肖維東

【摘 要】某型機(jī)在對(duì)機(jī)場(chǎng)地面導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行標(biāo)校飛行中，其裝備的HJG-1H2捷聯(lián)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)控制顯示器出現(xiàn)故障代碼為“44”的故障代碼。代碼“44”的故障碼對(duì)應(yīng)的設(shè)備故障碼是地速超差。飛機(jī)返航后，維護(hù)人員對(duì)報(bào)故障系統(tǒng)進(jìn)行了通電檢查。當(dāng)把系統(tǒng)的狀態(tài)選擇開關(guān)置于“導(dǎo)航”位置，“準(zhǔn)備好”燈兩秒后開始閃爍，但不熄滅;數(shù)據(jù)顯示區(qū)時(shí)鐘顯示初始時(shí)間“08：00”，而不是北京時(shí)間。系統(tǒng)在兩分半鐘后自動(dòng)進(jìn)入慣性導(dǎo)航狀態(tài)，數(shù)據(jù)顯示區(qū)右上角“慣性/GNSS”區(qū)域顯示“純慣性”無GNSS信號(hào)，經(jīng)度、緯度顯示的是預(yù)存航線數(shù)值。

【關(guān)鍵詞】導(dǎo)航;故障;系統(tǒng)

中圖分類號(hào)： V249.328文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）32-0123-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.32.056

1 故障原因分析

1.1 捷聯(lián)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理

HJG-1H2型捷聯(lián)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)，由捷聯(lián)慣性測(cè)量部件、控制顯示器、磁航向傳感器、GNSS接收天線組成，是一種直接把慣性元件（陀螺和加速度計(jì)）固定在機(jī)體安裝基座上，用數(shù)字平臺(tái)代替機(jī)械平臺(tái)（也稱無平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)），采用GNSS信息進(jìn)行校正，給飛行人員提供導(dǎo)航和定位信息的組合導(dǎo)航系統(tǒng)。

慣性元件敏感并輸出載體相對(duì)慣性坐標(biāo)系三個(gè)軸向的角速率和加速度，通過陀螺力反饋電路和加速度計(jì)采樣電阻得到代表角速率和加速度大小的電壓信號(hào)。這些電壓信號(hào)經(jīng)過陀螺和加速度計(jì)量化器電路后，被轉(zhuǎn)化為可以使計(jì)算機(jī)接受的數(shù)字脈沖序列。主機(jī)板上的導(dǎo)航計(jì)算機(jī)再接受這些脈沖序列后，進(jìn)行數(shù)值解算。同時(shí)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)還要對(duì)陀螺、加速度計(jì)誤差和系統(tǒng)誤差等進(jìn)行補(bǔ)償。解算結(jié)果通過接口板、信號(hào)調(diào)理板向機(jī)上其他系統(tǒng)和設(shè)備輸出。在組合導(dǎo)航狀態(tài)下，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)在慣性導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，把磁航向傳感器、綜合大氣機(jī)、GNSS全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合導(dǎo)航計(jì)算，不斷修正慣性導(dǎo)航誤差，提高導(dǎo)航精度。GNSS接收機(jī)與慣導(dǎo)之間采用RS232總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，慣導(dǎo)每次上電均向GNSS接收機(jī)發(fā)送指令，GNSS接收機(jī)接收此指令，并將指令進(jìn)行記憶，之后每一秒向慣導(dǎo)發(fā)送數(shù)據(jù)包。在GNSS導(dǎo)航狀態(tài)，輸出衛(wèi)星導(dǎo)航的經(jīng)度、維度、時(shí)間、地速等參數(shù)。

1.2 故障原因分析

飛行中，HJG-1H2捷聯(lián)慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)控制顯示器數(shù)據(jù)顯示區(qū)下邊框出現(xiàn)故障代碼“44”，此故障代碼定義“地速超差”。解決措施：檢查系統(tǒng)參數(shù)，必要時(shí)返廠檢修。在地面通電時(shí)，因?yàn)轱w機(jī)沒有物理位移，地速也為零，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)感受不到飛機(jī)速度的物理變量，所以系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)故障代碼“44”;但數(shù)據(jù)顯示區(qū)域時(shí)間顯示系統(tǒng)初始時(shí)間“08：00”，導(dǎo)航模式狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示區(qū)右上方出現(xiàn)“純慣性”，無“GNSS”信號(hào)。此故障很蹊蹺的是系統(tǒng)盡管沒有“GNSS”信號(hào)，但卻沒有出現(xiàn)故障代碼“23”，故障代碼“23”代表“GNSS故障”。在控制顯示器面板上按下“慣性”按鈕，系統(tǒng)顯示純慣性導(dǎo)航模式，并逐個(gè)檢查各個(gè)按鍵所設(shè)定的功能進(jìn)入界面，顯示的參數(shù)正常，慣導(dǎo)系統(tǒng)本身沒有報(bào)告故障。而捷聯(lián)慣性測(cè)量部件內(nèi)部GNSS接口模塊功能是負(fù)責(zé)向控制顯示器輸出衛(wèi)星導(dǎo)航的經(jīng)度、維度、時(shí)間、地速等參數(shù)。由此可以判定捷聯(lián)慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“GNSS”部分出現(xiàn)問題，經(jīng)過分析可知，引起GNSS部分故障的因素有：

1）GNSS接收天線出現(xiàn)故障，接收不到衛(wèi)星信號(hào);

2）GNSS天線輸出到捷聯(lián)慣性測(cè)量部件的饋線電纜發(fā)生斷路或接觸不良，使信號(hào)無法傳輸或信號(hào)發(fā)生衰減;

3）捷聯(lián)慣性測(cè)量部件內(nèi)的GNSS傳輸饋線出現(xiàn)斷路或接觸不良，使信號(hào)無法傳輸或信號(hào)發(fā)生衰減;

4）GNSS接收機(jī)故障;

5）GNSS接收處理模塊電路板故障。

2 故障排除經(jīng)過

針對(duì)此次故障出現(xiàn)的時(shí)機(jī)和故障代碼進(jìn)行分析，捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在起飛前經(jīng)過精對(duì)準(zhǔn)，并進(jìn)入導(dǎo)航模式，“準(zhǔn)備好”指示燈燃亮后熄滅，數(shù)據(jù)顯示區(qū)出現(xiàn)慣性/GNSS模式，說明慣導(dǎo)和GNSS部分組合正常。飛機(jī)飛行兩個(gè)多小時(shí)后，領(lǐng)航員發(fā)現(xiàn)控制顯示器數(shù)據(jù)顯示區(qū)下邊框出現(xiàn)故障代碼“44”，并沒有其他代碼出現(xiàn)，說明GNSS天線本身出現(xiàn)故障的概率很小，如果是GNSS天線出問題，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)故障代碼。這樣可以判定故障出現(xiàn)在其他環(huán)節(jié)。

1）開飛機(jī)頂棚蓋板，檢查GNSS天線安裝固定情況：天線饋線與基座連接牢靠，密封沒有開裂、脫落跡象;

2）檢查從天線到捷聯(lián)慣性測(cè)量部件的饋線，安裝固定可靠，外觀沒有磕磨破損，插針沒有縮針;

3）把捷聯(lián)慣性測(cè)量部件從安裝座中取出，檢查其輸出插頭，插針無變形、縮針;

4）測(cè)量控制顯示器到捷聯(lián)慣性測(cè)量部件的電纜，導(dǎo)通良好，無斷線或接觸不良，絕緣值符合要求;

做完上述工作，判定系統(tǒng)外圍各設(shè)備、電纜導(dǎo)通不存在問題，故障應(yīng)該是出在捷聯(lián)慣性測(cè)量部件上。

為同步觀測(cè)捷聯(lián)慣性測(cè)量部件CPU運(yùn)行情況，從捷聯(lián)慣性測(cè)量部件測(cè)試接口處連接便地面檢測(cè)設(shè)備，接通慣導(dǎo)系統(tǒng)工作電源，把狀態(tài)選擇開關(guān)置于“導(dǎo)航”位置，兩分半鐘后系統(tǒng)進(jìn)入導(dǎo)航狀態(tài)，從地面檢測(cè)設(shè)備桌面程序運(yùn)行看，顯示系統(tǒng)找不到衛(wèi)星，無法進(jìn)行組合，沒有狀態(tài)參數(shù)顯示，只出現(xiàn)“PPS”，如圖1所示?？刂骑@示器數(shù)據(jù)顯示區(qū)顯示純慣性。出現(xiàn)“PPS”的原因是GNSS接收機(jī)處理模塊不向?qū)Ш接?jì)算機(jī)輸出數(shù)據(jù)包。

至此可以確定故障出現(xiàn)在GNSS接收機(jī)或GNSS接收機(jī)處理模塊兩個(gè)單元上。把狀態(tài)選擇開關(guān)置于斷開位置，斷開系統(tǒng)工作電源，打開捷聯(lián)慣性測(cè)量部件外殼，檢查GNSS接收機(jī)處理模塊，外觀未發(fā)現(xiàn)異常，測(cè)量GNSS接收機(jī)的信號(hào)同軸線，導(dǎo)通良好，無縮針。從捷聯(lián)慣性測(cè)量部件上拔出GNSS接收機(jī)處理模塊，換上相同批次同型號(hào)的帶GNSS接收機(jī)的GNSS接口模塊。接通慣導(dǎo)系統(tǒng)工作電源，把狀態(tài)選擇開關(guān)置于“對(duì)準(zhǔn)”位置，從地面檢測(cè)設(shè)備桌面上程序運(yùn)行看，顯示慣性導(dǎo)航與GNSS已經(jīng)組合上，各種參數(shù)輸出正常，控制顯示器上“準(zhǔn)備好”燈閃爍兩次后熄滅，數(shù)據(jù)顯示區(qū)時(shí)鐘顯示為北京現(xiàn)時(shí)，主機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)程序自檢測(cè)，8分半鐘后控制顯示器上“準(zhǔn)備好”燈燃亮，把狀態(tài)選擇開關(guān)置于“對(duì)準(zhǔn)”位置，系統(tǒng)進(jìn)入導(dǎo)航模式，控制顯示器上“準(zhǔn)備好”燈熄滅，數(shù)據(jù)顯示區(qū)顯示“慣性/GNSS”模式，利用功能鍵檢查系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)正常，系統(tǒng)運(yùn)行40分鐘性能穩(wěn)定。

故障排除后，對(duì)捷聯(lián)慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行檢飛，科目“航行”，一個(gè)架次三個(gè)小時(shí)，飛行人員反映系統(tǒng)工作正常，與自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)交聯(lián)正常，無故障代碼出現(xiàn)。

使用和維護(hù)建議：

1）捷聯(lián)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)在“對(duì)準(zhǔn)”模式下，載機(jī)必須處于靜止?fàn)顟B(tài)，機(jī)上人員應(yīng)盡量避免來回移動(dòng)。

2）在飛機(jī)未進(jìn)入停放位置前，禁止斷開正在運(yùn)行的捷聯(lián)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)，否則系統(tǒng)將不記憶飛機(jī)停放位置信息。

3）地面通電時(shí)，應(yīng)保證飛機(jī)上安裝有蓄電瓶，避免因打開大電流用電設(shè)備拉低網(wǎng)絡(luò)電壓，引起系統(tǒng)重啟。

4）進(jìn)入夏天多雨季節(jié)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)GNSS天線的固定和密封性進(jìn)行檢查。

5）進(jìn)入冬季飛行，在直接機(jī)務(wù)準(zhǔn)備或飛行前，應(yīng)當(dāng)對(duì)捷聯(lián)慣性/組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行通電預(yù)熱。

6）每個(gè)裝備日要檢查系統(tǒng)GNSS天線同軸電纜的連接情況，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行通電檢查。