专利名称：基于北斗导航卫星的飞机裂纹实时监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及安全性监测系统，尤其涉及一种基于北斗导航卫星的飞机裂纹实时监测系统。
背景技术：
近年来，世界各国多型民用、军用飞机按给定的寿命、检查周期进行使用维修，但仍然不断发生空中解体的灾难性事故，其主要原因就是对飞机裂纹认识不足，以及缺少飞机使用过程中结构裂纹监测的技术手段。目前，国际航空界对飞机结构损伤检测有两点一是通过试验暴露飞机结构疲劳危险部位、给出检查周期和安全寿命或者进行单机载荷监控，采用宏观把握的方法控制损伤，二是缩短检修周期、扩大检查部位，在进厂大修和日常维护时采用无损检测或目视手段，用加强检查的方法控制损伤。但是大量实践证明，飞机实际使用中结构的损失远比试验中复杂的多。而现有技术中并没有一种有效的飞机裂纹实时监测系统。
实用新型内容针对现有技术中没有一种对飞机裂纹安全性进行实时监测的系统，因此有必要提供一种飞机裂纹安全性实时监测的系统。本实用新型公开了一种基于北斗导航卫星的飞机裂纹实时监测系统，包括安装在飞机上两个以上监测点的监测设备、两个以上北斗导航卫星、地面站，所述监测设备通过北斗导航卫星连接地面站，所述监测设备包括位移传感器，每个监测点有二个位移传感器，分别安装在监测点的水平X轴和Y轴两个方向，所述飞机上的监测点分别设置在机身和机翼上。优选地，上述地面站包括地面控制中心、电源分系统、通信监控分系统、发射接收分系统、天线，所述地面控制中心分别连接电源分系统、通信监控分系统、发射接收分系统， 所述发射接收分系统通过天线与导航卫星连接。优选地，上述监测设备包括滤波器、放大器、ARM板，所述位移传感器依序连接滤波器、放大器、ARM板。优选地，上述ARM板上设置报警装置。优选地，上述飞机裂纹监测系统包括北斗导航卫星授时系统。综上上述，由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果所述安装在飞机上的监测设备监测飞机的安全信息并通过北斗导航卫星传输给地面站。通过安装在机身和机翼上的位移传感器监测到监测点的水平X轴和Y轴两个方向的位移，确定飞机是否出现裂纹，实时检测飞机的安全状况并传输给地面站，地面站对接收到的信号进行处理，实时确定飞机的安全状况。
[0011]本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中图1为本实用新型的北斗导航卫星的定位原理图。图2为北斗卫星通信子系统原理框图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本实用新型公开了一种基于北斗导航卫星的飞机裂纹实时监测系统，包括安装在飞机上两个以上监测点的监测设备、两个以上北斗导航卫星、地面站，所述监测设备通过北斗导航卫星连接地面站，所述监测设备包括位移传感器，每个监测点有二个位移传感器，分别安装在监测点的水平X轴和Y轴两个方向，分别获得水平裂纹的信号，所述飞机上的监测点分别设置在机身和机翼上。所述安装在飞机上的监测设备监测飞机的安全信息并通过北斗导航卫星传输给地面站。通过安装在机身和机翼上的位移传感器监测到监测点的水平X 轴和Y轴两个方向的位移，确定飞机是否出现裂纹，实时检测飞机的安全状况并传输给地面站，地面站对接收到的信号进行处理，实时确定飞机的安全状况。优选地，所述地面站包括地面控制中心、电源分系统、通信监控分系统、发射接收分系统、天线，所述地面控制中心分别连接电源分系统、通信监控分系统、发射接收分系统， 所述发射接收分系统通过天线与导航卫星连接。如图1所示的本实用新型的北斗导航卫星的定位原理图，本实用新型的实现原理如下北斗导航系统是主动式双向测距二维导航，地面控制中心系统解算，供飞机监测点三维定位数据。首先由地面控制中心系统向卫星1和卫星2同时发送询问信号，经卫星转发器向各个飞机监测点广播。飞机监测点响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经北斗导航卫星转发后回控制中心系统。控制中心系统接收并解调飞机监测点发来的信号，然后根据飞机监测点的申请服务内容进行相应的数据处理。对定位申请， 中心控制系统测出两个时间延迟即从中心控制系统发出询问信号，经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟；和从中心控制发出询问信号，经上述同一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。由于控制中心系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此由上面两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。另外控制中心系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上，从而控制中心系统可最终计算出飞机所在点的三维坐标。优选地，所述监测设备包括滤波器、放大器、ARM板，所述位移传感器依序连接滤波器、放大器、ARM板。当有位移发生时，传感器采集到来水平X轴、水平Y轴信号，传感器将输出的信号通过IKHz的低通滤波器，滤除参杂在信号中的高频干扰；然后将滤波后的信号传送给放大器，放大器将输入的信号放大到IVpp送到ARM板进行转换，由于采集到的信号为模拟信号，此时，ARM9上的AD转换功能，将模型信号转换成数字信号，并传送给数据处理中心。[0019]优选地，所述ARM板上设置报警装置。安装在ARM板上的LED灯光报警装置和蜂鸣器声音报警装置同时工作，产生报警功能。优选地，所述飞机裂纹监测系统包括北斗导航卫星授时系统。了使卫星和地面控制中心、监测点的飞机能够具有同频同相的同步时钟信号，本发明中采用北斗导航卫星授时系统。本发明装置所采用的授时系统频率可以为20ΜΗΖ、40ΜΗζ、60ΜΗζ、80ΜΗζ，所使用的
频率越高，则精度越高。所述地面控制中心包括定位、时钟、信号收发、信息处理、及配套设备组成，采取主控制中心和处理系统相结合的控制工作模式。主控制中心由数据库子系统、通信子系统、呼叫受理子系统组成；处理系统包括通信子系统、GIS子系统主控制中心和各监测点通过卫星链路组成专用网络，互相交换数据、共享信息，实现群体监测、联网报警、绝对保证安全的高要求。北斗导航卫星是覆盖中国本土的区域性有源三维卫星定位与通信系统，覆盖范围东经约70° -140°，北纬5° -55°。所述基于北斗导航卫星的飞机裂纹实时监测系统包括空间端卫星部分、地面站部分和飞机监测点终端三部分组成。空间端卫星部分一般由2 至3颗地球同步卫星组成，负责执行地面控制中心与飞机监测点之间的双向无线电信号中继任务。每颗卫星的主要载荷是变频转发器，以及覆盖定位通信区域点的全球波束或区域波束天线。地面站部分完成与卫星之间上、下行数据的处理；对飞机监测点发送的业务请求进行响应处理，完成飞机监测点定位数据的处理工作和通信数据的交换工作，把计算机得到的飞机监测点位置和经过交换的通信内容，通过控制中心，分别送给有关用户。如图2所示的北斗卫星通信子系统原理框图，地面站包括地面控制中心、天线、发射和接受分系统、通信监控分系统、电源分系统。地面站的天线分系统，面向北斗导航卫星， 把来自空中的卫星信号能量反射聚成一点它，把电磁场能变为高频电能或高频电能转变为点磁场的装置，采用直径为2. 4米的抛物面天线，由天线本身、馈源、高频头等组成。发射分系统是将需要播发的信号调制到工作波段的载波上，经大功率放大后，经天线向卫星发射出去。接收分系统是接收来自卫星的信号，经放大、检波后，再发送到终端系统。通信监控分系统是负责对地面站内的各种设备进行监视、控制和定期测试。电源分系统是为全部地面站设备提供电源。飞机监测点终端完成飞机监测点与卫星之间上、下行数据的处理；发送飞机监测点请求，接收飞机监测点数据；提供必要的显示及数据接口。采用北斗卫星机载设备，具有小型化、集成度高、设备紧凑简单、低功耗和操作简单等特点。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其它等效或具有类似目的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。本实用新型并不局限于前述的具体实施方式
。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求1.一种基于北斗导航卫星的飞机裂纹实时监测系统，其特征在于包括安装在飞机上两个以上监测点的监测设备、两个以上北斗导航卫星、地面站，所述监测设备通过北斗导航卫星连接地面站，所述监测设备包括位移传感器，每个监测点有二个位移传感器，分别安装在监测点的水平X轴和Y轴两个方向，所述飞机上的监测点分别设置在机身和机翼上。
2.如权利要求1所述的飞机裂纹实时监测系统，其特征在于所述地面站包括地面控制中心、电源分系统、通信监控分系统、发射接收分系统、天线，所述地面控制中心分别连接电源分系统、通信监控分系统、发射接收分系统，所述发射接收分系统通过天线与导航卫星连接。
3.如权利要求2所述的飞机裂纹实时监测系统，其特征在于所述监测设备包括滤波器、放大器、ARM板，所述位移传感器依序连接滤波器、放大器、ARM板。
4.如权利要求3所述的飞机裂纹实时监测系统，其特征在于所述ARM板上设置报警装置。
5.如权利要求4所述的飞机裂纹实时监测系统，其特征在于所述飞机裂纹监测系统包括北斗导航卫星授时系统。
专利摘要本实用新型涉及安全性监测系统，本实用新型公开了一种基于北斗导航卫星的飞机裂纹实时监测系统，包括安装在飞机上两个以上监测点的监测设备、两个以上北斗导航卫星、地面站，所述监测设备通过北斗导航卫星连接地面站，所述监测设备包括位移传感器，每个监测点有二个位移传感器，分别安装在监测点的水平X轴和Y轴两个方向，所述飞机上的监测点分别设置在机身和机翼上。通过安装在机身和机翼上的位移传感器监测到监测点的水平X轴和Y轴两个方向的位移，确定飞机是否出现裂纹，实时检测飞机的安全状况并传输给地面站，地面站对接收到的信号进行处理，实时确定飞机的安全状况。
文档编号G01S19/42GK202158845SQ20112025267
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者何戎辽, 吴伟林, 宋慧, 王维军 申请人:成都林海电子有限责任公司