一种移动式机场外来物检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种移动式机场外来物检测系统，其特征在于，包括本体；所述本体包括移动载具，其承载雷达系统、卫星定位接收系统、自动控制系统和显示装置；雷达系统，其为发送和接收78～81GHz频率电磁波的毫米波相位雷达系统；卫星定位接收系统，其为差分式卫星定位接收系统；自动控制系统，其将所述本体的经纬度坐标与所述机场外来物相对于雷达系统的位置信息相结合，得到机场外来物的经纬度信息，并将机场外来物的经纬度信息传送给显示装置。本实用新型所述的移动式机场外来物检测系统，占用机场面积较小，扫描过程简单，且能够在发现外来物后立刻进行清除。
【专利说明】
一种移动式机场外来物检测系统
技术领域
[0001]本实用新型属于飞行器安全技术领域，尤其是涉及一种机场外来物检测装置。
【背景技术】
[0002]机场工作区域属于开放式环境，工作区域内不可避免会有外来物。航空器对于外来物来说相当脆弱，一向不被人注意的场内外来物，有可能损坏航空器发动机、轮胎等重要部件，造成巨大的经济损失，酿成安全事故。
[0003]为了解决机场外来物问题，现在主流的技术是采用固定式检测方式，在机场跑道的一侧安装若干台架，在台架上安装毫米波雷达和摄像机，由毫米波雷达进行检测、摄像机进行人工图像识别来检测异物。但固定式检测装置占用机场面积较大，扫描过程复杂，且无法在发现外来物后立刻进行清除。如何设计一种移动式机场外来物准确定位的检测装置称为本领域技术人员研究的课题。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种移动式机场外来物检测系统，以解决现有技术中，固定式检测装置占用机场面积较大，扫描过程复杂，且无法在发现外来物后立刻进行清除的问题。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]—种移动式机场外来物检测系统，包括本体;所述本体包括移动载具，其承载雷达系统、卫星定位接收系统、自动控制系统和显示装置；雷达系统，其包括发送和接收78?81GHz频率电磁波的毫米波相位雷达，所述雷达系统定位机场外来物相对于雷达系统的位置信息，并发送给自动控制系统;卫星定位接收模块，其采用差分式卫星定位接收系统，其接收全球定位卫星的信号，得到所述本体的经玮度坐标，并发送给所述自动控制系统；自动控制系统，其将所述本体的经玮度坐标与所述机场外来物相对于雷达系统的位置信息相结合，得到机场外来物的经玮度信息，并将机场外来物的经玮度信息传送给显示装置。
[0007]进一步，所述自动控制系统记录并保存外来物的时间、经玮度信息数据。
[0008]进一步，所述雷达系统发射的电磁波频率随时间变化而周期性改变。
[0009]进一步，还包括网络传输模块，其通过无线通讯网络与机场控制室连接。
[0010]进一步，还包括保护罩，所述卫星定位接收模块设置于保护罩顶部的一侧，所述雷达系统、自动控制系统及网络传输模块设于所述保护罩内部。
[0011 ]进一步，所述显示装置为触摸屏。
[0012]相对于现有技术，本实用新型所述的移动式机场外来物检测系统具有以下优势:
[0013]本实用新型具有的优点和积极效果是:1.由于本实用新型将雷达和卫星定位接收系统同时运用到外来物的检测中，卫星定位接收系统定位精准，雷达系统检测外来物相对于其的位置信息，配合卫星定位接收系统可以得到外来物的精确位置信息，同时雷达受天气等外界因素的影响小，可以得到外来物的精确位置信息；2.自动控制系统记录外来物的相关信息，方便后期查询统计;3.主要部件系统安装于保护罩中良好固定，受天气条件，温度，湿度，可视度影响小；4.装置采用78?81GHz毫米波，传播距离很短，不影响与机场和飞机的操作，通讯，导航，监视系统，能做到共同工作且互不干扰;5.实用性好，智能性好，避免人为因素造成的误差，节省人力;6.装置采用半自动工作模式，使用时驾驶员与操作员两人即可完成本实用新型的操作;7.设备功率小，对人员辐射小，不影响操作者身体健康。
【附图说明】
[0014]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0015]图1为本实用新型实施例所述的移动式机场外来物检测系统除移动载具和显示装置的轴测图；
[0016]图2为本实用新型实施例所述的移动式机场外来物检测系统配合全球定位卫星检测外来物的原理示意图；
[0017]图3为本实用新型实施例所述的移动式机场外来物检测系统在机场跑道上扫描范围示意图。
[0018]附图标记说明:
[0019]1-全球定位卫星;2-本体;3-扫描地面;4-机场外来物;5-卫星定位接收模块;6_自动控制系统;7-网络传输模块;8-保护罩;9-雷达系统。
【具体实施方式】
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0022]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0023]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0024]如图1-3，本实用新型提出一种移动式机场外来物检测系统，包括雷达系统9、卫星定位接收模块5、自动控制系统6、显示装置和网络传输模块7，各部件安装于移动载具上，并以有线形式连接。
[0025]雷达系统9为扫描式雷达通用外形，采用78?81GHz毫米波作为发射和接收介质，相位雷达本身以每秒30次的发放频率，配合每4秒一次循环周期旋转机构，做快速的解析。相对4mm雷达波长而言，扫描地面3是相对平整的，只有检测到扫描地面3上的大块变形或外来物4(尺寸在2.5cmX 2.5cm以上)会被雷达系统9检出。雷达系统9用于测定本体2与机场外来物4的相对距离，雷达系统9发射的电磁波频率随时间变化而周期性改变，通过分析返回波频率与时间的关系，可以准确测出机场外来物4相对位置。而通过改变发射波变频速率，可动态调整雷达系统9的精度。所述雷达系统9放置于移动载具上，随移动载具沿机场跑道或其他检测区域移动，主要扫描移动载具前方地面，可扫描移动载具前方角度为a距离为h?H的范围；其中a为80°，hS20m，H为150m。移动载具为汽车，故可工作于机场各平面，如跑道、滑行道、停机坪和匝道。
[0026]为了准确定位扫描到的机场外来物4位置，上述卫星定位接收模块5采用高精度卫星定位天线对本体2定位。卫星定位接收模块5采用0MNISTAR系统，基于GPS和GL0NASS等多种全球卫星定位系统，基于卫星的精密轨道和时钟信息。精密轨道信息每分钟播发一次，精密时钟信息每10秒播发一次。提供的卫星的坐标在20-30厘米内，卫星时钟误差在I纳秒(等于30厘米)。因此，本体2不需离参考站很近，精度就可达2?3分米，从而得到本体2的精确经玮度坐标，再与雷达系统9测定数据结合，得到机场外来物4的精确经玮度坐标。
[0027]本实用新型的自动控制系统6包括专用计算机终端，用以对其它各系统起控制和计算作用，专用计算机终端的硬件为一般民用PC架构，本实用新型的操作系统安装于专用计算机终端中，检测所得数据均储存于专用计算机终端中；用户操作界面可实现功能设置，自定义工作区域，雷达精度调整，装置状态信息查询，卫星定位地图显示，检测数据导出，安全锁等主要功能。
[0028]关于系统数据输出，本实用新型可以提供操作的数字数据记录，包括发出警报的日期，时间，机场外来物4的位置等信息。网络传输模块7，可以通过无线通讯网络进行本实用新型与安装于其它位置的机场控制室连接。
[0029]本实用新型中，雷达系统9检测机场外来物4是否存在，并确定机场外来物4与本体2的相对位置;卫星定位接收模块5提供本体2的经玮度坐标;专用计算机终端对各组件起控制作用和计算作用，并存储数据文件备份。
[0030]工作过程:正常使用时，驾驶员和操作员就位于移动载具上。硬件系统启动，软件系统自检，卫星定位接收模块5与全球定位卫星I通讯，得到本体2的经玮度位置坐标。
[0031]驾驶员驱动移动载具以小于40km/h的速度移动，保证雷达系统9能够正常的对扫描地面3进行不间断的扫描，采集信号。
[0032]当无机场外来物4时，雷达系统9不会返回报警信号；当机场因各种因素导致出现机场外来物4，且尺寸达到检测标准2.5cm X 2.5cm或以上，雷达系统9扫描三次以上机场外来物4位置无变化时，本实用新型认定机场外来物4存在。雷达系统9发射的毫米波频率随时间变化而周期性变化，电磁波遇到机场外来物4返回时，雷达系统9接收到的返回波频率将是非周期性的，电磁波在空气中以光速传播，可忽略电磁波传播所用时间，从而自动控制系统6通过计算在同一时间内返回波与发射波频率变化关系即得到机场外来物4与本体2的相对位置，并与卫星定位接收模块5获得的本体2的经玮度数据比对，得到机场外来物4的经玮度坐标。
[0033]自动控制系统6将机场外来物4的位置信息传送给显示装置上，操作员通过显示装置显示的数据决定是否对机场外来物4进行清理。驾驶员可驱动移动载具对检测到的机场外来物4进行人工验证与确认。
[0034]对机场外来物4进行验证确认后进行清除工作，并通过自动控制系统6记录上述过程的时间、机场外来物4信息等数据备查；同时，通过网络传输模块7将数据传送给机场控制室。
[0035]本实用新型具有的优点和积极效果是:由于本实用新型通过雷达系统9检测机场外来物4相对于本体2的位置信息，配合卫星定位接收模块5可以得到机场外来物4的精确位置信息;雷达系统9受天气等外界因素的影响小，卫星定位接收模块5定位精准，可以得到外来物的精确位置信息；自动控制系统6记录机场外来物4的相关信息，方便后期查询统计;主要部件系统安装于保护罩8中良好固定，受天气条件，温度，湿度，可视度影响小;本实用新型采用78?81GHz毫米波，传播距离很短，不影响与机场和飞机的操作，通讯，导航，监视系统，能做到共同工作且互不干扰;实用性好，智能性好，避免人为因素造成的误差，节省人力；本实用新型采用半自动工作模式，使用时驾驶员与操作员两人即可完成本实用新型的操作;设备功率小，对人员辐射小，不影响操作者身体健康。
[0036]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种移动式机场外来物检测系统，其特征在于，包括本体;所述本体包括: 移动载具，其承载雷达系统、卫星定位接收系统、自动控制系统和显示装置； 雷达系统，其包括发送和接收78?81GHz频率电磁波的毫米波相位雷达，所述雷达系统定位机场外来物相对于雷达系统的位置信息，并发送给自动控制系统； 卫星定位接收模块，其采用差分式卫星定位接收系统，其接收全球定位卫星的信号，得到所述本体的经玮度坐标，并发送给所述自动控制系统； 自动控制系统，其将所述本体的经玮度坐标与所述机场外来物相对于雷达系统的位置信息相结合，得到机场外来物的经玮度信息，并将机场外来物的经玮度信息传送给显示装置。2.根据权利要求1所述的移动式机场外来物检测系统，其特征在于:所述自动控制系统记录并保存外来物的时间、经玮度信息数据。3.根据权利要求1所述的移动式机场外来物检测系统，其特征在于:所述雷达系统发射的电磁波频率随时间变化而周期性改变。4.根据权利要求1所述的移动式机场外来物检测系统，其特征在于:还包括网络传输模块，其通过无线通讯网络与机场控制室连接。5.根据权利要求4所述的移动式机场外来物检测系统，其特征在于:还包括保护罩，所述卫星定位接收模块设置于保护罩顶部的一侧，所述雷达系统、自动控制系统及网络传输模块设于所述保护罩内部。6.根据权利要求1所述的移动式机场外来物检测系统，其特征在于:所述显示装置为触摸屏。
【文档编号】G01S19/46GK205691785SQ201620524360
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月1日 公开号201620524360.6, CN 201620524360, CN 205691785 U, CN 205691785U, CN-U-205691785, CN201620524360, CN201620524360.6, CN205691785 U, CN205691785U
【发明人】马玉山
【申请人】中安（天津）航空设备有限公司