，以实现对于基于高通量卫星的前舱数据通信链路的可行性验证、测试以及可能出现故障分析工作。

发明内容

[0005] 本申请实施例的目的在于提供一种飞机前舱通信验证系统、方法及存储介质，用以解决现有技术中需要一种基于高通量卫星的前舱数据通信验证平台，以实现对于基于高通量卫星的前舱数据通信链路的可行性验证、测试以及可能出现故障分析工作的问题。

[0006] 为实现上述目的，本申请实施例提供一种飞机前舱通信验证系统，包括：数据源生成模块、信号生成模块和航电设备仿真模块，

[0007] 所述数据源生成模块，用于利用地面操纵仿真平台驱动模拟飞行软件生成并存储飞行数据，将所述飞行数据发送给所述信号生成模块；

[0008] 所述信号生成模块，用于接收到所述飞行数据后生成对应的模拟信号，并将所述模拟信号输出给所述航电设备仿真模块；

[0009] 所述航电设备仿真模块的航电设备包括飞行数据接口及管理组件、空中交通服务组件、控制显示单元和无线快速存取记录器，用于通过所述飞行数据接口及管理组件接收所述模拟信号，一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件转换成ARINC717数据，传输给所述无线快速存取记录器后通过内置软件实时解析转换成工程值，另一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件的飞机状态监控系统进行相关逻辑计算触发或者在所述控制显示单元操作后生成ACARS报文，通过对所述空中交通服务组件设置使所述无线快速存取记录器连接机载卫星天线单元，最终与高通量卫星通信网络实时通信。

[0010] 可选地，所述飞行数据接口及管理组件用于获取、采集和处理飞机参数，收集飞机离散和ARINC 429 DITS数据总线输入，并输出至数字飞行数据记录器，以及输出所述数字飞行数据记录器的数据到所述无线快速存取记录器；

[0011] 所述空中交通服务组件用于提供数据链主机平台、路由器和空中交通控制应用程序以进行数据链通信，并可以进行数据链路介质的管理；

[0012] 所述控制显示单元用于插入系统控制参数，飞行计划以及显示飞行进度和飞机性能的信息；

[0013] 所述无线快速存取记录器用于把所述飞行数据存储到内置的固态闪存PCMCIA PC卡介质中，连接宽带卫星通信设备，以及将连接在所述无线快速存取记录器的所述航电设备仿真模块的各种航电设备的数据通过WAP与电子飞行包进行互联。

[0014] 可选地，所述数据源生成模块包括：模拟座舱、飞行仿真系统、操纵系统、显示系统和/或计算机系统，

[0015] 所述模拟座舱为飞行模拟器地面仿真操纵平台，包括顶板、前面板、后电子面板、主仪表板、座舱设备、中央操作台和/或座椅；

[0016] 所述飞行仿真系统具备飞机飞行时视景、天气和声音等仿真飞行环境，并通过以太网与其他各系统计算机之间进行数据交互，以提供飞行状态、飞行仪表和飞行操作的所述飞行数据；

[0017] 所述操纵系统包括操纵杆、脚蹬、油门控制台、前轮转弯操纵手柄、起落架手柄和/或停留刹车手柄，用于模拟驾驶舱内飞行员的飞行驾驶操纵，同时给所述飞行仿真系统提供舵偏角、襟缝翼偏角、油门杆角度和/或多功能绕流板位置；

[0018] 所述显示系统用于实时提供所述模拟座舱的外景象，根据真实地景数据库，读取相关地景及模型数据，实时渲染图像，将图像转化为视频信号，在屏幕上生成连续的图像；

[0019] 所述计算机系统用于通过飞行仿真软件模拟不同天气和时间的飞行状态。

[0020] 可选地，所述信号生成模块用于通过ARINC429总线信号转化器实现基于所述飞行数据生成对应的模拟信号。

[0021] 可选地，还包括：

[0022] 机载电源模块，用于控制航电设备的工作状态和在高频和高速卫星链路间切换。

[0023] 可选地，还包括：

[0024] 机架，所述机架上配有每个航电设备的专用开关和数据加载接口，所述专用开关用于设备的开启和关闭，所述数据加载接口用于对航电设备的软件进行更新。

[0025] 为实现上述目的，本申请还提供一种飞机前舱通信验证方法，包括步骤：通过地面仿真操纵平台根据驾驶员的操纵驱动模拟飞行软件生成不同机型的飞机不同时间和天气下，由不同机场起飞和降落的飞行数据；

[0026] 通过板卡将所述飞行数据转换成对应的模拟信号，并传输给航电设备仿真模块的航电设备，所述航电设备仿真模块包括飞行数据接口及管理组件、空中交通服务组件、控制显示单元和无线快速存取记录器；

[0027] 通过所述飞行数据接口及管理组件接收所述模拟信号，将一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件转换成ARINC717数据，传输给所述无线快速存取记录器后通过内置软件实时解析转换成工程值，将另一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件的飞机状态监控系统进行相关逻辑计算触发或者在所述控制显示单元操作后生成ACARS报文，通过对所述空中交通服务组件设置使所述无线快速存取记录器连接机载卫星天线单元，最终与高通量卫星通信网络实时通信。

[0028] 可选地，所述通过板卡将所述飞行数据转换成对应的模拟信号，并传输给航电设备仿真模块的航电设备包括：

[0029] 首先利用板卡通过USB接口连接到计算机，调用函数使主机的操作系统获得对设备硬件的访问，重置设备之前的硬件配置，配置所需的设备通道；

[0030] 然后初始化数据，并通过查阅接口控制文件来定义数据，并进行计算机和设备之间的数据交换，最终将所述飞行数据转化为所述模拟信号，传输给所述航电设备仿真模块的航电设备。

[0031] 可选地，所述地面仿真操纵平台通过配备Prepar3D V4软件，以模拟真实的飞行环境和支持所述飞行数据的生成、在试验台设备仪表显示和所述飞行数据的输出。

[0032] 为实现上述目的，本申请还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中所述计算机程序被机器执行时实现如上所述的方法的步骤。

[0033] 本申请实施例具有如下优点：

[0034] 本申请实施例提供一种飞机前舱通信验证系统，包括：数据源生成模块、信号生成模块和航电设备仿真模块，所述数据源生成模块，用于利用地面操纵仿真平台驱动模拟飞行软件生成并存储飞行数据，将所述飞行数据发送给所述信号生成模块；所述信号生成模块，用于接收到所述飞行数据后生成对应的模拟信号，并将所述模拟信号输出给所述航电设备仿真模块；所述航电设备仿真模块的航电设备包括飞行数据接口及管理组件、空中交通服务组件、控制显示单元和无线快速存取记录器，用于通过所述飞行数据接口及管理组件接收所述模拟信号，一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件转换成ARINC717数据，传输给所述无线快速存取记录器后通过内置软件实时解析转换成工程值，另一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件的飞机状态监控系统进行相关逻辑计算触发或者在所述控制显示单元操作后生成ACARS报文，通过对所述空中交通服务组件设置使所述无线快速存取记录器连接机载卫星天线单元，最终与高通量卫星通信网络实时通信。

[0035] 通过上述系统，通过飞行模拟器、快速存取记录器(WQAR)、多功能控制显示单元(MCDU)、飞行数据接口及管理组件（FDIMU）、空中交通服务组件（ATSU）等航电设备，构建出基于高通量卫星的前舱数据通信验证平台，参照飞行员操作程序，在飞行模拟器上，模拟飞行员在飞行过程中的驾驶操作，并将所产生的飞行参数存储在WQAR中，最终通过无线接入点将飞行数据通过天线与高通量卫星进行实时通信，实现对于基于高通量卫星的前舱数据通信链路的可行性验证、测试以及可能出现故障分析工作。

附图说明

[0036] 为了更清楚地说明本申请的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

[0037] 图1为本申请实施例提供的一种飞机前舱通信验证系统的模块框图；

[0038] 图2为本申请实施例提供的一种飞机前舱通信验证系统的整体技术架构图；

[0039] 图3为本申请实施例提供的一种飞机前舱通信验证方法的流程图。

具体实施方式

[0040] 以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0041] 此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0042] 本申请一实施例提供一种飞机前舱通信验证系统，参考图1，图1为本申请的一实施方式中提供的一种飞机前舱通信验证系统的模块框图，应当理解的是，该系统还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本申请的范围在此方面不受限制。

[0043] 本申请提供的验证系统平台主要分为三大模块：数据源生成模块101、信号生成模块102、航电设备仿真模块103。

[0044] 所述数据源生成模块101，用于利用地面操纵仿真平台驱动模拟飞行软件生成并存储飞行数据，将所述飞行数据发送给所述信号生成模块102。

[0045] 具体地，在一些实施例中，通过数据源生成模块101，利用空客A320地面仿真操纵平台驱动模拟飞行软件生成并存储飞行数据。

[0046] 在一些实施例中，所述数据源生成模块101包括：模拟座舱、飞行仿真系统、操纵系统、显示系统和/或计算机系统，

[0047] 所述模拟座舱为飞行模拟器地面仿真操纵平台，包括顶板、前面板、后电子面板、主仪表板、座舱设备、中央操作台和/或座椅；

[0048] 所述飞行仿真系统具备飞机飞行时视景、天气和声音等仿真飞行环境，并通过以太网与其他各系统计算机之间进行数据交互，以提供飞行状态、飞行仪表和飞行操作的所述飞行数据；

[0049] 所述操纵系统包括操纵杆、脚蹬、油门控制台、前轮转弯操纵手柄、起落架手柄和/或停留刹车手柄，用于模拟驾驶舱内飞行员的飞行驾驶操纵，同时给所述飞行仿真系统提供舵偏角、襟缝翼偏角、油门杆角度和/或多功能绕流板位置；

[0050] 所述显示系统用于实时提供所述模拟座舱的外景象，根据真实地景数据库，读取相关地景及模型数据，实时渲染图像，将图像转化为视频信号，在屏幕上生成连续的图像；

[0051] 所述计算机系统用于通过飞行仿真软件模拟不同天气和时间的飞行状态。

[0052] 具体地，模拟座舱，是空客A320飞行模拟器地面仿真操纵平台，其是根据真实A320飞机驾驶舱进行的1:1还原，具备A320飞机的地面和空中特性。完整的顶板功能、完整的前面板、后电子面板功能、主仪表板、座舱设备、中央操作台、座椅等部件。

[0053] 飞行仿真系统，具备飞机飞行时视景、天气和声音等仿真飞行环境，并通过以太网与其他各系统计算机之间进行数据交互，以为其他系统提供飞行状态、飞行仪表和飞行操作的数据。

[0054] 操纵系统，通过空客A320飞行模拟器的操纵系统模拟驾驶舱内飞行员的飞行驾驶操纵，同时负责给飞行仿真系统提供舵偏角、襟缝翼偏角、油门杆角度、多功能绕流板位置等状态。操纵系统包括座舱内可见的操纵杆、脚蹬、油门控制台、前轮转弯操纵手柄、起落架手柄、停留刹车手柄等。可实现包括但不限于以下操作：地面滑行、起飞、爬升、巡航、下降、进行、着陆、飞机启停，目视飞行、仪表飞行、特殊气候下的飞行、自动驾驶飞行、导航飞行等。

[0055] 显示系统，实时提供模拟座舱外景象，根据真实地景数据库，读取相关地景及模型数据，实时渲染图像，将图像转化为视频信号发送到显示系统，在屏幕上生成真实、连续的图像。显示系统可选择电视显示或投影显示两种方式。

[0056] 计算机系统：通过飞行仿真软件模拟不同天气和时间的飞行状态。

[0057] 所述信号生成模块102，用于接收到所述飞行数据后生成对应的模拟信号，并将所述模拟信号输出给所述航电设备仿真模块103。

[0058] 在一些实施例中，所述信号生成模块102用于通过ARINC429总线信号转化器实现基于所述飞行数据生成对应的模拟信号。

[0059] 具体地，信号生成模块102接收到模拟飞行数据后利用板卡和板卡上的API实现ARINC429总线信号生成模拟信号，并将模拟信号输出。ARINC429是美国航空工程委员会提出并颁布的机载电子设备间数据传输规范标准。协议标准规定了航空电子设备和相关系统之间的数字信息传输要求。ARINC429总线采用双绞线屏蔽线以串行方式单向传输数字数据信息，传输速度分低速传输和高速传输两种，其中低速传输速率为12‑14.5kb/s,高速传输速率为100kb/s。

[0060] 所述航电设备仿真模块103的航电设备包括飞行数据接口及管理组件、空中交通服务组件、控制显示单元和无线快速存取记录器，用于通过所述飞行数据接口及管理组件接收所述模拟信号，一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件转换成ARINC717数据，传输给所述无线快速存取记录器后通过内置软件实时解析转换成工程值，另一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件的飞机状态监控系统进行相关逻辑计算触发或者在所述控制显示单元操作后生成ACARS报文，通过对所述空中交通服务组件设置使所述无线快速存取记录器连接机载卫星天线单元，最终与高通量卫星通信网络实时通信。

[0061] 具体地，航电设备仿真模块103主要求在役的飞机主流航电设备组成，主要为：飞行数据接口及管理组件（FDIMU）、空中交通服务组件（ATSU）、控制显示单元（MCDU）、无线快速存取记录器（WQAR）。

[0062] 在一些实施例中，所述飞行数据接口及管理组件用于获取、采集和处理飞机参数，收集飞机离散和ARINC 429 DITS数据总线输入，并输出至数字飞行数据记录器，以及输出所述数字飞行数据记录器的数据到所述无线快速存取记录器；

[0063] 所述空中交通服务组件用于提供数据链主机平台、路由器和空中交通控制应用程序以进行数据链通信，并可以进行数据链路介质的管理；

[0064] 所述控制显示单元用于插入系统控制参数，飞行计划以及显示飞行进度和飞机性能的信息；

[0065] 所述无线快速存取记录器用于把所述飞行数据存储到内置的固态闪存PCMCIA PC卡介质中，连接宽带卫星通信设备，以及将连接在所述无线快速存取记录器的所述航电设备仿真模块103的各种航电设备的数据通过WAP与电子飞行包进行互联。

[0066] 具体地，FDIMU：FDIMU主要作用是获取、采集和处理所有要求的飞机参数收集飞机离散和ARINC 429 DITS数据总线输入，并将其输出至数字飞行数据记录器（DFDR），此外还可输出DFDR数据到WQAR。

[0067] ATSU：ATSU是ACARS系统在空客飞机上的核心组件，主要用于为A318、A319、A320、A321、A330和A340等空客飞机提供数据链主机平台、路由器和空中交通控制应用程序以进行数据链通信，并可以进行数据链路介质的管理。通过管理数据链信息交换的方式，使ATSU在飞机与空中交通服务中心之间、飞机与航空公司之间，通过数据传输连接（甚高频语音通讯系统备份）让飞行员向地面监管中心报告飞机情况。

[0068] MCDU：是飞行员与飞行管理和制导计算机(FMGC)的飞行管理(FM)部分之间的主要输入/显示界面，在MCDU上可以插入系统控制参数，飞行计划以及显示有关飞行进度和飞机性能的信息。

[0069] WQAR：WQAR和普通QAR一样，是现有数字ACMS（飞机状态监控系统，与飞机上的传感器、探测器相连，主要进行机载数据采集和处理，能够对飞机状态、性能进行监控及完成特殊的工程调查，其传输的数据形式是通过ACARS实时报文数据，传输效率低，价格昂贵，一般航司都是半小时发送一次ACARS报文数据，因此为了分析飞机全航段的数据一般都采用WQAR存储的QAR数据）记录器的兼容替代品插件，它以Bipolar、Biphase或Plessey格式接收数字数据。把飞行数据存储到内置的固态闪存PCMCIA PC卡介质中；当配置无线选项飞机落地关车后，WQAR首先对数据进行压缩和加密，再通过手机网络，自动发送数据到航空公司的无线QAR地面基站（WGBS），以获得QAR数据。在本验证平台当中，WQAR的功能一是连接宽带卫星通信设备，实现基于高通量宽带卫星的实时通信，并提供安全防护功能。二是将连接在WQAR的各种航电设备的数据通过WAP与电子飞行包（EFB）进行互联。

[0070] 航电设备仿真模块103经由信号生成模块102通过板卡输出的信号驱动，FDIMU生成ARINC717数据传输给WQAR，WQAR将数据转化为工程值，并通过手机3G网络或高通量宽带卫星传输给相关的系统和终端，此外WQAR通过对ATSU高频接口的通信，借助于手机网络或者高通量宽带卫星网络，将MCDU生成的ACARS报文进行实时传输，即“ACARS OVER IP”功能。即通过板卡上的数据传输通道将模拟信号传至FDIMU，一部分经由FDIMU转换成ARINC717数据，传输给WQAR后通过内置软件实时解析转换成工程值，另一部分经由FDIMU ACMS进行相关逻辑计算触发或者在MCDU操作后生成ACARS报文，通过对ATSU设置使WQAR连接机载卫星天线单元，最终与高通量卫星通信网络实时通信。

[0071] 在一些实施例中，还包括：

[0072] 机载电源模块，用于控制航电设备的工作状态和在高频和高速卫星链路间切换。

[0073] 在一些实施例中，还包括：

[0074] 机架，所述机架上配有每个航电设备的专用开关和数据加载接口，所述专用开关用于设备的开启和关闭，所述数据加载接口用于对航电设备的软件进行更新。

[0075] 以下实施例通过参考图2，具体阐述本申请提出的一种逼近于真实环境下的基于高通量卫星的飞机前舱数据通信验证系统平台：

[0076] S1：前舱通信验证平台的地面仿真操纵平台（数据源生成模块101的模拟座舱）为A320机型；

[0077] S2：地面仿真操纵平台配备Prepar3D V4软件，以模拟真实的飞行环境和支持模拟飞行数据的生成、在试验台设备仪表显示、Prepar3D模拟飞行数据的输出；

[0078] S3：此平台支持Ballard板卡，以实现Prepar3D模拟飞行数据和航电总线数据之间的转换，最终可生成ARINC 429、717总线数据，并接入试验台。

[0079] S4：此平台具备机载电源模块，可输出28V直流电，以供航电设备的使用；

[0080] S5：此平台配有机架，其上配有每个航电设备的专用开关和数据加载接口，专用开关用于设备的开启和关闭，在航电设备不需要工作时可关闭，以延长航电设备的使用寿命，数据加载接口则用于对航电设备的软件进行更新。

[0081] S6：此验证平台支持与现有的机载服务器、机载卫星天线集成，以支持飞行数据与高通量卫星链路的实时通信；

[0082] S7：其具体的工作就是首先基于模拟座舱、飞行仿真系统、操纵系统、显示系统组成空客A320地面仿真操纵平台，驾驶员根据飞行操纵手册进行模拟飞行驾驶操作；

[0083] S8：地面仿真操纵平台根据驾驶员的操纵驱动Prepar3D V4模拟飞行软件生成不同机型的飞机不同时间和天气下，由不同机场起飞和降落的飞行数据；

[0084] S9：其次通过Ballard卡，即ARINC429总线板卡将Prepar3D产生的数据信号根据ARINC429编码规则转换为电信号（模拟信号）并传输给航电设备仿真模块103的航电设备（包括：飞行数据接口及管理组件（FDIMU）、空中交通服务组件（ATSU）、控制显示单元（MCDU）、无线快速存取记录器（WQAR））；具体过程为，首先板卡通过USB接口连接到计算机，调用函数使主机的操作系统获得对设备硬件的访问，重置设备之前的硬件配置，配置所需的设备通道。然后初始化数据，并通过查阅接口控制文件（ICD）文件来定义数据，并进行计算机和设备之间的数据交换，最终将Prepar3D产生的飞行数据信号转化为ARINC429/ARINC717电信号，传输给航电设备；

[0085] S10：航电设备仿真模块103经由信号生成模块102通过板卡输出的信号驱动，其按照A320飞机WDM手册进行互联，互联后的各航电设备应按照机载规范操作，以保证其正常工作；

[0086] S11：MCDU作为唯一的人机界面交互窗口用于对ATSU和FDIMU的调试和控制；

[0087] S12：FDIMU将记录的飞行参数包括空速、高度、机组操作等飞行数据，生成Arinc717数据报告，传输给WQAR，WQAR可通过内置软件如TMI、AMA，实时的将飞机各种参数解析转换成工程值；以及通过ACMS软件和系统生成ARINC619报文并将其通过ACARS接口传输给ATSU；

[0088] S13：WQAR将FDIMU传输的数据转化成工程值之后，利用其本身的路由功能经由机载天线与高通量卫星实时通信，或通过无线飞行数据分析接口软件（WFDAI）与机载EFB进行数据通信；

[0089] S14：ATSU可通过HoneyWell AOC数据库软件配置，把FDIMU传输过来的ARINC619报文转换成ARINC618协议报文，主要包括OOOI（OUT/OFF/ONN/INN）报文、Position报文等，并通过ADL（Airbone Dataloader）和试验台的DATA LOAD接口更新ATSU的数据库，并提供ATSU和WQAR的ACARS报文链路通信功能，通过对ATSU AOC的软件中配置实现换卫星链路传输测试。

[0090] 综上所述，本申请构建出一种基于高通量通信卫星的飞机前舱通信验证系统平台，该系统平台综合空客A320飞行模拟器仿真操作平台，Ballard卡，MCDU、ATSU、FDIMU、WQAR等多种航电设备构建出接近于飞机前舱真实通行环境的综合航电验证系统平台，以进行前舱高通量卫星的通信数据链路的可行性验证、效率评估、故障分析等前沿技术的实验。

[0091] 通过上述系统，通过飞行模拟器、快速存取记录器(WQAR)、多功能控制显示单元(MCDU)、飞行数据接口及管理组件（FDIMU）、空中交通服务组件（ATSU）等航电设备（文中的航电设备指：航电设备仿真模块中的航电设备，也就是WQAR、FDIMU、ATSU、MCDU，这些航电设备是空客A320飞行上综合数据模块所使用的设备。飞行模拟器主要用于仿真飞行员的飞行驾驶环境，主要包含数据源生成模块的设备，信号生成模块的设备是ARINC429总线信号转化器，这个设备是也是A320飞机中的设备），构建出基于高通量卫星的前舱数据通信验证平台，参照飞行员操作程序，在飞行模拟器上，模拟飞行员在飞行过程中的驾驶操作，并将所产生的飞行参数存储在WQAR中，最终通过无线接入点将飞行数据通过天线与高通量卫星进行实时通信，实现对于基于高通量卫星的前舱数据通信链路的可行性验证、测试以及可能出现故障分析工作。

[0092] 为解决基于高通量卫星的前舱数据通信链路的可行性验证问题，通过使用接近真实飞行员驾驶环境的全动飞行模拟器，以模拟飞机从起飞到降落全航段的地面和空中特性，并借助于WQAR内部集成的路由功能，将飞行参数，通过高通量卫星实现与地面基站的实时互联。整个方案模拟了飞机前舱数据通信的真实链路，为验证基于高通量卫星的飞机前舱高通量数据通信技术可行性奠定平台基础。

[0093] 本验证平台通过空客A320飞行模拟器仿真操作平台与在役飞机主流航电设备构建近似于真实飞机数据传输链路的通信和操纵环境，创新性地为基于高通量卫星的前舱通信方案提供可行性的验证平台，此外机载卫星通信解决方案提供方还可利用此平台在对整个通信链路进行效率评估、故障分析及飞机前舱智能化通信方案的开发等方面应用。

[0094] 本申请一实施例提供一种飞机前舱通信验证方法，参考图3，图3为本申请的一实施方式中提供的一种飞机前舱通信验证方法的流程图，应当理解的是，该方法还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的框，本申请的范围在此方面不受限制。

[0095] 在步骤201处，通过地面仿真操纵平台根据驾驶员的操纵驱动模拟飞行软件生成不同机型的飞机不同时间和天气下，由不同机场起飞和降落的飞行数据。

[0096] 在步骤202处，通过板卡将所述飞行数据转换成对应的模拟信号，并传输给航电设备仿真模块的航电设备，所述航电设备仿真模块包括飞行数据接口及管理组件、空中交通服务组件、控制显示单元和无线快速存取记录器。

[0097] 在步骤203处，通过所述飞行数据接口及管理组件接收所述模拟信号，将一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件转换成ARINC717数据，传输给所述无线快速存取记录器后通过内置软件实时解析转换成工程值，将另一部分所述模拟信号经由所述飞行数据接口及管理组件的飞机状态监控系统进行相关逻辑计算触发或者在所述控制显示单元操作后生成ACARS报文，通过对所述空中交通服务组件设置使所述无线快速存取记录器连接机载卫星天线单元，最终与高通量卫星通信网络实时通信。

[0098] 在一些实施例中，所述通过板卡将所述飞行数据转换成对应的模拟信号，并传输给航电设备仿真模块的航电设备包括：

[0099] 首先利用板卡通过USB接口连接到计算机，调用函数使主机的操作系统获得对设备硬件的访问，重置设备之前的硬件配置，配置所需的设备通道；

[0100] 然后初始化数据，并通过查阅接口控制文件来定义数据，并进行计算机和设备之间的数据交换，最终将所述飞行数据转化为所述模拟信号，传输给所述航电设备仿真模块的航电设备。

[0101] 在一些实施例中，所述地面仿真操纵平台通过配备Prepar3D V4软件，以模拟真实的飞行环境和支持所述飞行数据的生成、在试验台设备仪表显示和所述飞行数据的输出。

[0102] 具体实现方法参考前述系统实施例，此处不再赘述。

[0103] 本申请可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本申请的各个方面的计算机可读程序指令。

[0104] 计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD‑ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。

[0105] 这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

[0106] 用于执行本申请操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本申请的各个方面。

[0107] 这里参照根据本申请实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本申请的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

[0108] 这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

[0109] 也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

[0110] 附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

[0111] 注意，除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。

[0112] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本申请作了详尽的描述，但在本申请基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本申请要求保护的范围。