一起平台式惯导系统不组合故障排查及处理

彭鹏12 ,贡志波12 ,田静分2

摘要：本文对一起平台式惯导系统不组合故障进行了分析排查，通过外场及内场检查方案及故障树的分析，对故障进行排查定位并制定了改进措施。

关键词：平台式惯导系统；不组合；排查

引言

某型平台式惯导系统在机上出现多次按压组合按键，惯导无法进入组合导航的故障，直接影响外场任务完成，为快速排除故障，及时保障外场任务，对该故障进行分析研究，制定故障排查方案及改进措施。

1.故障排查方案

1.1外场排查方案

1.1.1机上天线检查

检查天线插座有无缩孔现象；若外观正常，用数字三用表测量天线插座插孔对插座金属外壳的阻值应满足（770±10）Ω，若阻值异常则天线故障，需更换天线；在周围无遮挡物的空旷区域，用手持式卫星定位检测仪对天线收星功能进行检查。若定位迅速，收星颗数在8颗以上（经验值）表示收星能力较强，若收星颗数在5颗及以下，说明天线收星能力较弱，建议更换天线。

1.1.2 GPS馈线检查

GPS馈线用来传递GPS卫星导航信息，成套馈线由两个接插件和同轴电缆组成。若接插件的插孔、插针变形或缩针、缩孔造成接触不可靠，将影响卫星信号的正常传递。机上重点检查馈线接插件及接插件附近的馈线绝缘层，检查接插件有无插孔、插针变形或缩针、缩孔，检查馈线有无因弯折受力、磨损导致绝缘层破损的现象，若发现异常，在机上条件允许的情况下，对馈线接插件进行矫形或重新压接（馈线长度允许的情况下）、或对绝缘层进行防护，否则更换机上GPS馈线。

1.1.3地面通电检查

在确保机上天线和GPS馈线完好、机棚内转发器完好或天气良好的情况下，再次进行地面通电检查，若惯导组合正常，则说明不组合现象可能跟当时外界GPS环境相关，建议观察使用；若组合不正常，建议切换显控处理机，然后再选择组合状态，如果组合正常，引起不组合的原因可能是显控处理机给惯导的控制字不对，外场人员需检查显控处理机。如果切换显控后组合还不正常，或地面三次及以上通电检查惯导皆不能正常组合，基本可确定惯导自身存在问题，需拆下惯导返厂检查修理。

1.2内场检查方案及排故过程

产品在试验室测静态阻值合格，录参数正常，未检测到故障信息，进行常规纯惯性能测试，均符合技术指标要求。进行车载组合功能验证，试验85分钟过程中共有13次断开组合或丢星情况，见表1。

表1  车载组合功能验证情况

导航时间（第*分钟）	现象	持续时间
11	丢星断组合一组数	6s
17	丢星一组数	18s
67	断组合一组数	6s
69	断组合一组数	6s
75	断组合一组数	6s
76	断组合一组数	6s
77	断组合二组数	6s
78	断组合一组数	6s
80	断组合一组数	6s
81	断组合一组数	6s
84	断组合一组数	6s
86	断组合一组数	6s
87	断组合一组数	6s

参照某型惯导组合导航信号传递图（图1），根据卫星信号的接收及传递走向，对惯导自身原因引起的不组合故障，绘制故障树见图2，结合信号传递链路的各环节上逐一排查。

图1  某型惯导组合导航信号传递图

图2  惯导不组合故障树

1.2.1惯导性能检查

因惯导内部软件设置纯惯经纬度与GPS经纬度进行比较，如果经纬度某一个误差超过15′，则惯导自动断开组合，故应首先确认惯导纯惯性能是否符合要求。对产品进行多次通电检查，产品位置精度、速度精度均符合技术指标要求。

1.2.2机箱馈线检查

检查GPS馈线插座与馈线紧固是否牢靠，插座有无变形，插孔有无缩孔；如有异常需更换机箱内馈线。经检查机箱内馈线接插件插孔、针无变形或缩针现象，馈线绝缘层、屏蔽层完好。

1.2.3卫星导航接收机（A4板）检查

检查接收机板软件版本正确，符合技术要求。用三用表测量接收机的电池电量应≥2.7V，实测3.02V，符合技术要求。

将接收机板和天线置于室外测试接收机性能，检查其工作电压、电流、秒脉冲正常；检查其冷启动时间应≤180s，实测178s；热启动时间应≤60s，实测110s；检查其GPS最高信噪比应≥20dB，实测20.2dB；GLONASS最高信噪比应≥10dB，实测18.8dB；PDOP值2.6，偶尔跳变到11.2，持续约30s，GPS收星4～5颗，GLONASS收星3～4颗。将接收机板置于室内接卫星转发器测试30min，接收机板性能稳定，且收星数量稳定在14-16颗，对比测试说明接收机板性能受外界环境干扰较大，在外部干扰较多的环境其收星能力明显下降。因此，接收机板在外场恶劣环境下功能存在偶发失效的可能。

1.2.4备份机（A6板）检查

检查A6板软件版本及232通讯均正常。

2.机理分析

2.1惯导组合模式机理

如图1所示，机上GNSS天线接收卫星信号，经外部馈线传输至惯导机箱的馈线，卫星导航接收机板处理卫星信号，通过总线传输至备份计算机板，再经主计算机处理并输出组合导航数据。

2.2原因分析

根据惯导组合模式工作原理及不组合故障树，分析可能引起不组合的因素有：

a)机上卫星天线故障、性能超差或被遮挡等；

b)机上GPS馈线缩针、弯针、破损、干扰变大等；

c)显控处理机发送错误控制字；

d)惯导机箱内部馈线磨损干扰变大、缩孔等题；

e)接收机板性能下降（抗干扰能力差），软件版本低、电池电量不足等。

3.结论及改进措施

根据内场试验及分析，该起不组合故障的原因主要为卫星导航接收机板性能下降，导致组合状态不稳定。改进措施如下：

a)更换卫星导航接收机板，并进行常温、高低温及动态试验验证惯导组合导航功能；

b)建议外场先排除机上天线和馈线的插针、插孔及线缆损伤问题。在机棚卫星转发器工作良好或机棚外天气良好的情况下，再次进行地面通电，若组合正常，则说明不组合现象可能跟当时外界GPS环境相关，建议观察使用。若进行三次及以上通电，皆不能正常组合时，需将惯导返厂修理；

c)惯导定期标校，预防由于惯导精度超差导致的不组合，同时可确认惯导相关卫星信号接收设备的完好性。

参考文献

[1]王芳，刘刚.惯性/GPS组合导航系统的故障树分析法[J].航空维修与工程，2004（4）.

[2]张宗麟.惯性导航与组合导航[M].北京：航空工业出版社，2000.

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