一种多模式上传体制的航空地面着陆系统及其控制方法

文档序号:9347271阅读:1287来源:国知局
一种多模式上传体制的航空地面着陆系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种航空地面着陆系统及其控制方法,特别是涉及一种适用于多模式上传体制的航空地面着陆系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]目前在我国军用和民用航空中使用的着陆系统主要有四种:仪表着陆系统(ILS)、微波着陆系统(MLS)、俄制分米波仪表着陆系统和精密进近雷达(PAR)。其中,ILS是国际民航组织确定的国际标准着陆系统,我国民航机场都装有ILS,民航飞机基本都装有其机载设备,但民航没有装备、也没有发展MLS和PAR的计划。至于军用机场,几乎都装有PAR,ILS只装在军民两用机场和部分固定机场,俄制分米波仪表着陆地面设备只装配在苏式飞机起降机,MLS地面设备主要装在重要机场;此外,保障多机种的机场还采用同场共址的方式装备有ILS、MLS或俄制分米波仪表着陆设备等两种或多种着陆系统。
[0003]此外,我国的通用航空已经开始在经济和社会发展中发挥越来越重要的作用,目前国内已有多地纷纷建立通用航空产业园区,抢占通用航空产业发展机遇,因此通用航空的发展对小型机场、临时机场的需求是很大的。而按照国际标准对于枢纽和干线机场,机场精密进近着陆设备都应该配备ILS,但支线机场、小型机场、临时机场则没有要求。
[0004]综上,无论是民用机场还是军用机场还是通航机场,安装单一着陆系统都对保障着陆的机种有较大的限制,不仅限制了飞机的活动范围,而且也限制了执行抗震救灾、搜救等临时性紧急任务飞机的起降;与此同时,如果在机场同时安装ILS、MLS、PAR等多种设备,那么不仅安装成本高,而且多种设备共址安装还将带来电磁兼容、引导程序更改等诸多问题。因此,需要开发一种可动态配置的地面着陆引导系统,以解决我国飞机着陆体制种类多、互不兼容的问题。
[0005]根据我国军民用飞机着陆引导系统应用情况看,现行着陆体制种类多、互不兼容。民用机场只能保障装有ILS机载接收机的飞机着陆,不能保障军用飞机实施精密进场着陆;而军用机场,由于历史的原因,不同年代发展的飞机机载设备也不尽相同,种类多,互不兼容。而军民用机场共享精密进近着陆资源难度就更大。目前我国多体制着陆系统并存,在使用中面临的主要问题表现在以下几个方面:
1、在同一机场安装多个着陆系统成本高、架设困难。
[0006]ILS、俄制分米波仪表着陆、MLS、PAR四种互不兼容的系统,各自只能分别保障安装有相应机载设备的飞机。由于着陆对于飞行安全的极端重要性,为了能够同场引导多种飞机,目前有的机场采用同一机场同时安装两种以上着陆设备的方案,实行多种系统并行使用,而各系统间相对独立,这种配置方式不能共享导航平台,造成了资源的浪费,也增添了地面和机载导航设备的多样性和复杂性。
[0007]2、不同机型机载着陆设备配置标准不统一由于ILS、俄制分米波仪表着陆、MLS分别是在不同时期发展的着陆系统,因此不同的飞机配备的机载设备也不一样且工作体制单一。此外,飞机机载设备与机场地面设备不配套,俄式飞机只能使用俄制着陆系统,在没有俄制导航设备的机场,无法正常起降。ILS和MLS也只是在部分机场和部分飞机上安装,大部分机场和飞机上都没有安装相应的地面或机载设备,所以出现了这种情况:安装有机载设备的少数飞机在大部分机场起降由于没有相应地面导航设备,只能在简单气象条件下起降,限制了飞机的可飞行时间和活动范围;或使用着陆雷达进行引导,从而导致效率低,驾驶员被动。
[0008]在国外,除上述的ILS、俄制分米波仪表着陆、MLS、PAR之外,美国ANPC公司于1991年还设计研发了应答着陆系统(Transponder Landing System,TLS)。TLS是以应答机为基础的I类精密进近导航系统,可大大提高机场和航站的可用性,尤其适用于自然条件较恶劣的民用机场和临时移动机场。典型的TLS集ILS、DME、指点标功能、进近雷达功能、调度雷达功能及场面监视雷达的功能于一身。TLS通过借助每架飞机上必装的应答机进行工作,可有效解决工作体制不统一的问题,但其在上传引导信息时还是要借助于ILS的机载设备,因此其应用还是具有一定的局限。

【发明内容】

[0009]本发明要解决的技术问题是提供一种能够过动态、灵活配置的以应答着陆系统为基础,采用多模式上传体制的地面着陆系统及其控制方法。
[0010]本发明采用的技术方案如下:一种多模式上传体制的航空地面着陆系统,其特征在于:包括测量分系统、管控分系统和上传分系统;所述测量分系统用于计算飞机当前位置相对于期望进场路径的偏差值,并形成引导信息;所述管控分系统通过网口分别与测量分系统和上传分系统通信进行,调度上传分系统,激活与该机载设备相匹配的上传模块,完成引导信息上传到目标飞机;
所述测量分系统为应答式测量分系统,通过发送询问信号触发飞机进行应答来确定目标飞机的空间位置;
所述上传分系统包括,用于完成PAR模式引导信息上传的PAR上传模块,用于完成ILS模式引导信息上传的ILS上传模块,用于完成分米波模式引导信息上传的分米波上传模块,以及用于完成MLS模式引导信息上传的MLS上传模块。
[0011 ] 作为优选,所述测量分系统包括询问信号发送模块、应答信号接收模块、空间位置计算模块和引导信息生成模块。
[0012]作为优选,所述上传分系统还包括用于完成综合数据链I型模式引导信息上传的综合数据链I型上传模块。
[0013]作为优选,所述上传分系统还包括用于完成S模式数据链模式引导信息上传的S模式数据链上传模块。
[0014]作为优选,所述管控分系统包括管控处理主机、操控台、显控台及接口控制模块;所述接口控制模块用于满足现有的数据传输。
[0015]基于上述多模式上传体制的航空地面着陆系统的控制方法,具体方法步骤为: 步骤一、测量分系统发送询问信号触发飞机进行应答;
步骤二、测量分系统方位角传感器和高度角传感器根据接收到的应答信号分别计算出飞机的航向角、仰角和距离,从而确定目标飞机相对于地面天线的空间位置;
步骤三、测量分系统结合预先规划的航道,计算出目标飞机当前位置相对于期望进场路径的偏差值,并形成引导信息;
步骤四、管控分系统通过进场飞机的机载设备的配置情况,调度上传分系统激活与该机载设备相匹配的上传模块,完成引导信息的上传;
上传分系统的,PAR上传模块基于飞机位置和偏离理想着陆航线的偏差信息,引导员观测管控分系统显示器给出的飞机位置和偏离下滑航道数据,利用超短波电台,以话音方式引导飞行员完成着陆;ILS上传模块基于飞机位置和偏离理想着陆航线的偏差信息,以ILS信号格式上传航向、下滑和指点信标信号,引导飞行员按ILS着陆程序完成着陆;分米波上传模块基于飞机位置和偏离理想着陆航线的偏差信息,以分米波仪表着陆信号格式上传航向、下滑和测距信号,引导飞行员按分米波仪表着陆程序完成着陆;MLS上传模块基于飞机位置和偏离理想着陆航线的偏差信息,以MLS信号格式上传方位、仰角和距离信息,引导飞行员按MLS着陆程序完成着陆。
[0016]作为优选,所述方法还包括:测量分系统向方位角传感器和高度角传感器发送一个脉冲,提供校验基准值,解决测量装置工作中的微小误差,并设置校验门限值,以检测测量装置是否超出门限值。
[0017]作为优选,所述方法还包括:上传分系统的综合数据链I型上传模块,基于测得的飞机位置和偏离下滑航道数据,在机载综合显示器上模拟双针显示,引导飞行员完成着陆。
[0018]作为优选,所述方法还包括:在所述步骤三中采用偏移进近方法避开人口众多的敏感区,形成引导信息。
[0019]作为优选,所述方法还包括:在所述步骤三中采用数字和闭合环路方法用以校正地形地物的影响对无线电频率的干扰,形成引导信息。
[0020]作为优选,所述管控分系统的具体工作方法步骤为:
(1)系统初始化,包括软件引导界面的刷新,初始值设定,方
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