CRC在精确制导武器中的应用和实现

王明涛，李 水，张 陈，程鸿健

（北京航天微系统研究所，北京 100094）

CRC在精确制导武器中的应用和实现

王明涛，李 水，张 陈，程鸿健

（北京航天微系统研究所，北京 100094）

为了保证精确制导武器的在作战中与载机数据交互的正确性，我们引入了CRC校验。CRC校验是确保数据可靠性的重要措施，具有编码简单、误判概率低等特点。本文详细介绍CRC算法原理，重点介绍了其设计实现过程，这种方式已成功应用在多型精确制导武器中。

精确制导武器；CRC

1 引言

现阶段，精确制导武器已成为高技术战争中使用数量最大，取得成果最显著的常规武器之一，在战斗机、无人机等空中力量对地面建筑、桥梁、机场等多种军用目标实施精确打击手段的地位日益凸现。

精确制导武器的作战使用流程与载机密切相关。一般地，载机通过检测精确制导武器状态、惯导传递对准、装订目标数据、判断发射区域、控制发射来实现完整作战流程，为了保证载机与精确制导武器之间指令、数据传输的正确性与可靠性，通常会进行信道编码。

CRC（Cyclic Redundancy Code）是一种高性能的检错码，广泛应用于战斗机、无人机、计算机、嵌入式系统中信息与数据的存储和传输。在通信系统中，通常采用16位CRC码，它对单个位错误、偶数位错误、奇数位错误、一定长度的偶数位错误以及突发性错误的发现率均为100%，因而在通信系统中得到了广泛的应用[1]。

式中，Qn-1(X)为整数；Rn-1(X)为16位二进制余数，根据式（10）和式（11），可得

显然，二进制数R0(X)就是我们所要求得CRC码。

因为CRC码的长度总比生成多项式的二进制数的位数少1，所以RnL(X)*28的余数就是其本身，因此（11）式可化为

式（13）是编写按字节计算CRC校验代码的关键，它表明本字节的CRC码等于上一字节CRC码的高8位和本字节求和之后的CRC码，再与上一字节的CRC码左移8位后的数值相加。

2.3 基于查表法的CRC的实现

CRC校验在软件上有多种实现方法，本文使用查表法来实现，这种方法的运算量较小，而且计算速度快，效率非常高[5]。查表法的思路是先离线计算数据信息的所有余式，置于“余式表”中，供读取和调用。

本文以CRC-CCITT标准为例，其生成多项式为X16+X12+X5+1，离线构造单字节的余式表一共256项，通过这个余式表可以快速生成多个字节的CRC，CRC-CCITT编码余式表crc_table表1所示。

根据式（13）的原理，计算一帧数据CRC码的代码如下：

表1 单字节的CRC-CCITT码表

以上算法实现了按字节进行检验值计算，需要的时间很短，信息码一次输入，经过必要的处理时间即可输出编码结果，大大缩短了处理时间，具有很大的优越性。在实际使用中，精确制导武器将指令、数据信息连同计算出来的检验值一起向载机进行发送。精确制导武器在接收到载机指令、数据时，按照同样的方法进行校验，与收到的数据进行比较，如果相同则认为数据传输正确，否则认为有错误。

3 结束语

本文将CRC-CCITT校验应用于精确制导武器领域，介绍了CRC算法原理，重点介绍了基于查表法的CRC的实现。这种方式已经在多型精确制导武器中得到了实际应用，表现出优异的性能，良好地保证了精确制导武器的作战使用。同时，这种算法设计具有通用性，可以广泛应用于数据通信领域。■

[1] 吕晓敏．嵌套循环冗余码（CRC）的优化与检验．杭州：浙江大学，2012

[2] 沙依（美）著．高传善译．数据通信与网络教程[M]．北京：机械工业出版社，2000

[3] Joe Campbell著．徐国定，廖卫东，张庆译．串行通信C程序员指南（第二版）．北京：清华大学出版社，1995.6

[4] 王祖林．循环冗余校验码的查表生成算法和实现．北京航空航天大学学报，1996,22,(4):389～392

[5] 瞿中，徐向之．单片机通信中的CRC算法．微机发展，2001,(4): 74～76

Eutelsat美洲的全电卫星结束七个月的旅程开始服务

卫星运营商Eutelsat宣布，通过收购Satmex而获得的两颗全电卫星中的第二颗卫星在长达7个月旅程之后到达其轨道位置，从1月16日开始服务。Eutelsat 117 West B在去年6月连同ABS-2A一起，由SpaceX Falcon 9火箭发射成功，ABS-2A也是一个类似的全电卫星，是波音为百慕大的ABS公司建造的。在一份四颗卫星的猎鹰9一箭双星发射订单中，这两颗卫星组成了第二组。ABS公司和Satmex（现在的Eutelsat美洲公司），均称赞这笔交易大幅度节约了成本，同时接受由此产生的折衷后果，它需要几个月而不是几天的时间卫星才能到达其最终轨道。尽管围绕ABS和Satmex的2012年团购四颗全电推进波音702SP卫星的行为涉嫌炒作，但波音公司还没有达成过任何类似的交易。

使用全电推进的卫星可以实现轻量化，其重量仅仅是配备化学推进卫星的一半。运营商可以利用这种技术大规模节约成本，将更大的有效载荷封装到航天器平台上，或者像Eutelsat和ABS的情况那样，使用更小的卫星并节省发射成本。

Eutelsat 117 West B，在Eutelsat于2013年收购墨西哥卫星运营商之前被称为Satmex 9，其装载了48个Ku波段转发器，覆盖拉丁美洲和加勒比海地区。卫星还承载广域增强系统WAAS（Wide Area Augmentation System）有效载荷Raytheon，将为美国联邦航空管理局操作使用，从2018年开始用以提高飞机GPS信号的准确性。

目前在地球静止轨道上，这颗卫星在西经117度与劳拉空间系统（Loral）建造的Eutelsat 117 West A相邻，该星于2013年由国际发射服务质子火箭发射，名为Satmex 8。Eutelsat美洲公司负责卫星带宽销售事宜。

Eutelsat的第一个全电卫星（Eutelsat 115 West B，以前叫Satmex 7）是2012年从波音订购的，与ABS-3A卫星一起于2015年3月发射，并提前一个月到达其地球静止栖息点，这得感谢Falcon 9火箭超出预期的表现。ABS卫星8月开始服务；Eutelsat的卫星当年10月开始服务。

随着Eutelsat 117 West B的部署现已完成，ABS和Satmex 2012年订单的四颗卫星中只有一颗尚未进入服务：即ABS-2A卫星。ABS首席执行官Tom Choi在1月17日告诉SpaceNews，该公司目标是将1月20日作为卫星的正式运行日期。

与ABS-2配置在同样位置东经75度，ABS-2A携带48个转发器和5个高功率Ku波段波束，用于覆盖中东、北非和亚洲部分地区。

自2012年以来，Eutelsat已经订购了更多的全电卫星，但并非来自波音。劳拉空间系统得到了Eutelsat公司Eutelsat 7C的订单，空客防务与空间得到Eutelsat 172B订单，Thales Alenia Space正在为Eutelsat建造非洲宽带卫星。

ABS在2015年回到波音，让其为ABS-8卫星进行全电设计。但该订单取决于美国进出口银行（U.S Export-Import Bank）的融资，因此当Ex-Im在那年夏季国会授权过期后被迫关闭时，该订单被取消。（该银行在2015年年底重新开放，但仍然无法为大型卫星项目融资，因为国会不允许白宫填补董事会空缺，阻止该银行批准1,000万美元以上的交易。）

ABS仍然打算订购一个ABS-8卫星。Choi去年年底说，他想要一个比2015年准备从波音购买的卫星更高吞吐量的设计。他还表示，仍然希望从美国购买卫星，波音仍在考虑名单中。

Application and Implementation of CRC in Precision Guided Weapon

Wang Mingtao, Li Shui, Zhang Chen, Cheng Hongjian
(Beijing Aerospace Microsystem institute, BeiJing, 100094)

To ensure the accuracy of the communication of precision guided bomb and the aircraft，CRC check is introduced. CRC check is an important way to ensure the reliability of data interaction，which characteristic is coded simply，low probability of error judgment and so on. In this paper, the principle of CRC algorithm is introduced in detail, as well as its design and implementation process. This method has been successfully applied in multi-type precision guided weapon.

Precise guided bomb; CRC

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.02.004

TN96

A

1672-7274（2017）02-0018-04