一种基于北斗的航空应急示位信标装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航空电子系统通讯领域，具体涉及一种基于北斗的应急示位信标，是一种在飞机遇险的情况下可以自主定位的发射器，主要用于飞机的定位和现场人员搜救。
【背景技术】
[0002]飞机遇险失事后的定位和搜救，是航空工业需要解决的重大课题，近年来，国际和国内多次发生飞机遇险失事，都无法进行有效的定位和快速地进行救援，给人员和财产造成重大损失。2009年，法航AF447航班在大西洋上空罹难，法航为寻找黑匣子花费大量经费和时间，前三次搜索共耗费1700万英镑，而最终一次找黑匣子花费760万英镑，总耗时近2年。2014年，马来西亚航空公司称与一架载有239人的波音777-200飞机与管制中心失去联系，马航已经启动救援和联络机制寻找该飞机，但失踪飞机没有发出具体位置信息，所以调查人员无法判断其发生了什么情况。
[0003]客机上安装的航空飞行记录器(黑匣子)有2台，可以记录飞机飞行数据和座舱话音。黑匣子非常坚固，可耐飞机坠毁时的猛烈冲击和高温热焰。然而，黑匣子上是没有无线电发送装置的，它唯一能对外发出信号的部件是水下信标(Under Water Beacon, ULB)。黑匣子在水下发出的声波信号只能由声纳在水中进行接收，但是其探测范围仅有数公里，相对茫茫大海，堪比〃大海捞针〃。
[0004]因此飞机遇险失事后对飞机失事地点的精确定位具有重要意义，用于定位搜救的应急示位信标(Emergency Locator Transmitter, ELT)在民航中也成为必须安装的设备。应急定位发射设备属于航电通讯系统，是一台可以独立工作的航空多用途紧急指示位置发射机，主要用于飞机遇险后发射无线电信号，帮助搜救组织确定遇险飞机的位置并快速展开遇险人员的救援工作。
[0005]根据《RTCA/D0-204A 406MHz应急定位发射设备最低性能规范》中的描述，ELT按使用类型可分为四类:AF(固定型)、AP(可拆卸型)、AD(自动展开型)和S型(救生型)。AF型ELT在飞机失事前后都附设在飞机上，主要用于失事地点的定位；AP型失事前紧固在飞机上，遇险后可轻松拆卸，一般具有辅助天线；AD型ELT在飞机失事前安装在飞机上，失事时或失事后自动分离后工作；S型ELT是失事后从飞机上拆下随身携带，一般可漂浮在水面。
[0006]根据国际民航适航标准要求，在2008年7月1日以后，任何批准载客19人以下飞机必须安装1个ELT设备，可以是救生型也是自动开机型；20人以上飞机飞行时必须安装2个以上ELT设备，其中1个必须是自动展开型ELT。如果执行跨水任务的航班必须安装救生型急定位发射设备。
[0007]针对上述问题，国际国内组织一直致力于救生无线电定位技术的发展，最早的解决方案采用无线电示标位技术，利用该技术的ELT遇险后发射特定频率的无线电信标信号，通过无线电定向的原理测得信标机的方位。根据GJB 2414-95《航空救生电台通用规范》，当搜救飞机飞行高度在3000米时，信标作用距离为150公里。由于信标发射功率小，一般在几百毫瓦，而且环境无线电干扰大，实际作用距离和测向精度不高。
[0008]方案二是由加拿大、法国、美国和前苏联联合开发的全球性卫星搜救系统(C0SPAS/SARSAT)，是目前国际海事卫星组织推行的全球海上遇险与安全系统的重要组成部分。该系统使用低高度卫星为全球包括极区在内的海上、陆上、和空中提供遇险报警及定位服务，以使遇险者得到及时有效的救助，C0SPAS-SARSAT全球卫星搜救系统已成功应用于世界范围内大量的遇险搜救行动中。利用该系统的ELT只能够在飞机损坏程度不大的情况下进行，其求救方式是将信号发送给C0SPAS-SARSAT卫星系统，卫星系统发送406MHZ的“飞机遇难信号”到当地的卫星用户终端(LUT)。如果没有合适的LUT，卫星系统会把406MHZ的“飞机遇难信号”存储起来，直到有合适的LUT。跟踪搜救卫星并接收卫星转发下来的遇险示位信标信号和数据，然后解码、计算并给出信标识别码和位置数据，同时又实时修正卫星的轨道参数，把信标的报警数据和统计信息送给相应的搜救任务控制中心(MCC)。这种只是发送信号而非自己具体位置，解决的是“我是谁”的问题，然后通过地面控制中心根据所收到的信号计算事故地点，可能会带来误差。
[0009]C0SPAS-SARSAT全球卫星搜救系统使用低高度卫星为全球包括极区在内的海上、陆上、和空中提供遇险报警及定位服务，由于该系统的卫星轨道较低(850?1000km)，单颗卫星覆盖地球的面积比地球同步静止卫星小。因而，在目前六颗卫星工作的情况下，对遇险目标来说存在着一定的等待时间，尤其是在靠近赤道地区，两颗卫星飞越同一地区的时间间隔最长可达1.5小时。而且该系统由国外控制，其特有的加密模式不对我国开放，不适合我国在特定情况下的救生定位和军事用途。
【发明内容】
[0010]本发明解决的技术问题
[0011]提供一种基于北斗的航空应急示位信标。北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)，是继美全球定位系统(GPS)和俄GL0NASS之后第三个成熟的卫星导航系统。2012年12月27日，北斗卫星导航系统正式对亚太地区提供无源定位、导航和授时服务，目前，我国正在全力发展和建设北斗卫星覆盖全球。
[0012]不同于GPS、GL0NASS等一般的卫星导航定位系统，北斗系统提供两种服务:一种是卫星无线电导航业务(Rad1 Navigat1n Satellite System，缩写RNSS)，由用户接收卫星无线电导航信号，自主完成至少4颗卫星的距离测量，进行用户位置，速度及航行参数计算；另一种是卫星无线电测定业务(Rad1 Determinat1n Satellite Service，缩写RDSS)，用户至卫星的距离测量和位置计算无法由用户自身独立完成，必须由外部系统通过用户的应答来完成，其特点是通过用户应答，在完成定位的同时，同时完成了向外部系统的用户位置报告，其特有的短报文通信功能还可实现定位与通信的集成。
[0013]基于北斗的ELT可以直接利用北斗二代卫星定位，获得高精度的定位结果，避免了再次计算所带来的误差，成功的解决了 “我是谁，我在哪”的问题。北斗特有的短报文通讯功能还可以告诉第三方用户“我在哪儿”。可以有效缩短救生搜索和定位时间，提高了搜救效率，使得搜救船舶或飞机能够迅速的发现遇险飞机的位置，提高了救援速度。
[0014]本申请提案的技术方案的详细阐述
[0015]本发明提供一种基于北斗的航空应急示位信标，利用北斗二代卫星定位系统获得高精度、高可靠的定位信息，解决了目前航空应急示位信标定位误差大、定位时间长的问题。同时采用406MHz卫星通信频段和北斗一代卫星系统的短报文功能发射报警信息，可以有效缩短救生搜索和定位时间，提高了搜救效率，使得搜救船舶或飞机能够迅速的发现遇险飞机的位置，提高救援速度。
[0016]如图1所示，一种基于北斗的航空应急示位信标，该信标包括主控模块(包含主控芯片和存储单元)、电源模块、事故感知模块、手动触发模块、卫星通信模块、北斗卫星RNSS模块和北斗卫星RDSS模块；
[0017]电源模块负责给主控模块、事故感知模块、手动触发模块、卫星通信模块、北斗卫星RNSS模块和北斗卫星RDSS模块供电；
[0018]事故感知模块的输出接口连接到主控模块，用于向主控模块发出的触发信号；
[0019]手动触发模块是与事故感知模块相联，用于在紧急情况发生时驱动事故感知模块发出触发信号，进一步触发主控器；
[0020]主控模块还分别与北斗RNSS定位模块、北斗RDSS模块以及406MHZ卫星通信模块连接，在接收到事故感知模块的触发信号后，主控模块通过北斗RNSS定位模块与北斗导航卫星进行通信并将接收到的当前经玮度信息存储在存储单元中，之后主控模块将该经玮度信息转换成通信信号，并通过北斗RDSS模块的短报文通信功能以及406MHZ卫星通信