一种飞行员自主控制的助航灯光呼控系统及控制方法
【专利摘要】一种飞行员自主控制的助航灯光呼控系统及控制方法。系统包括VHF接收机、主控制器、本地控制器和助航灯调光器接口；VHF与主控制器相连；主控制器分别与本地控制器和助航灯调光器接口相连；本地控制器与助航灯回路相连；助航灯调光器接口与助航灯控制系统相接。本发明效果：对国内地空逐步开放，通航需求急剧增长的现状，实现了中小型机场自动运行且节能环保。不需在飞机上增加任何设备和任何改动，直接利用机载通信系统PTT按键功能实现灯光控制指令的快速可靠发送。PTT按键的载波指令自动识别算法，使灯光遥控更简单。灯光控制接口兼容现有灯光系统，同时兼顾小型机场的简易灯光控制。随着国内通航逐步开放，本系统发展前景广阔。
【专利说明】一种飞行员自主控制的助航灯光呼控系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机场助航灯光自动控制【技术领域】，特别是涉及一种基于机载通信设备的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统及控制方法。
【背景技术】
[0002](一)国内无相关设备，需求量大
[0003]随着我国低空空域的逐步开放和通用航空快速发展，飞行总量年均增长达10%以上，行业规模日益扩大，应用领域不断拓展，飞行种类日益增多，飞行需求渐趋旺盛。预计今后10年间我国通用航空年均增长将达到15%以上，对通用航空机场的需求与日俱增，对通航机场的自动运行要求将越来越强烈。我国目前已有超过400个通航机场，加上民航局规划的新建通航机场300个，总计即将达到700个。而在美国，截至2004年，已有17500个可供通用航空飞机、直升机起降的机场，我国将逐渐发展到如此规模，对于通航机场建设所需的飞行员灯光控制系统自动化装备需求将非常巨大。
[0004](二)国外已推广应用
[0005]国际方面,美国Avite公司和Flight light公司已开发出各自的飞行员灯光控制系统(即呼控系统，简称PALC系统)，该系统遵循美国联邦航空管理局标准(FAA)，使用甚高频VHF频段通过飞行员的多次麦克按钮操作实现助航灯光的开关和亮度控制。加拿大运输部已发布关于飞行员控制助航灯光系统的相关标准和细则。美国FAA和加拿大运输部有关通航标准中，已经对该系统的运行实施和技术标准进行了明确的规定，该系统已应用到大部分的通航机场。国外PALC系统的通信方法主要有两种:一种为飞机设计一种专用的灯光遥控器，附加配备在飞机上，该遥控器功能较为齐全，具有控制灯光回路的开关、亮度调级等功能，通过一键发送指令，优点是快捷方便、可不占用航空甚高频频段，缺点为需要在飞机上添加专用的遥控器；另一种为采用标配机载通信设备，通过对机载通信系统PTT(PTT ‘Push to talk’俗称“一键通”，按下PTT按键可以快速地进行一对一、一对多的对讲机式通话)按钮多次按键的方法实现指令的发送，该方法的优点是不需要在飞机上改动和添加任何部件即可实现功能。
[0006](三)民航局已出相关规定
[0007]虽然国内尚未见PALC系统的使用报告，但是据民航局最新修订的《航行通告代码》中，已加入PALC系统运行的相关代码“LG:飞行员控制灯光”，可见该系统已纳入官方推广使用规划。
[0008](四)PALC系统保证通航机场自动化运行
[0009]PALC系统允许飞行员在飞行过程中或地面滑行过程中自主控制机场进近灯、跑道边线灯、滑行道灯等的开关和亮度级别。对于即将大量增加的通用航空机场，尤其是那些非管制机场、无人值守机场和夜间变为无管制人员值守的非管制机场，PALC系统将非常必要。
[0010]从上述情况来看，基于飞行员自主控制的助航灯光呼控系统在国内并未实现推广性应用，仍然需要机场工作人员的参与。
【发明内容】
[0011]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种飞行员自主控制的助航灯光呼控系统。
[0012]为了达到上述目的，本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统包括:VHF接收机、主控制器、本地控制器和助航灯调光器接口 ；其中:VHF接收机为甚高频信号接收系统，其与主控制器相连接；主控制器为本呼控系统的控制核心，其分别与本地控制器和助航灯调光器接口相连接；本地控制器为小型机场的简易灯光控制回路，其与助航灯回路相连接；助航灯调光器接口为机场助航灯控制系统接口电路，其与助航灯控制系统相连接。
[0013]所述的VHF接收机包括:选频网络、高频小信号放大器、一次变频与中放器、二次变频与中放器、载频检测器和载波电平输出电路；其中:选频网络的信号输入端与甚高频接收天线相连接，其输出端依次通过高频小信号放大器、一次变频与中放器、二次变频与中放器和载波检测器与载波电平输出电路的输入端相连接，载波电平输出电路的输出端与主控制器相连接。
[0014]所述的主控制器包括:信号采集器、微控制器、频率设置模块、延时设置模块、状态指示模块、电源模块和应急电源；其中:信号采集器为载波电平信号采集电路，其输入端与VHF接收机相连接，输出端与微控制器22相连接；微控制器22为本系统的控制核心，其输入端分别与信号采集器和延时设置模块相连接，输出端分别与本地控制器、助航灯调光器接口、频率设置模块和状态指示模块相连接；频率设置模块用于设置VHF接收机的接收频率信息，其与VHF接收机的选频网络相连接；延时设置模块用于设置本系统的各延时参数；状态指示模块用于显示本系统的工作状态；电源模块为本系统的工作电源，其与微控制器和应急电源相连接；电源模块与外部220V交流电相连，通过整流输出稳定的直流电压，为整个主控制器系统提供电能，在外部输入电源停电的情况下，通过电源模块由应急电源继续为系统供电；应急电源为停电应急电源，其与电源模块相连接，用于在外部输入电源停电的情况下继续为系统供电，保证系统的正常运行。
[0015]本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统所采用的控制方法包括按顺序执行的下列步骤:
[0016]步骤一、飞机接近机场的SOl阶段:在飞机进近阶段，飞行员通过查询机载通信设备明确降落机场的VHF通信频率；
[0017]步骤二、飞行员设置机载VHF通信频率的S02阶段:飞行员通过驾驶舱的甚高频频率调谐控制面板，输入当前机场的控制助航灯光甚高频设备的通信频率，从而使机载甚高频发射机调谐到相应的通信频率；
[0018]步骤三、飞行员进行多次PTT按键的S03阶段:飞行员在明确VHF通信频率后按照实际情况利用机载通信系统PTT按键发送灯光控制指令；
[0019]步骤四、VHF接收机接收信号，输出载波检测信号的S04阶段:助航灯光呼控系统的VHF接收机接收飞行员通过机载甚高频发射机发出的PTT键控信号，并进行载波检测，确认按键操作；
[0020]步骤五、整理载波信号，计时计数分析的S05阶段:从S04阶段输出的第一个按键操作时开始计时，并累加按键次数；[0021]步骤六、判断是否构成正确的控制指令的S06阶段:判断是否构成正确的控制指令，如果判断结果为“是”，则重置计时计数进入下一步S07阶段；否则返回S04阶段；
[0022]步骤七、翻译成助航灯光控制指令的S07阶段:成功检测到正确的VHF信号后，微控制器根据VHF信号对应的灯光控制方式进行控制指令的翻译，从而获得具体的控制指令；
[0023]步骤八、输出控制指令到调光器或本地灯光控制器的S08阶段:微控制器将准确的灯光控制指令输出到助航灯调光器接口，由与助航灯调光器接口连接的助航灯光控制系统控制助航灯光；
[0024]步骤九、灯光开启或光级调整的S09阶段:助航灯光控制系统根据接收到的具体的灯光控制指令进行助航灯光的开启、关闭以及光级调整；
[0025]步骤十、判断是否有载波信号的SlO阶段:延时设置模块26自助航灯光开启时开始计时，在计时时间内检查载波电平输出电路是否有高电平输出，用于判断飞行员是否再次发出甚高频信号，如果判断结果为“是”，进入S12阶段；否则进入下一步Sll阶段；
[0026]步骤十一、延时计数的Sll阶段:对延时设置模块进行倒计时更新；
[0027]步骤十二、重置延时计数的S12阶段:重置延时计数，返回到S04阶段；
[0028]步骤十三、判断延时时间是否到达的S13阶段:根据延时设置模块的倒计时时间，判断时间是否到，如果判断结果为“是”，则进入下一步S14阶段；否则返回SlO阶段；
[0029]步骤十四、关闭灯光的S14阶段:系统自动发送灯光关闭指令至助航灯光控制系统，或输出数字量到本地控制器，关闭本地助航灯回路，本流程至此结束。
[0030]在S03阶段中，所述的灯光控制指令的具体内容为:在5秒内按3次键为开启低光强的灯光控制指令，在5秒内按5次键为开启中光强的灯光控制指令，在5秒内按7次键为则开启高光强的灯光控制指令。
[0031]在S04阶段中，所述的进行载波检测的具体方法是:如检测到信道中出现载波，则输出高电平，否则输出低电平；检测电平信号由低到高，再到低，而且高低变化频率符合人工操作频率，则认为检测到一次按键操作信号。
[0032]在S06阶段中，所述的判断是否构成正确的控制指令的方法是:如果5秒时间之内收到3、5、7次按键操作信号，则视为收到正确的控制指令，判断结果即为“是”。
[0033]在S07阶段中，所述的进行控制指令的翻译的具体方法是:在5秒内检测到3次按键对应开启低光强的光级控制指令、检测到5次按键对应开启中光强的光级控制指令、检测到7次按键则对应开启高光强的光级控制指令。
[0034]本发明对于通航机场以及非管制机场、无人值守机场和夜间变为无管制人员值守的非管制机场是非常有必要的。
[0035]本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统及控制方法的有益效果:
[0036](I)本系统针对国内地空逐步开放，通航需求急剧增长的现状，实现了中小型机场的自动运行并且节能环保。
[0037](2)助航灯光呼控系统不需要在飞机上增加任何设备和任何改动，直接利用机载通信系统PTT按键功能，实现灯光控制指令的快速可靠发送。PTT按键的载波指令自动识别算法，使灯光遥控更简单。
[0038](3)本呼控系统的灯光控制接口，兼容现有灯光系统，同时兼顾小型机场的简易灯光控制。
[0039](4)随着国内通航的逐步开放，本系统发展前景广阔，经济效益也十分可观。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1为本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统的组成示意图。
[0041]图2为本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统中VHF接收机的组成示意图。
[0042]图3为本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统中主控制器的组成示意图。
[0043]图4为本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统的控制方法流程图。【具体实施方式】
[0044]下面结合附图和具体实施例对本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统进行详细说明。
[0045]如图1所示，本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统包括:VHF接收机
1、主控制器2、本地控制器3和助航灯调光器接口 4 ;其中:VHF接收机I为甚高频信号接收系统，其与主控制器I相连接；主控制器2为本呼控系统的控制核心，其分别与本地控制器3和助航灯调光器接口 4相连接；本地控制器3为小型机场的简易灯光控制回路，其与助航灯回路5相连接；助航灯调光器接口 4为机场助航灯控制系统接口电路，其与助航灯控制系统6相连接。
[0046]所述的VHF接收机I用于通过VHF甚高频接收机接收飞行员PTT按键信号，甚高频信号频率范围118.0?137.0MHz，间隔为25KHz，范围是2公里至10公里，本呼控系统通过PTT按键进行数字设置；如图2所示，VHF接收机I包括:选频网络11、高频小信号放大器12、一次变频与中放器13、二次变频与中放器14、载频检测器15和载波电平输出电路16 ；其中:选频网络11的信号输入端与甚高频接收天线相连接，其输出端依次通过高频小信号放大器12、一次变频与中放器13、二次变频与中放器14和载波检测器15与载波电平输出电路16的输入端相连接，载波电平输出电路16的输出端与主控制器2相连接；
[0047]VHF接收机I为助航灯光呼控系统前端的甚高频接收机，其工作于民用航空波段，接收天线感生到的空间电波信号，经过选频网络11，滤除118 — 137MHz以外的信号，带内信号经高频小信号放大器12，再经过一次变频与中放器13、二次变频与中放器14进行一次变频放大和二次变频放大，之后由载频检测器15做载波检测，检测的结果会以离散的高低电平信号输出(有信号时输出高电平1，无信号时输出O);载波检测功能由东芝半导体公司的集成电路TA31136F的信噪比检测功能实现，通过其信噪比输出引脚输出当前信噪比电平，并经过载波电平输出电路16进行放大，微分，判决比较处理为离散信号之后送入主控制器
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[0048]如图3所示，所述的主控制器2包括:信号采集器21、微控制器22、频率设置模块23、延时设置模块24、状态指示模块25、电源模块26和应急电源27 ;其中:信号采集器21为载波电平信号采集电路，其输入端与VHF接收机I相连接，输出端与微控制器22相连接；微控制器22为本系统的控制核心，其输入端分别与信号采集器21和延时设置模块24相连接，输出端分别与本地控制器3、助航灯调光器接口 4、频率设置模块23和状态指示模块25相连接；频率设置模块23用于设置VHF接收机I的接收频率信息，其与VHF接收机I的选频网络11相连接；延时设置模块24用于设置本系统的各延时参数；状态指示模块25用于显不本系统的工作状态；电源模块26为本系统的工作电源,其与微控制器22和应急电源27相连接；电源模块26与外部220V交流电相连，通过整流输出稳定的直流电压，为整个主控制器系统提供电能，在外部输入电源停电的情况下，通过电源模块26由应急电源27继续为系统供电；应急电源27为停电应急电源,其与电源模块26相连接,用于在外部输入电源停电的情况下继续为系统供电，保证系统的正常运行。
[0049]主控制器2主要用于完成设定频率读取、延时时间的读取、载波信号的计时计数分析、灯光控制指令的翻译、灯光控制接口的转换输出、系统状态的指示和电源的管理等；其中:
[0050]微控制器22通过频率设置模块23的频率数据，发送到VHF接收机I完成频道选择；通过信号采集器21接收VHF接收机I中的载波信号，并根据载波信号的有无来判断PTT按键的按下和抬起，并记录按键次数和时间，得到灯光状态控制指令；通过助航灯调光器接口 4连接至助航灯光控制系统6中的调光器，基于Modbus协议输出调光器控制指令，并同时进行输出开启继电接触控制器指令进行本地灯光的开启；当PALC系统处于无人控制时，系统自动计时，达到设定延时时间后，自动发送灯光关闭指令或低光强指令；通过状态指示灯25显示当前电源接通状态、接收到的载波信号状态、PTT按键状态、灯光控制指令状态灯；通过电源模块26实现电源状态的监视，在掉电状态后，自动开启应急电源27 ;延时设置模块24负责设定关闭或调整助航灯光光级的延时时间，在系统计时时间内如果未检测到正确的载波信号，系统将自动发送灯光关闭指令或低光强指令；微控制器22通过输出若干数字量信号到本地控制器3和助航灯调光器接口 4，以实现控制助航灯回路5和助航灯光控制系统6的目的；其中，本地控制器3和助航灯光调光器接口 4由系统定制时选配；
[0051]本地控制器3直接与微控制器22相连，微控制器22将灯光控制指令转换为数字量输出到功率放大器，再通过继电器和接触器实现大功率灯光回路的开关控制。
[0052]微控制器22通过工业总线与助航灯调光器接口 4相连，将准确的灯光控制指令转换为调光器的标准控制指令，通过工业总线发送到助航灯光控制系统6，实现助航灯光的开启、关闭以及光级调整。
[0053]如图4所示，本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统所采用的控制方法包括按顺序执行的下列步骤:
[0054]步骤一、飞机接近机场的SOl阶段:在飞机进近阶段，飞行员通过查询机载通信设备明确降落机场的VHF通信频率；
[0055]步骤二、飞行员设置机载VHF通信频率的S02阶段:飞行员通过驾驶舱的甚高频频率调谐控制面板，输入当前机场的控制助航灯光甚高频设备的通信频率，从而使机载甚高频发射机调谐到相应的通信频率；
[0056]步骤三、飞行员进行多次PTT按键的S03阶段:飞行员在明确VHF通信频率后按照实际情况利用机载通信系统PTT按键发送灯光控制指令；
[0057]步骤四、VHF接收机接收信号，输出载波检测信号的S04阶段:助航灯光呼控系统的VHF接收机I接收飞行员通过机载甚高频发射机发出的PTT键控信号，并进行载波检测，确认按键操作；
[0058]步骤五、整理载波信号，计时计数分析的S05阶段:从S04阶段输出的第一个按键操作时开始计时，并累加按键次数；
[0059]步骤六、判断是否构成正确的控制指令的S06阶段:判断是否构成正确的控制指令，如果判断结果为“是”，则重置计时计数进入下一步S07阶段；否则下一步返回S04阶段；
[0060]步骤七、翻译成助航灯光控制指令的S07阶段:成功检测到正确的VHF信号后，微控制器22根据VHF信号对应的灯光控制方式进行控制指令的翻译，从而获得具体的控制指令；
[0061]步骤八、输出控制指令到调光器或本地灯光控制器的S08阶段:微控制器22将准确的灯光控制指令输出到助航灯调光器接口 4，由与助航灯调光器调光器4连接的助航灯光控制系统6控制助航灯光；
[0062]步骤九、灯光开启或光级调整的S09阶段:助航灯光控制系统6根据接收到的具体的灯光控制指令进行助航灯光的开启、关闭以及光级调整；
[0063]步骤十、判断是否有载波信号的SlO阶段:延时设置模块24自助航灯光开启时开始计时，在计时时间内检查载波电平输出电路16是否有高电平输出，用于判断飞行员是否再次发出甚高频信号，如果判断结果为“是”，进入S12阶段；否则进入下一步Sll阶段；
[0064]步骤十一、延时计数的Sll阶段:对延时设置模块24进行倒计时更新；
[0065]步骤十二、重置延时计数的S12阶段:重置延时计数，返回到S04阶段；
[0066]步骤十三、判断延时时间是否到达的S13阶段:根据延时设置模块24的倒计时时间，判断时间是否到，如果判断结果为“是”，则进入下一步S14阶段；否则返回SlO阶段；
[0067]步骤十四、关闭灯光的S14阶段:系统自动发送灯光关闭指令至助航灯光控制系统6，或输出数字量到本地控制器3，关闭本地助航灯回路5，本流程至此结束。
[0068]在S03阶段中，所述的灯光控制指令的具体内容为:在5秒内按3次键为开启低光强的灯光控制指令，在5秒内按5次键为开启中光强的灯光控制指令，在5秒内按7次键为则开启高光强的灯光控制指令。
[0069]在S04阶段中，所述的进行载波检测的具体方法是:如检测到信道中出现载波，则输出高电平，否则输出低电平；检测电平信号由低到高，再到低，而且高低变化频率符合人工操作频率，则认为检测到一次按键操作信号。
[0070]在S06阶段中，所述的判断是否构成正确的控制指令的方法是:如果5秒时间之内收到3、5、7次按键操作信号，则视为收到正确的控制指令，判断结果即为“是”。
[0071]在S07阶段中，所述的进行控制指令的翻译的具体方法是:在5秒内检测到3次按键对应开启低光强的光级控制指令、检测到5次按键对应开启中光强的光级控制指令、检测到7次按键则对应开启高光强的光级控制指令。
[0072]如图4所示，本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统的具体操作过程如下:
[0073](I)飞行员发送灯光控制指令
[0074]飞机在到达机场之前，距离机场2至10英里时，飞行员查阅航图，根据目标机场查找该机场灯光控制系统频率，并设置VHF机载通信台的通信频率(S02阶段)，然后飞行员根据当前能见度，确定灯光光级，然后在5秒内连续完成PTT按键3或5或7次，实现低、中、高光强的灯光控制。按键完成后，可目视检查灯光是否开启，是否满足降落要求，如果满足，则进入进近降落程序，否则，重新完成5秒内的多次按键操作，重新发送灯光控制指令。
[0075](2)甚高频信号的接收、分析、处理
[0076]VHF甚高频接收机接收飞机的机载通信台发送的信号，检测载波信号(S04阶段)，并进行计数分析(S05阶段)，判断指令类型(S06阶段)，并根据判断结果翻译成灯光控制指令(S07阶段)，发送到相应的助航灯调光器接口 4或本地控制器3 (S07阶段)。
[0077](3)实现灯光开关和光级调整
[0078]助航灯光控制系统中的调光器收到助航灯调光器接口 4发送来的灯光控制指令后，立即通过调整回路电流实现回路灯光的开关和光级调整(S09阶段)；如果配置为本地控制器3，则本地控制器3收到微控制器22发送的数字量信号后实现相应灯光回路的开关(S09阶段)。与此同时，系统检查载波电平输出电路16是否有载波信号输出(S10阶段)，如果有，则重置计数器(S12阶段)，重新进行倒计时；如果没有，则进行延时计数(Sll阶段)，如果延时时间到，则发送关闭灯光指令(S14阶段)，否则继续检查载波信号(S10阶段)，直到没有载波信号且延时时间结束，发送关闭灯光指令。该过程用于系统维持飞行员对灯光开启控制，当有飞行员试图操作该系统时，则灯光一直开启，如果没有飞行员试图连接该系统，则系统自动延时关闭灯光。
[0079]本发明提供的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统针对国内现有技术的匮乏和缺陷，结合国外的技术思路，发明一种由飞行员自主控制的助航灯光呼控系统，该系统旨在简化机场助航灯光的控制过程，通过一键发送指令减少开启灯光所用时间，快捷方便，且不占用航空甚高频频段，最终目标是能够以更简洁快速的方式服务民航，提高效率，提升民航系统的整体科技水平。
[0080]I)系统主要功能
[0081]基于飞行员自主控制的助航灯光系统(即呼控系统，以下简称PALC系统)主要针对中小型通航机场，在无人值守或有限管制的情况下，飞行员在飞机在到达机场之前在机载VHF (甚高频)通信频道上，多次按下PTT按键，实现灯光控制指令的发送，接下来甚高频接收机将接收到的甚高频信号传给频率合成器进行频率合成，然后由主控制器2完成语音信号的采集、分析处理和指令提取，微处理器22主要负责数字语音信号的分析，并自动检测其中PTT按键信息，并记录按键次数和时间，翻译得到灯光状态控制指令，并输出到助航灯光系统接口或直接控制本地继电接触控制系统直接控制灯光回路。综上所述，呼控系统就实现了飞行员对机场助航灯光的自主控制。
[0082]对于多飞机的协调控制，采用如下方案:(I)对于不同的机场，PALC系统配置成不同的通信频率，由民航局负责管理频率的分配和管理，不允许相邻近机场设置相同的频率，距离较远的机场可设置相同的频率，为此对绝大数这种自助控制灯光的机场来说，可以设置相同的通信频率以方便飞行员的使用。(II)对于多个接近同一机场的飞机来说，他们可同时向PALC系统发送控制指令，系统采用开启指令、高光级指令优先的原则，确保灯光的正常开启，当所有飞行员都不控制时，灯光延时关闭。
[0083]2)系统主要技术指标
[0084]①甚高频接收机接收频率范围118.0?137.0MHz，范围是10公里，频率可设置；[0085]②可实现低光强、中光强、高光强三个级别的灯光控制；
[0086]③该系统不发射无线电，不影响其他机载设备运行，安全可靠。
【权利要求】
1.一种飞行员自主控制的助航灯光呼控系统，其特征在于:所述的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统包括:VHF接收机(I)、主控制器(2)、本地控制器(3)和助航灯调光器接口(4);其中:VHF接收机(I)为甚高频信号接收系统，其与主控制器(I)相连接；主控制器(2)为本呼控系统的控制核心，其分别与本地控制器(3)和助航灯调光器接口(4)相连接；本地控制器(3)为小型机场的简易灯光控制回路，其与助航灯回路(5)相连接；助航灯调光器接口(4)为机场助航灯控制系统接口电路，其与助航灯控制系统(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统，其特征在于:所述的VHF接收机(I)包括:选频网络(11 )、高频小信号放大器(12)、一次变频与中放器(13)、二次变频与中放器(14)、载频检测器(15)和载波电平输出电路(16);其中:选频网络(11)的信号输入端与甚高频接收天线相连接，其输出端依次通过高频小信号放大器(12)、一次变频与中放器(13)、二次变频与中放器(14)和载波检测器(15)与载波电平输出电路(16)的输入端相连接，载波电平输出电路(16)的输出端与主控制器(2)相连接。
3.根据权利要求1所述的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统，其特征在于:所述的主控制器(2)包括:信号采集器(21)、微控制器(22)、频率设置模块(23)、延时设置模块(24)、状态指示模块(25)、电源模块(26)和应急电源(27);其中:信号采集器(21)为载波电平信号采集电路，其输入端与VHF接收机(I)相连接，输出端与微控制器(22)相连接；微控制器(22)为本系统的控制核心，其输入端分别与信号采集器(21)和延时设置模块(24)相连接，输出端分别与本地控制器(3)、助航灯调光器接口(4)、频率设置模块(23)和状态指示模块(25)相连接；频率设置模块(23)用于设置VHF接收机(I)的接收频率信息，其与VHF接收机(I)的选频网络(11)相连接；延时设置模块(24)用于设置本系统的各延时参数；状态指示模块(25)用于显示本系统的工作状态；电源模块(26)为本系统的工作电源，其与微控制器(22 )和应急电 源(27 )相连接；电源模块(26 )与外部220V交流电相连，通过整流输出稳定的直流电压，为整个主控制器系统提供电能，在外部输入电源停电的情况下，通过电源模块(26)由应急电源(27)继续为系统供电；应急电源(27)为停电应急电源，其与电源模块(26)相连接，用于在外部输入电源停电的情况下继续为系统供电，保证系统的正常运行。
4.一种权利要求1所述的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统所采用的控制方法，其特征在于:所述的控制方法包括按顺序执行的下列步骤: 步骤一、飞机接近机场的SOl阶段:在飞机进近阶段，飞行员通过查询机载通信设备明确降落机场的VHF通信频率； 步骤二、飞行员设置机载VHF通信频率的S02阶段:飞行员通过驾驶舱的甚高频频率调谐控制面板，输入当前机场的控制助航灯光甚高频设备的通信频率，从而使机载甚高频发射机调谐到相应的通信频率； 步骤三、飞行员进行多次PTT按键的S03阶段:飞行员在明确VHF通信频率后按照实际情况利用机载通信系统PTT按键发送灯光控制指令； 步骤四、VHF接收机接收信号，输出载波检测信号的S04阶段:助航灯光呼控系统的VHF接收机(I)接收飞行员通过机载甚高频发射机发出的PTT键控信号，并进行载波检测，确认按键操作； 步骤五、整理载波信号，计时计数分析的S05阶段:从S04阶段输出的第一个按键操作时开始计时，并累加按键次数；步骤六、判断是否构成正确的控制指令的S06阶段:判断是否构成正确的控制指令，如果判断结果为“是”，则重置计时计数进入下一步S07阶段；否则返回S04阶段； 步骤七、翻译成助航灯光控制指令的S07阶段:成功检测到正确的VHF信号后，微控制器(22)根据VHF信号对应的灯光控制方式进行控制指令的翻译，从而获得具体的控制指令； 步骤八、输出控制指令到调光器或本地灯光控制器的S08阶段:微控制器(22)将准确的灯光控制指令输出到助航灯调光器接口(4)，由与助航灯调光器接口(4)连接的助航灯光控制系统(6)控制助航灯光； 步骤九、灯光开启或光级调整的S09阶段:助航灯光控制系统(6)根据接收到的具体的灯光控制指令进行助航灯光的开启、关闭以及光级调整； 步骤十、判断是否有载波信号的SlO阶段:延时设置模块26自助航灯光开启时开始计时，在计时时间内检查载波电平输出电路(16)是否有高电平输出，用于判断飞行员是否再次发出甚高频信号，如果判断结果为“是”，进入S12阶段；否则进入下一步Sll阶段； 步骤十一、延时计数的Sll阶段:对延时设置模块(24)进行倒计时更新； 步骤十二、重置延时计数的S12阶段:重置延时计数，返回到S04阶段； 步骤十三、判断延时时间是否到达的S13阶段:根据延时设置模块(24)的倒计时时间，判断时间是否到，如果判断结果为“是”，则进入下一步S14阶段；否则返回SlO阶段； 步骤十四、关闭灯光的S14阶段:系统自动发送灯光关闭指令至助航灯光控制系统(6)，或输出数字量到本地控制器(3)，关闭本地助航灯回路(5)，本流程至此结束。
5.根据权利要求4所述的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统所采用的控制方法，其特征在于:在S03阶段中，所述的灯光控制指令的具体内容为:在5秒内按3次键为开启低光强的灯光控制指令，在5秒内按5次键为开启中光强的灯光控制指令，在5秒内按7次键为则开启高光强的灯光控制指令。
6.根据权利要求4所述的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统所采用的控制方法，其特征在于:在S04阶段中，所述的进行载波检测的具体方法是:如检测到信道中出现载波，则输出高电平，否则输出低电平；检测电平信号由低到高，再到低，而且高低变化频率符合人工操作频率，则认为检测到一次按键操作信号。
7.根据权利要求4所述的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统所采用的控制方法，其特征在于:在S06阶段中，所述的判断是否构成正确的控制指令的方法是:如果5秒时间之内收到3、5、7次按键操作信号，则视为收到正确的控制指令，判断结果即为“是”。
8.根据权利要求4所述的飞行员自主控制的助航灯光呼控系统所采用的控制方法，其特征在于:在S07阶段中，所述的进行控制指令的翻译的具体方法是:在5秒内检测到3次按键对应开启低光强的光级控制指令、检测到5次按键对应开启中光强的光级控制指令、检测到7次按键则对应开启高光强的光级控制指令。
【文档编号】H05B37/02GK103841727SQ201410082695
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】罗其俊, 王岳, 李泰文, 万欣, 周帅, 赵启超, 吕锐 申请人:中国民航大学