航空電子技術論文范文第1篇
摘要：進入21世紀以后，我國的經濟社會發展日益加速，我國的國防建設也進入了新的階段，航空電子通信系統的應用也越來越廣泛，本文將立足于實際，結核當前的技術發展情況對航空電子通信系統關鍵技術進行深入地研究與分析。
關鍵詞：航空領域;電子通信;關鍵技術;探究
1、前言
在當前的航空系統中，電子通信系統是其中非常重要的一個部分，是當前飛機飛行過程中非常重要的保障系統之一，近些年來，我國的國防實力不斷地增強，各類飛機的功能性和復雜性在不斷地增加，因此對于電子通信系統的要求也進一步提高。當然，現代化的電子信息技術發展也為航空電子通信系統的性能提升奠定了良好的技術條件，在當前的技術背景下，利用分布式的機載通信網絡可以更加有效地實現航空電子通信的準確性和實時性，滿足多樣化的飛行需求。因此，對航空電子信息系統中的相關關鍵性技術進行研究對于航空領域的發展十分具有現實意義。
2、通信系統的拓撲結構分析
在目前航空電子通信系統之中，拓撲結構是其最主要的結構內容，但是從應用情況來看，現在有單一級的總線拓撲結構、多個單級總線拓撲結構以及多級總線拓撲結構等，單一級的總線拓撲結構就是子系統與總系統相互連接，這種連接方式是相對比較簡單的，但是該系統所能夠承載的信息量也相對較少，一般應用在網絡通信負載量較低的電子通信系統之中，如果在實際應用過程中對信息量的要求比較大，那么就可以考慮選用多個單級總線拓撲結構，在多個單級總線拓撲結構之中，該結構會對通信系統中所有的子系統按照一定的分類標準進行科學地分類，然后將其與總線分開連接，這樣就可以實現對復雜線路的通信傳遞。多級總線拓撲結構是傳輸信息量最大的結構，該結構的下級總線能夠在最短的時間內接收到上級總線所發布出來的命令，從而使得信息的傳輸效率更高。但是從結構特點來看，多級總線拓撲結構的拓撲結構非常地復雜，一般是應用在大型航空電子通信系統之中，能夠對一些復雜的處理單元進行快速地處理。
3、通信系統的層次架構分析
高效運轉的航空電子通信系統的搭建離不開層次結構的設計，從目前的層次設計情況來看，主要是由五個部分組成的，分別有物理層、應用層、傳輸層、數據鏈路層以及驅動層。這五個層次相互配合共同工作，從而使得整個通信系統得到更為全面地應用。簡化地來說，物理層可以傳輸物力介質中存在的位流，然后由驅動層來對各個環節進行聯系，接著通過傳輸層對信息進行調度與傳輸，應用層主要是實現管理功能的，為用戶提供應用方面的操作界面，最后，數據鏈路層將會對各個層次的信息傳輸內容以及信息傳輸的序列進行有機地調整，從而使得通信系統的運行更為合理有效。
4、時鐘同步設計技術
航空通信電子信息系統的構成比較復雜，在該系統中下面分設有很多的子系統，而每一個子系統都有著自己獨立運行的計時時鐘，而這些計時時鐘在運行的過程中會因為種種因素的影響而導致一定的計時誤差，那么為了保證航空通信電子信息系統運行的準確性，就必須使得這些時鐘能夠同步運行，這樣才能夠有效地避免系統計時出現較大的誤差情況。從目前的應用情況來看，我國目前使用的大多數航空電子通信系統都會把總線以及其它的子系統安裝有計數器，然后利用系統之中的航電系統來對計時器進行控制與啟動，在這個過程中，通過系統的總體控制就可以將一些計時的參數發送到子系統之中，那么子系統就可以根據總控制中發布的指令來對計時的誤差進行調整，進而保證各個計時系統的準確性。在目前的應用中，時鐘同步設計技術是一大亮點，該技術為整個系統提供了統一的時間，保證了各項數據處理的同步性和及時性，在提高內部工作效率的同時，又在很大程度上降低了實施的成本。
5、衛星通信技術
在目前的航空通信領域中，衛星通信技術是當前比較成熟也是應用相對比較廣泛的一項技術，在應用中，衛星信號信號的覆蓋面十分廣泛、信息傳輸的質量也較高，因此，該技術一直以來都是航空電子通信系統中的核心技術，在以往的發展過程中，衛星通信技術為飛機的飛行以及各項航空電子的正常運行提供很好的技術支持，也在很大程度上推動我國航空領域的進步與發展。從本質上來說，衛星通信技術是屬于無線通信的范疇之中的，在工作的過程中是以人造地球衛星為中繼站，通過無線電波轉發來實現通信過程，但是在目前的應用過程中，衛星通信技術的信息處理技術非常慢，對當前的航空系統運行產生了一定的影像，難以滿足現實的需求。在未來的發展過程中，需要進行一定的技術改進來大幅度的提升衛星通信的處理速度，例如可以使用激光傳輸來代替，在避免其他信號干擾的過程中還可以有效地提升信息傳輸的質量。
6、結語
在我國目前飛機綜合性能不斷提高發展的背景下，航空電子系統對于通信的效果與要求也越來越高，那么就需要我們不斷地改進現有的技術來全面地提高航空電子通信系統傳輸的穩定性、有效性和準確性，在目前的研究領域中，我們的很多技術細節還做的很不到位，需要對航空電子通信系統關鍵技術的內容進行研究，并且完全系統中的各項功能，本文的研究從目前通信系統中的三個領域進行了研究與分析，希望本文的研究能夠為系統的發展提供更好的技術支撐。
參考文獻
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（遼寧通用航空研究院 遼寧 沈陽 110000）
航空電子技術論文范文第2篇
關鍵詞：航空電子通信;發展;優勢;問題;關鍵技術
0 引言
航空電子通信包括數字通信、模擬通信等，具有很強的抗干擾性能、保密性能等，是確保航空、航天安全、穩定運行的關鍵。隨著電子科技的發展，互聯網技術的不斷成熟，當前的航空電子通信技術已經不能滿足航空、航天事產業發展的需要。研究航空電子通信關鍵技術，是為了將新科技更好地應用與航天、航空，更好地確保飛機等飛行器飛行的安全、可靠，更好地規避航空風險，為航空事業帶來更大的契機和成就。
1 航空電子通信技術概述
1.1 航空電子通信技術的發展與現狀
航空通信包括數字通信、模擬通信等技術，我國的航空通信起步于在上世紀七八十年代，當時主要應用語音通信保持地對空、空對空的聯系，采用的技術手段主要包括對講機、雷達、衛星電話等，通過信息聯系實現地面對空中飛機的制導，如緊急定位等。這個時期地面對空中飛行的影響不是很大，但卻非常重要。隨著電子科技的發展，航空電子通信技術進入數字化技術階段，電子通信在航空、航天過程中的作用更加重要。這一階段的通信技術是將飛行需要的信息編輯成若干個模塊，通過關鍵的技術手段，實現各個模塊數據信息的統一、實時，并將所有的信息進行綜合化處理，這些信息能夠幫助飛機駕駛員更準確的判斷飛行的狀態及周邊環境，以便做出正確的駕駛選擇。直到目前，數字通信仍然是飛行通信的主要技術手段，電子科技的發展極大地提高了航空通信技術水平。隨著互聯網的發展，航空電子通信系統的研究更為復雜化，互聯網支持下的航空通信系統能夠實現空中與全世界的緊密聯系，使飛機、空間、地面的聯系更緊密。例如，美國的3GEVDO gogo網，可以為飛機提供高質量的通服務，旅客可以通過網絡連接進行上網娛樂、觀看視頻、語音通信等。我國的“飛天網”也具有這樣的用途。只是航空電子通信的互聯網模式當前還不成熟，并未得到廣泛的推廣和應用，即便在飛機飛行過程中有使用，客艙和駕駛艙也有一道防火墻隔絕，網絡信息完全不能流入駕駛艙內。如何實現互聯網在航空電子通信中的更廣范圍應用，這是航空電子通信系統研究的主要課題，也是航空電子系統發展的趨勢。
1.2 航空電子通信技術的優勢
航空電子通信系統具有數據記錄、存儲、傳播、分析等功能，一方面，這些數據隱含信息，能夠幫助飛行員做出正確判斷。航空電子系統將這些數據信息進行整理、分析，在顯示出來，這個過程龐大的工作量、運算量是人力所不能達成的，這些結果將成為飛機駕駛員寶貴的駕駛經驗材料，通過對這些數據信息、通信內容的研究，能夠提高駕駛員的駕駛水平，能夠使駕駛員、維修人員提前發現飛行器存在的安全隱患，能夠使相關工作人員將一些飛行故障排除在萌芽階段，確保了飛機飛行更加安全、可靠。另一方面，航空電子通信技術實現了飛行資源共享，這對于航空、航天事業的發展極為關鍵，為相關研究準備了一手資料。因此，很多人認為航空電子系統關鍵技術的研究是未來戰爭的核心技術研究，這方面的研究和發展對于綜合信息技術、自動傳輸技術、信息共享技術的發展極為關鍵?？傊?，航空電子通信技術的發展使航空、航天行為更方便、快捷、安全、可靠，同時帶動了相關產業的發展，使高科技更好地服務于人類。
2 航空電子通信系統關鍵技術發展存在的問題分析
航空電子系統關鍵技術的發展存在不少的問題有待解決，例如，航空電子系統綜合化技術發展還不成熟，在進行語言、圖像、多媒體、高速數據傳輸過程中要攜帶很多設備，增加了飛機重量。同時，航空電子系統的網組結構極為復雜，這就造成了航空電子系統維護、維修難度增加，航空電子系統運行的運行成本大，人力物力投入多。此外，數據傳輸的安全問題也是航空電子通信系統發展面臨的一大難題。這些原因影響了航空電子通信系統運行的安全性、最優化，致使航空電子數據傳輸率較低，應用效益低，不能實現現代通信業務的全面服務。又如，互聯網通訊發展到今天已經很成熟了，在地面上，人們的工作、生活離不開互聯網，而空中，互聯網的應用卻很不成熟，我國和美國雖然開發了空中互聯網系統用以支持航空通信，但是相關技術還不成熟，應用過程中存網絡安全等問題，因此，空中互聯網只應用于客艙，為了保護機載設備的安全客艙互聯網與駕駛艙之間有一道單項的防火墻，禁止客艙信息流入駕駛艙機載設備。此外，航天電子系統的電子設備逐漸復雜化、多元化，其業務量大，子系統較多，對系統的運行造成了一定的隱患，要保證航天電子系統的穩定安全運行，還有很多問題有待解決。同時，航空電子系統相關的軟硬件換代頻率高，這就需要相關人員隨時關注航空電子系統關鍵技術的發展，隨時掌握相關軟硬件的更新換代，以便全面掌握整個通信系統的特點、狀態，使航空電子通信系統的效益發揮到最大。
3 航空電子通信系統關鍵技術分析
3.1 航空電子系統通信控制技術
航空電子系統通信控制技術的研究是為了更好地將語言、圖像、信息等數據傳輸、交換，以達到資源共享的目的，使航空電子通信系統的抗干擾能力、保密性能更好。當前采用模塊控制技術，將航空電子通信系統分為幾個模塊，然后再進行連接，最后通過總線將信息通信內容反饋給工作人員。這些子系統與主系統連接，實現綜合化通信要求。航空電子通信系統的這一特點使整個系統的運行綜合性能提高，但若是某一個子系統出現問題，很容易造成整個系統的癱瘓。因此，在航空電子通信系統設計時，航天電子系統的控制技術非常關鍵。當前采用的方法是動態總線控制方案，經過一段時間總線控制器就會發生改變，這樣某一個子系統發生故障，就很容易對系統進行重組，確保了系統的正常運行。這種動態的控制方案極大的提高了航空電子通信系統的安全性、可靠性，其發展還有很大的空間，未來航空電子系統控制技術將達到更高的智能化和綜合控制，航空電子通信系統的運行和應用也會更安全、更可靠、更便捷，使航天、航空飛行更安全、穩妥。
3.2 航空電子通信系統時鐘同步技術
航空電子通信系統是由不同的子系統構成的，每個子系統都有各自獨立的計時器，而航行過程中駕駛員、AOC辦公人員需要得到實時的、及時的、綜合的信息反饋，這就要求航空電子通信系統各個子系統之間的時鐘保持同步，既時鐘同步技術。時鐘同步技術開發的目的是消除各子系統之間的時間誤差，使航空電子通信系統的數據信息傳遞具有更高的實時性，整個系統會用一個統一的時間記時，這樣才能確保各個子系統信息時間的統一性和一致性。當前的技術手段是總線在整個系統的控制過程中分配給各個子系統一個統一的時間長度，也就是總線控制器在通電后會將總線實時時間發送到各個子系統，子系統開始計時，這樣就能最大可能的確保各個系統計時的統一性、同時性，實現了航空電子通信系統的時鐘同步，使整個系統的運行狀態更穩定，系統對數據的采集、傳輸等有更大的利用價值和利用效率。
3.3 航空電子通信系統通信安全技術
航空電子通信系統的運行會收到眾多的干擾，在系統運行過程中會發生各種各樣的故障，這些故障會影響系統運行的穩定性和安全性。在故障處理上，總線會判斷臨時故障或永久性故障，然后對故障進行處理。有些故障通過系統的重組可以消除，有些故障不能消除，就只能將子系統下網。航空電子通信系統會將故障位置等進行標志、記錄，然后在適當的條件下再進行處理。對于航空電子通信系統遭受的干擾，只能通過技術的幾步和網絡安全技術的發展來解決，這一技術最大程度地確保了航空電子系統運行的安全，使飛行更安全、可靠。
4 結語
綜上所述，航空電子通信系統的關鍵技術主要集中在數據的綜合處理和應用，以及系統運行的安全性、可靠性、實時性。同時，航空電子通信系統又是航空電子系統的核心部分，對于航空電子通信技術的研究應該著眼未來，將其放在大環境中，以飛機、空間和地面三個環境的信息交流、信息共享為出發點，全面的考慮系統組織的簡約、高效、安全。在此基礎上，一方面，研究人員要有效地借鑒其他國家先進的技術經驗，另一方面研究人員要勇于創新，結合航空活動的實踐，將理論應用與實踐聯系起來，以促進我國航天事業更好地發展。
參考文獻
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航空電子技術論文范文第3篇
環境保障體系的必要性
眾所周知，海軍是擁有多種高技術裝備的特殊軍種，海洋水體發生的“熱鹽”運動，如溫、鹽、密、躍層等及海流、海浪、內波、潮汐、水色、海底沉積物、海底地質構造等是影響海上武器裝備設計、試驗和作戰訓練的基本要素，對于海軍充分發揮高技術裝備的效率極為關鍵。例如海上風暴和大浪會使水面艦艇偏離航向;海上污損生物會使潛艇殼體增厚，航速下降;潛艇潛航、跟蹤和魚雷布放等受海水溫度的影響很大，強大的溫度躍層會給潛艇下沉和航行帶來困難，甚至造成潛艇顛覆，減慢其移動速度;強而厚的躍層又是潛艇的天然屏障，因為它對聲波、無線電波具有很強的折射作用，使隱匿于躍層之下的潛艇不易被雷達發現。然而，上下水層水溫的差異，又直接影響魚雷的使用效果。再例如海洋中普遍存在著對聲波在水中傳播特別有效的聲道，它直接影響聲納探測潛艇的作用距離和性能。因為在聲道之外，聲波發生強烈的折射或被吸收，聲納根本接收不到潛艇信號，海水中聲道的位置則與海水溫度、躍層、水團、流系密切相關。根據水聲與溫度和鹽度的函數關系，聲波在水中的傳播速度可經計算得出，從而可以大致確定聲道位置。
海洋衛星水色掃描儀和紅外通道遙感器(如歐洲遙感衛星上的沿軌跡掃描輻射計和先進甚高分辨率輻射計等)可提供海表溫度和水色等數據，雷達高度計可提供大地水準面、大洋流和海浪等數據，合成孔徑雷達可提供海浪譜、內波和海冰等數據，散射計可提供海面風場數據，微波輻射計可提供海表溫度、海面風速、大氣中水蒸氣含量等數據，完全可為海上軍事活動提供各種環境保障服務。
當前美國海軍已建立較完善的海上戰場、訓練場和試驗場環境保障體系。其職責是：海軍氣象海洋司令部負責向戰斗部隊提供最準確和最新的海洋信息，下屬的海軍海洋局和艦隊數值氣象海洋中心專門負責全球海洋數據的處理，生產海上軍事活動所需的各類海洋信息產品。艦隊數值氣象海洋中心已建立西太平洋、大西洋、印度洋和南北極水文氣象數據庫、水聲環境參數數據庫，主要處理國防氣象衛星專用遙感器(SSM/I及其改進型SSMIS)和散射計(如AMI風模式、NSCAT)的數據，生產海冰冰情和風矢量產品等。而海軍海洋局側重于高度計衛星(如測地衛星、托佩克斯/海神和后續型測地衛星等)、先進甚高分辨率輻射計遙感器、水色衛星(如沿海水色掃描儀和海洋寬視場水色掃描儀等)、陸地衛星和斯波特衛星高分辨率圖像等數據和資料的處理以及海表溫度、海水清澈度及海水光學特性、海洋鋒和渦漩圖等產品的制作與分發。
1997年2月，美國海軍研究署成立了海軍空間科學技術辦公室，其主要任務是組織和協調軍內外為海洋戰場環境保障提供技術支撐的空間科學技術研究。至此，美國海軍海上戰場環境空間科學技術支撐體系和保障體系基本形成。
二、水色衛星的軍事應用
海洋水色遙感已成為近些年國際海洋遙感的熱點，取得了顯著技術進步，水色遙感從多光譜掃描遙感器(如沿海水色掃描儀)發展到超光譜遙感器(如沿海海洋成像光譜儀)，光譜通道從6個發展到210個，空間分辨率從1千米提高到30米，信噪比可達700：1，儀器靈敏度將有很大提高，水色衛星的技術進步為軍事應用奠定了基礎。
美國海軍空間科學技術辦公室正在策劃的“海軍地圖觀測者”衛星就是世界上第一顆水色軍用衛星。該衛星將采用600千米高的太陽同步圓形軌道，星載超光譜遙感器沿海海洋成像光譜儀有200個光譜波段(有報道稱為210個)，波段寬度為0.4-2.5微米，掃描數據采樣寬度為30千米，地面采樣距離為60米(可選擇為30米)。它可提供作戰海區，敵點區域不可達到的海區、尤其是沿海地區(距海岸50千米范圍內)動態水體光學參數、淺海水深以及地形、地貌、海區上空大氣參數等海軍艦艇活動不可缺乏的實時環境數據。
三、高度計衛星的軍事應用
高度計衛星最早引起美國海軍的重視。1985年3月12日，美國海軍發射測地衛星，星載有效載荷為13.5吉赫的雷達高度計和微波輻射計，可獲得海面高度和風速測量數據，通過數據反演可獲得海洋重力場數據，從而對提高潛艇彈道導彈發射命中率具有重要意義。其軍事使命是：
1改進大地水準面高度和垂直偏差等的測量及飛行中重力制圖補償;
2確定需要船舶進行地球物理與地質詳查的特定區域;
3發現潛艇水下航行可能發生的水深突變災害區。
工作于Ku波段的測地衛星共運行了5年(1985-1989年)，前18個月軍事使命于1986年9月30日結束，軌道重復周期為3天。后經過1個月的軌道調整，進入17天精確重復軌道，執行民用科學研究使命。但是前18個月的3.5厘米精度的海面高度測量數據長期處于保密狀態。
在經過長達8年的間斷之后，美國海軍于1998年2月發射了測地衛星的后續星GFO，其科學有效載荷與前者相同，海面高度測量精度優于3.5厘米。星上另一有效載荷為雙頻微波輻射計(工作于22和37吉赫)，主要用于高度計數據水汽影響訂正。該衛星2000年11月交付海軍衛星業務中心控制，它采用17天精度重復軌道向海軍提供中尺度海洋鋒和渦漩等海面地形數據，改善海軍全球海洋預報模式。GFO衛星重量僅為300千克，有效載荷重47千克，總功耗121瓦，將對美國海軍軍用小衛星的發展產生深遠影響。
四、合成孔徑雷達
衛星的軍事應用
海洋衛星對海上軍事活動的重大貢獻之一或許是合成孔徑雷達對內波的監測。內波對潛艇水下航行的安全至關重要。由于不了解潛艇活動海域內波運動規律，歷史上曾發生過隱蔽待命的潛艇被突然拋出海面或突然被摔向海底，造成艇毀人亡的慘劇。在合成孔徑雷達圖像中，內波在亮背景(假設是在粗糙海面條件下)要么呈現暗色，要么在暗背景下(無風條件)呈現亮色，或者在介于兩者之間的海況條件下呈亮暗相間的條帶。這表明，在不同海況條件下，內波都可能在合成孔徑雷達圖像中呈像。因此，星載合成孔徑雷達成為迄今為止海洋內波有效監測的唯一手段。
合成孔徑雷達在軍事上的另一應用是對全球海洋水面艦艇的監視。眾多水面艦艇航行，往往激起浪花飛濺的尾流，航行海域的海面粗糙度發生改變，雷達高度計和合成孔徑雷達都有可能探測到這一變化。加拿大雷達衛星星載合成孔徑雷達有7種工作模式以及不同入射角(在20-60度之間)，可探測船長23-225米的各類船舶。在該衛星的合成孔雷達圖像上，船只以海洋暗背景下的亮目標出現，然而，艦艇探測與艦艇的物理性質，與相對于雷達觀測方向的定向和風速有關。隨著風速增強，海面后向散射也增強，艦艇亮目標回波與海面類似亮回波之間的對比度下降，探測效果受影響。近此年，美國科學家根據船尾跡的合成孔徑雷達圖像密度譜和波浪斜率譜的變化，開展運動船只船體外形識別研究，取得了一定的進展。
此外，多年來美國一直致力于星載合成孔徑雷達潛艇探測及跟蹤技術研究。目前美國已能夠在近海小風速海況下找出巡航中潛艇航行的尾跡，正在開發任何海況條件下星載合成孔徑雷達探潛的新方法。
合成孔徑雷達衛星近些年所取得的技術突破也為軍事應用開拓了廣闊前景。合成孔徑雷達遙感器已實現多波段、多極化、多投射角和多工作模式，儀器分辨率有極大提高(從現在的25米將提高到1-3米)，而且儀器重量輕、體積小、功耗及成本低、壽命長。盡管至今未見到美國合成孔徑雷達衛星計劃的報道，但是1996年美國航宇局正式提出了輕型合成孔徑雷達衛星計劃，這顯然是技術水平更高的合成孔徑雷達衛星。據稱，高技術水平的輕型合成孔徑雷達衛星具有海洋軍事動態監測(船舶調動)、重點戰區軍事動態偵察等功能。
五、結論與建議
美國海軍最近10多年建立起來的以航天遙感技術為技術支撐的環境保障服務體系應引起國家決策部門的高度重視。特別是布什政府視中國為“競爭對手”，派遣軍用偵察機抵近中國近海偵察，國家決策部門應重視采用高技術手段，捍衛星國家主權和領土完整。下面略舉數例，說明美國海軍環境保障服務體系對中國海域主權的在威脅。
11991年以美國為首的多國部隊發動海灣戰爭，集結航空母艦4艘，各類戰艦247艘。這次戰爭既考驗了美國海軍擁有的高技術裝備，同時也檢驗了美國海軍的戰爭服務保障體系。美國海軍艦隊數值氣象海洋中心實時接收多顆衛星數據，一天兩次發布沙漠地區和海灣地區上空24-36小時的風速風向預報，改善了6天以上的海洋天氣預報，表明現代高技術條件下的戰爭不能沒有像海洋衛星一類的高技術應用衛星的支持;同時也表明美國現有技術條件已可獲得中國海洋環境信息。
2上世紀90年代初，美國海軍制訂了“沿海和半封閉海計劃”，毫不掩飾地宣稱，其目的是為了“研究高度變化的沿海和淺水濱海環境對水陸兩棲戰、特殊戰爭以及自衛反擊戰的影響”。該計劃將海洋水文、海洋動力、海洋生物和海洋光學等要素數據的獲取列為重要目標。
3美國海軍上世紀90年代開始將西太平洋列為全球大洋海溫、鹽度及躍層預報的重心海區，我國黃海、東海和南海被列入其中。顯而易見，美國海軍發布黃海、東海和南海水溫、鹽度、海流預報的數據來自衛星遙感。
筆者針對來自中國海域上空的潛在威脅，提出如下幾點建議以供有關部門參考：
1在衛星海洋應用“十五”計劃和15年規劃中，應充實軍事遙感應用的指標和項目，使“軍民結合”原則落實到實處，在島礁、水深及淺海地形測繪方面應以軍事應用為主;
2海軍應從自身需要出發，制定“海洋軍事遙感規劃和計劃”，明確戰略目標和技術需求，引導國內現有的遙感技術力量為軍事服務;
3海軍應加強對海洋環境保障技術跟蹤及其對策研究的支持力度，為國家決策部門提供針對性較強，有分析、有一定參考可靠的依據。
航空電子技術論文范文第4篇
摘 要：隨著先進制造產業由制造為中心日漸變向以創新與服務為中心轉變，產品服務的效率和質量成為企業生存與發展的關鍵因素，MRO2業務已成為先進制造企業營運的主體。隨著云計算、物聯網、大數據、移動互聯等新技術等飛速發展，引發了新一輪科技革命和產業變革。無論是“德國工業4.0”還是“中國制造2025”，都提到了智能化和互聯網化，其核心是工業大數據，即對設備資產、生產服務的全面感知、收集、分析、共享。在此大背景下，本文作者結合自身實踐，結合本文作者產品研發經驗，研究如何通過技術的創新與發展，打造具有自主知識產權的工業大數據服務平臺，對工業設備的生產信息的全面感知、收集、分析、共享，為企業的管理者和參與者呈現出一個全新的看待工業維修生態視圖，引領企業實現工業互聯、挖掘數據價值、創新工業維修生態。
關鍵詞：設備維修 云計算 大數據 物聯網 智慧電廠
云計算、物聯網、大數據、移動互聯等新技術等飛速發展，引發了新一輪科技革命和產業變革。美國提出“再工業化”、德國提出工業4.0戰略等，希望借助信息技術發展重新奪回制造業優勢。我國為破解制造業發展存在的若干問題，迎接“雙重擠壓“的挑戰，應對經濟發展新常態，也提出中國制造2025、智能制造重大工程等發展戰略。在此大背景下，我們如何迎接制造業發展的機遇與挑戰。
MRO2（Maintenance，Repair，Overhaul and Operation）是設備在運行和維護階段（MOL）所進行的各種維護、修理、大修和操作等生產活動的總稱，是設備生命周期的重要組成部分。隨著先進制造產業由制造為中心向以創新與服務為中心轉變，產品服務的效率和質量成為企業生存與發展的關鍵因素，MRO2業務已成為先進制造企業收入的主體。據統計，大型裝備的MRO2費用占裝備全生命周期管理（Product LifecycleManagement，PLM）總費用的60-70%。通用電氣（GE）年收入總額中服務業所占比重為：2003年占62.44%，2004年占 63.32%；通用汽車公司（GM）下屬的服務公司2004年利潤達到29.1億美元，占GM全部利潤的80%。
經歷近40年的改革開放，我國工業發展取得了舉世矚目的成就，建成獨立完整的全國工業體系，享有“世界工廠”的美譽。我國科技的不斷進步導致產品的極大豐富，同時也誕生越來越復雜的產品。工業化與信息化融合極大提升了產品研發與制造效率，同時，對現有的產品運行、日常維護和大修等業務帶來前所未有的沖擊，主要表現為缺乏預警、響應遲鈍、維修期長、備件冗余、過度維護、知識流失等。
在此大背景下，本課題通過技術的創新與發展研究，打造基于創新工業設備維修（MRO2）模式的工業大數據服務平臺，對工業設備的生產信息的全面感知、收集、分析、共享，為企業的管理者和參與者呈現出一個全新的看待工業維修生態視圖，引領企業實現工業互聯、挖掘數據價值、創新工業維修生態。
1 市場環境與用戶需求分析
據統計，大型裝備的MRO費用占裝備全生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）總費用的60-70%。通用電氣（GE）年收入總額中服務業所占比重為：2003年占62.44%，2004年占 63.32%；通用汽車公司（GM）下屬的服務公司2004年利潤達到29.1億美元，占GM全部利潤的80%。
目前國內還沒有成熟的高端MRO軟件產品。大部分國內自主開發的MRO相關軟件產品基本上屬于第2～3代MRO產品。包括：北京神農氏軟件有限公司開發的“SmartEAM設備管理系統”、廣州市正泰商業數據有限公司開發的EAM設備資產管理系統、西北工業大學機電工程學院開發了“基于Web的數控設備維修信息管理系統”、西安翔宇航空科技股份有限公司研制的機務工程管理系統（MES）、北京海頓新科技術有限公司的海頓設備資產管理系統（EAM）、信息產業部電子第五研究所數據中心開發的可靠性維修性保障性工程軟件 CARMES、北航可靠性工程研究所和北京可維創業科技有限公司開發的可維ARMS2.5軟件等。
其它MRO產品還有：鐵路貨車技術管理信息系統（鐵道部）、武器產品的遠程監控和服務系統（南京理工大學）、數控機床維護及故障分析系統（北京機械工業學院）、航空發動機全生命管理系統（哈爾濱工業大學）。
目前國內MRO支持系統的重點關注應用行業包括：制造業（冶金、化工、汽車、煙草、制藥、工業設備、武器裝備等），交通運輸業（航空、機場、航運、碼頭、鐵路、地鐵等），電力業（發電、輸配電、核電等）和能源業（石油開采、煉油加工、天然氣輸送、采礦等）。
目前，國內還沒有自主開發的通用的MRO軟件平臺，多圍繞相關領域開展專用系統的開發。而對于復雜產品使用企業則更多的是引入國外成熟的MRO系統，如 SAP系統在航空運輸領域的應用；IBM公司的Maximo在廣州地鐵、中海油、嘉興電廠和七臺河電廠的應用；Datastream在云南電網生產管理系統、神華集團神東煤炭公司、中國移動通信產業網-江蘇成功實施；IBM Maximo在中國的用戶已經超過200家。目前，國內高端的MRO軟件市場完全被國外產品壟斷。國內仍有很多大型企業沒有應用和實施MRO支持系統，或者使用零散的MRO管理系統，MRO軟件的市場需求相當廣泛。
2 工業大數據服務平臺總體規劃
在云計算、物聯網、大數據、移動互聯等新技術等飛速發展，引發了新一輪科技革命和產業變革的大背景下。通過技術的創新與發展，打造基于創新工業設備維修（MRO2）模式應用的工業大數據服務平臺，對工業設備的生產信息的全面感知、收集、分析、共享，為企業的管理者和參與者呈現出一個全新的看待工業維修生態視圖，幫助企業實現工業互聯、挖掘數據價值、創新工業維修生態。
2.1 產品定位
基于創新工業設備維修（MRO2）模式應用的工業大數據服務平臺（見圖1），是按照平臺化、社會化、智慧化發展理念，專注于工業設備維修與設備資產管理領域，構建的工業大數據服務平臺。重點打造平臺的感知、連接、共享和洞察能力，幫助我國工業快速適應現代工業發展趨勢，實現設備資產精益運營、高效產業協作、智能制造服務和創新業務模式。
圖1 產品定位示意圖
2.2 產品架構
工業大數據服務平臺利用IoT、云計算、大數據等技術實現工業設備物聯、提供全息資產管理云應用，構建設備智能分析平臺，創新工業設備維修模式，助力企業服務化轉型，實現數據價值持續提升，平臺的總體架構圖如圖2：
圖2 工業大數據服務平臺產品架構圖
工業大數據服務平臺產品包括“基礎平臺“和“行業產品”。
“基礎平臺”是基于開放PaaS平臺的工業大數據技術支撐平臺，從功能上劃分分為：物聯平臺、設備管理平臺（EAM）以及大數據分析平臺。強大的平臺將為工業互聯網提供技術支持，打造從設備研發、制造、運營、維護、檢修的一體化管控平臺。
“行業產品”是在工業大數據服務平臺基礎上，結合具體行業、具體用戶的需求，形成“平臺+”的行業應用模式，如：“平臺+鍋爐”等行業應用產品，助力企業快速邁向“工業4.0”。
第三節 技術架構
圖3 工業大數據服務平臺技術架構圖
工業大數據服務平臺技術支撐平臺采用面向微服務、微應用的架構，其核心概括為“一云二網三要素”：“一云”：工業大數據服務云平臺，面向工業維修與設備資產管理領域，打造“全息資產管理+智慧工業維修+智慧制造服務”的云服務平臺；“二網”：物聯網和互聯網，面向互聯網環境提供服務，同時采用最新的物聯網技術，接入第三方物聯網平臺，實現設備大數據接入；“三要素”：人、設備和數據，工業大數據服務平臺的本質是解決人、設備以及鏈接兩者的數據三個基本要素的問題，借助云計算、物聯網等信息手段，提供SaaS軟件服務、軟件產品、技術服務和解決方案，創造人、設備、大數據融合的最大價值。
3 工業大數據服務平臺及應用實現
3.1 基礎平臺技術實現
圖4 工業設備大數據服務平臺的業務架構
工業大數據服務平臺基礎平臺是基于開放PaaS平臺的工業大數據技術支撐平臺，從功能上劃分分為：物聯平臺、設備管理平臺（EAM）以及大數據分析平臺。
3.1.1 物聯平臺（IIoT）
工業大數據服務平臺物聯網平臺支持大規模設備通過網關或數據采集器接入物聯云服務平臺，實現設備與物聯云服務功能組件的高性能海量通信。
支持MQTT，http等物聯網標準協議，實現設備與云端的雙向通信，使設備快速連接云端，進而實現設備與設備、設備與服務之間的數據傳輸。支持多種設備通訊協議，輕松接入各種物聯網設備、智能家居、汽車、穿戴設備、行業終端等。支持將不同設備的相同屬性進行抽象化管理，并支持批量管理設備。另外物聯平臺提供規則引擎服務，可以通過規則引擎無縫連接海量云存儲、流計算、大數據、機器學習、云監控等產品，實現消息高效處理及分析，協助客戶快速構建物聯網應用。
安全方面，對所有設備進行證書授權認證及權限管理，確保接入的終端設備與傳輸的信息安全可靠。消息傳輸使用TLS安全傳輸層協議，確保鏈路上傳輸消息的安全可靠性和數據完整性，保障用戶信息安全。
3.1.2 設備管理平臺（MRO2）
工業大數據服務平臺設備管理平臺是基于多年設備資產管理實踐經驗打造，以SaaS軟件服務形式提供的EAM平臺軟件，平臺包括設備資產管理、工器具管理、檢修管理、運行管理、巡點檢管理、物資管理、項目管理、安監管理、運營管理等9個一級功能大項， 100多個二級功能項，功能全面覆蓋資產密集型行業對資產全生命周期管理的各個方面，幫助企業管理人員掌控設備、追蹤價值、實現安全生產、創新維修、降低成本。
3.1.3 大數據分析平臺（PHM）
工業大數據服務平臺大數據分析平臺，以大數據處理技術和框架為基礎，綜合設備實時狀態監測、設備管理、巡檢等不同的數據源數據，面向工業應用場景建立算法分析模型，利用平臺提供的海量大數據存儲、加載、分析、挖掘能力，實現對設備設備故障預測與健康管理的分析（PHM）需求。典型的業務分析場景包括故障診斷分析、設備故障分析、設備健康分析、設備報廢分析、設備可靠性分析、生產成本分析、庫存優化分析等。
3.1.4 云開放平臺
云開放平臺是SaaS軟件服務向平臺化的延伸，提供了通用企業應用工業大數據服務平臺化開放能力，通過對支撐應用軟件的基礎環境、開發環境和運行環境的開放，為工業大數據服務平臺提供可以靈活的可定制性、可擴展的開放能力，開放平臺的客戶價值在于通過平臺能力開放，更大程度滿足不同行業客戶應用場景需求，提供一致的技術路線和標準，支持企業現有業務應用與設備資產管理SaaS應用功能的整合。開放平臺的功能包括云開發平臺、API開放、應用組件市場、數據服務平臺等。
3.2 行業產品設計與實現
在全產業鏈大數據的時代，依托在EAM、設備狀態監測和大數據分析等方面的研究與實踐，對設備大數據不斷積累與探索，深入互聯網/傳統行業多個領域，在數據處理，數據提煉等方向形成了獨有優勢?；诠I大數據服務平臺基礎平臺和“平臺+行業”的應用模式，結合具體行業、具體用戶的需求，形成行業應用產品，助力用戶快速掌控工業互聯網，共同繁榮工業互聯應用生態。
下面通過以 “平臺+智慧鍋爐”行業應用為例，來了解“平臺+”的行業應用模式。（見圖5）
“平臺+智慧鍋爐”實現鍋爐站點運營管控與鍋爐設備運行維護，對設備進行全面裝監測、故障診斷與健康管理，為鍋爐生產、運營企業提供在線監測鍋爐設備運行與健康狀況；全面移動化的現場運維工作應用功能；全景可視化的現場監控與運維管理；多站點的集中管控運維模式支持。
圖5 “平臺+鍋爐”產品功能架構
圖6 “平臺+鍋爐”應用界面
智慧鍋爐應用價值與產品特點：（1）在線監測鍋爐設備運行與健康狀況；（2）全面移動化的現場運維工作應用功能；（3）全景可視化的現場監控與運維管理；（4）多站點的集中管控運維模式支持。
4 平臺運營與推廣
依托在EAM、設備狀態監測和大數據分析等方面的研究與實踐，對設備大數據應用不斷積累與探索，工業大數據服務平臺應用逐步深入互聯網/傳統行業多個領域，在數據處理，數據提煉等方向形成了獨有優勢?；诠I大數據服務的工業設備維修（MRO2）應用模式，結合具體行業、具體用戶或合作伙伴的需求，以“平臺+行業“的平臺合作模式，開放的工業大數據服務平臺服務資源，助力合作伙伴掌握工業大數據，共同繁榮工業大數據應用生態；為合作伙伴快速搭建“平臺+”的專有服務平臺，共同助力企業快速邁向“中國制造2025”。如在能源行業，幫助能源企業快速對接“智能電網”、“能源互聯網”。
5 總結與展望
當今，世界各國始終致力于以技術創新引領產業升級，而大數據的利用使得資源節約、環境友好、可持續發展，智能化、綠色化的發展趨勢得以實現，因此，大數據背景下創新工業設備維修模式將具備更廣闊的市場空間和前景。在國內目前缺乏成熟的基于MRO2的工業大數據服務平臺產品，在我國工業大數據剛剛起步階段，需不斷探索，堅持應用驅動，邁向中國制造強國之路，務必加快推進大數據技術產品在工業維修領域中的應用。
參考文獻
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航空電子技術論文范文第5篇
安東石油技術(集團)有限公司成立于1999年，總部注冊在北京，是國家認定的高新技術企業，資產規模20余億人民幣，2007年在香港主板上市。國際總部設立在迪拜，公司20%業務來自于海外市場。擁有員工1500余人，其中大專以上學歷人員占80%，碩士及以上學歷員工130余名，副教授及以上職稱專家40多名。擁有300余項專利及專利申請權，2006年經國家人事部批準設立了博士后科研工作站，在美國休斯敦擁有安東技術中心。目前年產值達10余億元人民幣，是國內最大的民營油田技術服務公司。
安東石油擁有油氣田開發一體化服務技術為主及油井管材一體化技術服務兩大產業。其中油氣田開發一體化技術服務由總部經營，產品及服務涵蓋油氣田開發作業的全過程;油井管材一體化技術服務產業模塊由總部設在新疆巴州的安東通奧獨立經營。公司業務已經遍及全國各產油區和部分國外地區，在全國主要產油區建立了現場服務基地，海外業務形成面向中東、中亞、非洲等國際主要產油區的國際業務網絡。安東石油與國際油田技術服務公司是即競爭又合作的關系，目前已經成為國內技術領先并在國際上中具有較強影響力的油氣田技術服務公司，是國內高端油田技術服務的重要力量。
近幾年來，安東石油保持年50%以上的發展增速，年員工增長速度20%以上。公司依托中國的核心優勢，在中國形成采購物流及生產制造中心、產品研發及技術支持中心、人才引進及培訓中心三大中心。在未來的發展中，安東石油將繼續發揮規模優勢、融資優勢、人才優勢，抓住新興市場機遇，建設一個立足中國的全球領先的油田技術服務公司。