一种基于实时动态定位和数据链的飞机监视系统及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种飞机进近监视系统及方法。
【背景技术】
[0002]飞行训练时，从机组人员进入飞机、飞机准备到飞行着陆滑跑减速直至机上所有人员离开飞机的整个过程，是一个复杂的飞行过程。在这个过程中，飞机会面临一系列的飞行安全考验问题。其中，飞机进近着陆对飞机的速度、高度及方位等的精度要求较高，驾驶员要完成的操纵动作较多，完成难度较大，而且在飞机进近着陆阶段，飞机构型变换大，导致容易出现安全问题。特别是在飞行中出现气候恶化、能见度迅速下降等危险情况时，飞行指挥员无法有效掌握飞行空域内的飞行态势。
[0003]但现有的监视手段都是凭借雷达标图掌握飞机的飞行状况，这种手段传递的信息少、实时性差、精度低，不利于飞行指挥员实时掌握飞机在空中的飞行状态，无法解决复杂气象条件下的飞行指挥和引导问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于:提供一种基于实时动态定位和数据链的飞机监视系统及方法，提高飞机进近着陆阶段的监视水平和飞行训练的安全系数，提高复杂气象条件下飞行指挥和引导能力。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种基于实时动态定位和数据链的飞机监视系统，包括机载设备和地面设备，所述机载设备安装在飞机上，用于接收卫星信号和实时差分修正信息，完成飞机定位数据的修正，并将差分后的位置信息实时发送到地面;所述地面设备安装在机场塔台，用于获得实时差分修正信息，并周期性的将此修正信息发送给本场空域内的飞机；同时接收空中飞机实时发出的差分定位数据，并将收到的飞机位置信息发送给飞行监视终端。
[0007]作为本发明的改进，所述机载设备包括机载卫星接收天线和导航接收机、机载数据传输设备和机载超短波天线;所述机载卫星接收天线，用于接收卫星信号;所述导航接收机，用于观测并记录至少四颗以上相同卫星的原始星历数据定位信息，利用地面设备发送来的实时差分修正信息对本机的位置信息进行修正，再用修正后的四个定位信息求出本机的精确位置信息及时间，并将精确位置信息和时间发送给机载数据传输设备;所述机载数据传输设备，用于在接收时接收地面设备发送来的实时差分修正信息，并送给导航接收机；在发送时，按照规定的组网协议将飞机精确位置和时间信息组帧、编码、调制、功率放大后形成射频信号送给机载超短波天线;所述机载超短波天线和所述机载数据传输设备配合，用于接收来自地面设备的射频信号和辐射来自机载数据传输设备的射频信号。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述地面设备包括地面基准站卫星接收天线、地面基准站终端设备、地面基准站数据传输设备和地面基准站超短波天线、飞行监视终端;所述地面基准站卫星接收天线，用于接收卫星信号;所述地面基准站终端设备，用于观测四颗导航卫星后进行三维定位，解算出基准站的坐标，与基准站已知坐标作差，求出差分修正信息，并将差分修正信息发送给地面基准站数据传输设备;所述地面基准站数据传输设备，用于在发送时，完成差分修正信息的编码、调制、放大，并送给地面基准站超短波天线；在接收时，按照规定的网络协议接收空中每架飞机发送的该架飞机精确的位置和时间信息;所述地面基准站超短波天线和所述地面基准站数据传输设备配合，用于接收来自空中的射频信号和辐射来自地面基准站数据传输设备的射频信号;所述飞行监视终端，用于接收地面基准站数据传输设备送来的监视空域内每架飞机的精确位置和时间信息，将飞机位置信息和进近通道信息综合显示，供飞行指挥员使用。
[0009]—种采用基于实时动态定位和数据链的飞机监视系统的飞机进近监视方法，包括以下步骤:
[0010]步骤1:地面基准站卫星接收天线和地面基准站终端设备观测四颗导航卫星，解算出差分修正信息，并发送给地面基准站数据传输设备；
[0011 ]步骤2:地面基准站数据传输设备完成差分修正信息的编码、调制、放大，并通过地面基准站超短波天线对外辐射；
[0012]步骤3:每架飞机上的机载数据传输设备和机载超短波天线接收差分修正信息，并送至导航接收机；
[0013]步骤4:每架飞机利用机载卫星接收天线和导航接收机观测并记录至少四颗以上相同卫星的原始星历数据定位信息；导航接收机用差分修正信息修正本机的位置信息，并将精确的位置和时间信息送给飞机上的机载数据传输设备；
[0014]步骤5:每架飞机上的机载数据传输设备按照规定的网络协议通过机载超短波天线对外辐射该架飞机精确的位置和时间信息；
[0015]步骤6:地面基准站数据接收设备和地面基准站超短波天线接收监视空域内每架飞机发送的精确位置和时间信息，并发送给飞行监视终端；
[0016]步骤7:根据实时接收的飞机位置信息，将飞机目标融合显示在三维场景中；根据飞行训练手册，生成飞机安全进近通道信息，将飞机安全进近通道显示在三维场景中。
[0017]与现有技术相比，本发明的技术效果在于:
[0018]本发明通过综合集成实时差分动态定位和数据传输，构建了飞机进近监视系统，实时获取本场空域内飞机位置信息并自动生成飞机进近通道，将飞机位置信息和进近通道信息综合显示在飞行监视终端中，弥补了现有监视手段的不足，为飞行指挥提供了新的手段，以可视化的方式将飞机进近阶段的精确位置信息实时、连续、稳定的传送给飞行指挥员，保证了在地面对飞机进近着陆阶段的监控，可以使飞行指挥员或飞行教员实时纠偏，提高了飞行训练的安全系数和飞机进近着陆阶段的监视水平;本发明可用于飞行指挥、空中交通管理，特别是在飞行中出现气候恶化、能见度迅速下降等危险情况时，可以实现对本场空域内空中目标位置信息、姿态信息的实时监控，为飞行指挥员提供辅助决策信息，提高飞行安全训练系数。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本发明的机载设备的结构示意图；
[0021 ]图2是本发明的地面设备的结构示意图；
[0022]图中:
[0023]1-机载卫星接收天线2-导航接收机3-机载超短波天线
[0024]4-机载数据传输设备5-地面基准站卫星接收天线6-地面基准站终端设备
[0025]7-地面基准站超短波天线8-地面基准站数据传输设备9-飞行监视终端
【具体实施方式】
[0026]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]如图1和2所示，一种基于实时动态定位和数据链的飞机监视系统，包括机载设备和地面设备，机载设备安装在飞机上，用于接收卫星信号和实时差分修正信息，完成飞机定位数据的修正，并将差分后的位置信息实时发送到地面;地面设备安装在机场塔台，用于获得实时差分修正信息，并周期性的将此修正信息发送给本场空域内的飞机；同时接收空中飞机实时发出的差分定位数据，并将收到的飞机位置信息发送给飞行监视终端9。
[0028]如图1所示，机载设备包括机载卫星接收天线I和导航接收机2、机载数据传输设备4和机载超短波天线3;机载卫星接收天线I用于接收卫星信号;导航接收机2，用于观测并记录至少四颗以上相同卫星的原始星历数据定位信息，利用地面设备发送来的实时差分修正信息对本机的位置信息进行修正，再用修正后的四个定位信息求出本机的精确位置信息及时间，并将精确位置信息和时间发送给机载数据传输设备4;机载数据传输设备4，用于在接收时接收地面设备发送来的实时差分修正信息，并送给导航接收机2;在发送时，按照规定的组网协议将飞机精确位置和时间信息组帧、编码、调制、功率放大后形成射频信号送给机载超短波天线3;机载超短波天线3和机载数据传输设备4配合，用于接收来自地面设备的射频信号和辐射来自机载数据传输设备4的射频信号。
[0029]如图2所示，地面设备包括