空管应急救援北斗通信导航一体化系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于卫星机载终端技术领域，具体涉及空管应急救援北斗通信导航一体化 系统。
【背景技术】
[0002] 随着我国航空工业的飞速发展，C919大型客机、ARJ21涡扇支线飞机、新舟60涡桨 支线飞机、H425直升机、运十二通用飞机、直十五中型直升机等新型飞机不断涌现，尤其随 着我国低空空域管理改革的不断深入，通用航空市场日益迅猛发展，低空飞行的航空器在 飞行过程中经常会面临通信失效、导航不准确、监视盲区大等严重现实技术问题，也是目前 国际航空界面临的机载设备技术主要问题。
【发明内容】
[0003] 为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种空管应急救援北斗通信导航一体 化系统，包括：
[0004] 北斗通信导航一体化机载终端和地面监控设备；
[0005] 所述北斗通信导航一体化机载终端，用于提供自动相关监视;管制员与飞行员数 据链通信；以及辅助导航；
[0006] 所述地面监控设备，用于接收北斗通信导航一体化机载终端的信息;对北斗通信 导航一体化机载终端发来的航空器位置报文和飞行员短信报文进行处理，生成地空通信监 视信息以及空情态势，并将所述地空通信监视信息以及空情态势发送至其他地面空管系 统。
[0007] 优选地，所述北斗通信导航一体化机载终端包括:北斗机载用户机，机载航行信息 处理机及座舱交通信息显示器；
[0008] 所述北斗机载用户机，用于接收和发送北斗通信信息；
[0009] 所述机载航行信息处理机，用于完成航空器北斗信息的编解码任务和组合处理机 载导航信息数据；
[0010] 所述座舱交通信息显示器，用于信息显示与控制，为飞行员提供人机交互界面。
[0011] 优选地，所述地面监控设备包括:北斗指挥用户机、信息处理接入设备、传输复接 设备和北斗监控工作站；
[0012] 所述北斗指挥用户机，用于定位以及接收和发送北斗通信信息；设置下属用户组 并监视下属用户组下传报文和指挥报文的上传广播；
[0013] 所述信息处理接入设备，用于将空中下传的ADS报文转换为北斗地面监控工作站 所需的报文格式，并将来自北斗地面监控工作站地面指挥报文转换成上行报文送至北斗指 挥用户机上传至北斗通信导航一体化机载终端；
[0014] 所述传输复接设备，用于在信息处理接入设备和北斗监控工作站之间信息转发；
[0015] 所述北斗地面监控工作站，用于监视空情态势、指挥以及分发空情报文。
[0016] 优选地，所述自动相关监视是指，为航空器与地面空管系统建立通信信道链接，实 时交换航空器空中位置、管制服务信息。
[0017] 优选地，所述管制员与飞行员数据链通信是指管制员与飞行员通过数字短报文进 行空管信息交互。
[0018] 优选地，所述辅助导航是指机载终端利用自身定位信息与航空器机载导航输出信 息融合后，提供辅助导航服务。
[0019] 优选地，所述地面监控设备进一步包括:北斗指挥用户机A和北斗指挥用户机B，互 为热备份。
[0020] 优选地，所述地面监控设备开机后，北斗指挥用户机A和北斗指挥用户机B通过上 电自检，每秒向数据处理接入设备报告一次自身状态，包括设备状态以及是否到达规定的 发射时刻信息，经传输复接设备接入北斗监控工作站实时显示。
[0021] 优选地，北斗指挥用户机A为主用通信设备，北斗指挥用户机B为备用通信设备，所 述地面监控设备具有热备份自动切换能力：当北斗指挥用户机A正常时，仅使用北斗指挥用 户机A发送短报文信息；当北斗指挥用户机A出现故障、而北斗指挥用户机B正常时，系统自 动切换至北斗指挥用户机B发送上行短报文信息。
[0022] 优选地，北斗指挥用户机A和北斗指挥用户机B同时接收到航空器下传的位置报告 与短信代码，经信息冗余处理选择正确的信息。
[0023] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0024] 图1示出了根据本发明的一个实施例的空管应急救援北斗通信导航一体化系统；
[0025] 图2示出了根据本发明的一个实施例的北斗通信导航一体化机载终端的框图；
[0026] 图3示出了根据本发明的一个实施例的北斗机载用户机组成框图；
[0027] 图4示出了根据本发明的一个实施例的记载航行信息处理机的组成框图；
[0028]图5示出了根据本发明的一个实施例的座舱交通信息显示器组成框图；
[0029] 图6示出了根据本发明的一个实施例的地面监控设备的框图；
[0030] 图7示出了根据本发明的一个实施例的一体化射频模块的原理框图；
[0031] 图8-1至8-3分别示出了采用3比特、2比特和1.5比特动态量化的量化阈值与信噪 比损失的仿真图形；
[0032] 图9示出了根据本发明的一个实施例的组合抗衰落/低功耗前端的原理框图；
[0033] 图10示出了根据本发明的一个实施例的信噪比估计的信号流程图；
[0034] 图11示出了根据本发明的一个实施例的单电缆多信号传输示意图。
【具体实施方式】
[0035] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的北斗卫星机载终端其【具体实施方式】、特征及其功 效，详细说明如后。在下述说明中，不同的"一实施例"或"实施例"指的不一定是同一实施 例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0036] 在本发明的一个【具体实施方式】中，
[0037] 如图1所示，空管应急救援北斗通信导航一体化系统包括北斗通信导航一体化机 载终端和地面监控设备；
[0038] 所述地面监控设备，用于接收北斗通信导航一体化机载终端的信息;对北斗通信 导航一体化机载终端发来的航空器位置报文和飞行员短信报文进行处理，生成空情态势； 生成地空通信监视信息；
[0039]所述北斗通信导航一体化机载终端，用于提供自动相关监视(ADS);管制员与飞行 员数据链通信(CPDLC);以及辅助导航。
[0040] 根据本发明的一个【具体实施方式】，所述自动相关监视(ADS)是指，为航空器与地面 空管系统建立通信信道链接，实时交换航空器空中位置、管制服务等信息。
[0041] 根据本发明的一个【具体实施方式】，所述管制员与飞行员数据链通信(CTOLC)是指 管制员与飞行员通过数字短报文进行空管信息交互。
[0042] 根据本发明的一个【具体实施方式】，所述辅助导航是指机载终端利用自身定位信息 与航空器机载导航输出信息融合后，提供辅助导航服务。
[0043] 如图2所示，所述北斗通信导航一体化机载终端包括:北斗机载用户机，机载航行 信息处理机及座舱交通信息显示器；
[0044]所述北斗机载用户机，用于接收和发送北斗通信信息；
[0045]所述机载航行信息处理机，用于完成航空器北斗信息的编解码任务和组合处理机 载导航信息数据；
[0046]所述座舱交通信息显示器，用于信息显示与控制，为飞行员提供人机交互界面。 [0047] 北斗通信导航一体化机载终端电源开关设计在座舱交通信息显示器上，当显示器 开关闭合时，给北斗机载用户机和机载航行信息处理机一个接地信号，北斗机载用户机和 机载航行信息处理机收到接地信号后自动开机，机载航行信息处理机开机后向座舱交通信 息显示器输出12V电压，座舱交通信息显示器上电后自动启动，进入应用界面。
[0048] 如图3所示，所述北斗机载用户机包括天线和主机；
[0049] 所述天线进一步包括：
[0050] 功率放大器，用于在发射频率上将低电平信号放大到远距离传输所需要的高功率 电平；
[0051]发射滤波器，用于滤除功率放大器的输出信号中的带外杂散信号；
[0052]收发双工器，进一步包括北斗接收低噪放单元、发射控制单元和合路处理单元； [0053]所述北斗接收低噪放单元，用于对北斗接收小信号做射频前端处理；
[0054] 发射控制单元，用于对北斗发射功率放大器控制；
[0055] 所述合路处理单元，用于对北斗接收小信号和北斗发射信号进行合成；