飞行数据记录仪的海上搜寻方法及其装置与流程

本发明属于海上搜寻技术领域，具体涉及一种飞行数据记录仪的海上搜寻方法及其装置。

背景技术：

飞行数据记录仪，俗称“黑匣子”，简称FDR，是一种将飞机飞行的情况储存下来的仪器，飞行时上述数据都将收入黑匣子内。一旦出现空难，整个事故过程中的飞行参数就能从黑匣子中找到，人们便可知道飞机失事的原因。为了避免在飞机失事时被销毁，其具有耐高温(600℃～800℃)、高压(可承受1吨重的压力)、不怕腐蚀的特点，由金属材料做成。

因此，对于出现事故或者空难的情况下，需要对黑匣子进行搜寻，尤其对于落入到大海中的黑匣子进行搜寻，是极其困难的。在马航MH370航班失踪事件中，其是载有239人的波音777-200飞机，于2014年3月8日凌晨2点40分，与管制中心失去联系，然后就没有任何消息，直到2015年7月29日在位于印度洋上的法属留尼汪岛发现的飞机残骸，确属于失联的马航MH370客机，在失踪了500多个昼夜之后，MH370航班的残骸首次被发现。但是，对于其飞行数据记录仪，一直没有确切找到。

对于海上搜寻黑匣子的方式，普遍是利用专用的水听器去听由黑匣子金属外壳在海水中反馈的相关信号，然后根据听到信号方向，根据所在点与听到信号点，人工计算出对应的轨迹线，然后将船只开出一段距离并且停稳后，再次采用水听器采集信号，并且也同样计算出第二条轨迹线，然后根据两条轨迹线计算出二者的交点，即为黑匣子所在的位置，从而进行搜寻打捞。

通过具体分析，以上搜寻方法存在以下问题：

(1)由于听取信号的人是这方面的专家，需要经过长时间反复的学习和训练才能较为准确的听取对应的信号，主观因素较大；

(2)第一次听取和第二次听取之间的时间间隔较大，一般在20分钟左右，完成一次交点的确定，该过程中，飞行数据记录仪会因为海水的流动发生位置的变化，从而导致搜寻不成功；

(3)听取和计算交点都是人为操作，不仅耗费人力，影响作业效率，而且误差较大。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的第一目的在于：提供一种飞行数据记录仪的海上搜寻方法，能够快速、准确地获取飞行数据记录仪的位置，从而有效地完成搜寻工作。

为实现上述目的，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述的行数据记录仪的海上搜寻方法，包括如下步骤：

S1：选取两个不同的地点，分别同时采用水听器采集飞行数据记录仪的信号，并且记录水听器所在地点的位置坐标；

S2：根据所述信号和位置坐标，确定所述信号所在信号源的方位角；

S3：根据每个地点所述位置坐标和方位角，在地图上对应绘制出飞行数据记录仪所在的两条轨迹线；

S4：求取两条所述轨迹线的交点，获取飞行数据记录仪在采集时刻下的疑似位置坐标；

S5：重复步骤S1-S4，获取多个不同时刻下飞行数据记录仪的若干个疑似位置坐标；

S6：根据若干个疑似位置坐标，获取对应的飞行数据记录仪的移动轨迹，推算出飞行数据记录仪在捕捞时刻下的位置坐标。

进一步地，在步骤S2中，还包括根据所述信号获取飞行数据记录仪的回声响度分贝值的数据；在步骤S6中，根据步骤S2中获取的多个回声响度分贝值的数据，得到所述飞行数据记录仪的电量衰减曲线；

进一步地，在步骤S6中，通过所述移动轨迹和电量衰减曲线，建立所述飞行数据记录仪的轨迹模型，推算出飞行数据记录仪在捕捞时的位置坐标。

进一步地，在步骤S6中，所述推算飞行数据记录仪在捕捞时的位置坐标，具体是通过在轨迹模型上找到下一捕捞时刻对应的位置坐标。

进一步地，所述地图为电子地图。

为了解决上述问题，本发明的第二目的在于：提供一种飞行数据记录仪的海上搜寻装置，具有快速、准确地获取飞行数据记录仪的位置的特点，同时无需专业听取信号的专家进行，对专业度要求低、搜寻耗时短。

为实现上述目的，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述的行数据记录仪的海上搜寻装置，包括：

至少两个水听器，用于采集飞行数据记录仪发出的信号；

地图，用于记录水听器所在地点的位置坐标、根据所述信号和位置坐标确定所述信号所在信号源的方位角、以及根据所述位置坐标和方位角，绘制出所述飞行数据记录仪所对应的轨迹线；

监控平台，与所述水听器无线连接，获取对应的轨迹线，计算轨迹线的交点，得到飞行数据记录仪在采集时刻下的疑似位置坐标，以及根据若干个疑似位置坐标，获取对应的飞行数据记录仪的移动轨迹，计算出飞行数据记录仪在捕捞时刻下的位置坐标。

进一步地，所述地图为电子地图；所述电子地图包括用于获取位置坐标的GPS定位器和用于获取方位角的指南针。

进一步地，所述地图还根据信号获取飞行数据记录仪的回声响度分贝值数据。

进一步地，所述地图还根据所述回声响度分贝值数据得到飞行数据记录仪的电量衰减曲线。

进一步地，所述电子地图设置于与水听器无线连接的移动终端上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述的飞行数据记录仪的海上搜寻方法，通过在两个不同的地点，同时通过水听器采集飞行数据记录仪发出的信号，并且获取水听器所在地点的位置坐标。然后根据采集到的信号以及获取的位置坐标，确定所述信号所在信号源的方位角；接着通过位置坐标和方位角绘制出对应的轨迹线，然后将两条轨迹线求取角点，从而确定为该时刻下对应的飞行数据记录仪所在的疑似位置坐标。由于仅仅采集两个不同地点获取的轨迹线精度不高，因此，重复以上操作，获取多个不同时刻下对应的若干疑似位置坐标，然后根据若干疑似位置坐标，获取对应的飞行数据记录仪的移动轨迹，最终计算出飞行数据记录仪在捕捞时刻下的位置坐标。

本发明所述的飞行数据记录仪的海上搜寻装置，通过多个水听器，在不同的位置进行采集飞行数据记录仪发出的信号，然后借助地图，确定水听器所在的位置坐标，以及信号所在信号源的方位角，从而初步确定飞行数据记录仪所在的轨迹线，同时获取另一条轨迹线时，则可以求取交点，该交点则为初步预判的疑似位置坐标，还不够准确，因此，则采用相同的方法多获取几个疑似位置坐标，然后得到飞行数据记录仪的移动轨迹。该移动轨迹代表了飞行数据记录仪在流动的海水中，移动的趋势，从而推算出在捕捞时刻下对应的准确位置坐标。

以上方法和对应的装置，通过结合电子设备自动化处理，快速而准确的获取相应的位置坐标，并且无需专业技术人员，即可完成精准的飞行数据记录仪的海上搜寻。与此同时，由于采用过个水听器同时进行，相应又大大节省了确定搜寻地点的时间，并且由于该时间的缩短，那么对于飞行数据记录仪因海水本身流动带来的位置变化也就相应减少，从而进一步提升了确定搜寻位置坐标的准确性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所述的飞行数据记录仪的海上搜寻方法的流程图；

图2是本发明所述的飞行数据记录仪的海上搜寻装置的结构示意图；

图中：

1：水听器

2：地图

21：GPS定位器 22：指南针 23：显示屏

3：监控平台

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述的飞行数据记录仪的海上搜寻方法，是为了解决现有技术中需要高度专业听取水听器的信号带来的局限性，以及人为操作带来的时间处理长和不准确的问题，通过在两个不同的地点，并且同时在各自所在的地点，通过水听器采集飞行数据记录仪发出的信号，并且获取水听器所在地点的位置坐标，然后通过该信号和位置坐标，确定所述信号所在信号源的方位角。接着通过位置坐标和方位角在对应的地图上描绘出两条轨迹线。该轨迹线代表的是飞行数据记录仪在采集时其所在的大致轨迹，然后通过将两条轨迹线进行求取交点，则代表疑似位置坐标。但是，由于只是采集两个不同地点获取的，因此其误差较大，故而在多次进行以上原理的操作，获取多个不同时刻下的若干疑似位置坐标，然后将该若干疑似位置坐标进行再次绘制出飞行数据记录仪的移动轨迹，并且推算出飞行数据记录仪在捕捞时刻下的准确位置坐标。

为了进一步说明以上原理对应的飞行数据记录仪的海上搜寻方法，结合附图1所示的流程图，具体如下：

S1：选择两个不同的地方，分别同时采用水听器采集飞行数据记录仪发出的信号，并且记录水听器所在地点的位置坐标；

该步骤设置的目的在于：通过同时在两个不同的地方获取信号，避免了一个水听器听完一个后，然后需要开船移动至另一个地方，再次通过水听器获取第二信号的模式，可以大大节省采集时间；

S2：通过所述信号和位置坐标，确定所述信号所在信号源的方位角；

该步骤的原理利用的是同一个声源在不同地点下，通过水听器所在的位置坐标和信号源的方位角，可以初步确定飞行数据记录仪所在的轨迹线。

S3：通过步骤S2获取的位置坐标和方位角，在地图上绘制出两条轨迹线；

所述轨迹线则初步代表的是飞行数据记录仪从两个不同地点处获取的所在轨迹线。

S4：求取两条所述轨迹线的交点，获取飞行数据记录仪在采集时刻下的疑似位置坐标；

通过步骤S3获取的两条轨迹线，求取交点，即为飞行数据记录仪在都应时刻下初步对应的疑似位置坐标。之所以称之为“疑似位置坐标”，主要是因为只是通过两个不同地点获取的，则其精度不高，还需要在其他更多不同地点，不同时刻下，提高其精度。

S5：重复步骤S1-S4,获取多个不同时刻下飞行数据记录仪的多个疑似位置坐标；

S6：将所述多个疑似位置坐标，获取对应的飞行数据记录仪的移动轨迹，然后推算出飞行数据记录仪在捕捞时刻下的位置坐标。

其中移动轨迹，是由不同地点、不同时刻下的若干疑似位置坐标绘制而成，其具体代表了实际飞行数据记录仪在海水中，随着时间推移下的准确位置，从而则可以根据绘制出的移动轨迹，推算出在即将捕捞时刻下的位置坐标，该位置坐标已经将现有方式方法中获取的捕捞点的位置提升至80％，大大缩减了搜寻飞行数据记录仪的时间，同时也为捕捞搜救工作节省了大量的人力和物力，值得大力推广。

为了进一步提升获取捕捞时刻下的位置坐标，则在步骤S2中，还包括通过信号获取飞行数据记录仪的回声响度分贝值的数据，该回声响度分贝值是用于衡量信号在传播过程中的能量损失情况，通过获取该参数值，可以在后续步骤S6中，根据步骤S2的在不同地点/不同时刻下的多个回声响度分贝值的数据，得到所述飞行数据记录仪的电量衰减曲线，该曲线可以与步骤S6中获取的移动轨迹，建立所述飞行数据记录仪的轨迹模型，从而推算出飞行数据记录仪在捕捞时的位置坐标。其中，所述轨迹模型的建立是利用现有的相关技术获得，例如：拉格朗日漂流法，但是不限于该种方法。

所述位置坐标是通过结合了电量衰减曲线获得的，则其在此前的条件下，多出另一项参数，该项参数与求取的移动轨迹组合在一起，则建立了一个与实际海水中飞行数据记录仪的实际移动轨迹更为接近的轨迹模型，因此，再通过该轨迹模型推算出的捕捞是的位置坐标更为精确。该推算则通过在轨迹模型上找到下一捕捞时刻对应的位置坐标。

在以上实施过程中，运用的地图采用的是电子地图，从其上获取具体位置坐标和方位角，则更为快递和准确，进一步提升了准确度和缩减了时间。

对应地，本发明所述的飞行数据记录仪的海上搜寻装置，具体结构如图2所示，包括有：

水听器1，用于采集飞行数据记录仪发出的信号；所述水听器1的数目至少设置两个，甚至更多。

地图2，用于记录水听器所在地点的位置坐标、根据所述信号和位置坐标确定所述信号所在信号源的方位角、以及根据所述位置坐标和方位角，绘制出所述飞行数据记录仪所对应的轨迹线；在具体实际过程中，该地图2优选为电子地图，其获取的位置坐标和方位角更为准确，并且获取时间极其短。具体地，所述电子地图包括GPS定位器21和指南针22，所述GPS定位器用于获取水听器所在地点的位置坐标；所述指南针用于获取信号源所在的方位角。另外，为了更好的便于操作，所述电子地图包括显示屏23，用于显示各种状态信息，具体包括根据监控平台3推算的具体时刻下的捕捞点位置坐标进行显示。

同时，所述电子地图与监控平台3无线连接，实时与其通讯。如果采用的是电子地图，则还可以实时获取回声响度分贝值的数据，根据获取的回声分贝值数据可以绘制出飞行数据记录仪的电量衰减曲线。该电量衰减曲线则与移动轨迹共同建立移动模型，

监控平台3，与所述水听器1无线连接，获取对应的轨迹线，计算轨迹线的交点，得到飞行数据记录仪在采集时刻下的疑似位置坐标，以及根据若干个疑似位置坐标，获取对应的飞行数据记录仪的移动轨迹，计算出飞行数据记录仪在捕捞时刻下的位置坐标。

具体地，所述电子地图设置于与水听器1无线连接的移动终端上。该移动终端可以是智能手机，或者平板等电子设备。

本发明所述的飞行数据记录仪的海上搜寻方法，完全摒弃了现有技术中，几乎完全依靠专业作业人员人为听取，并且手工计算对应的位置坐标导致的不准确以及耗费大量时间的问题，自动获取信号在不同地点下的位置坐标和方位角，并通过位置坐标和方位角对应求取轨迹线，并最后根据两条轨迹线的交点初步确认为飞行数据记录仪的疑似位置坐标。重复以上步骤获取多个疑似位置坐标，绘制为移动轨迹，并从该移动轨迹线上推算出捕捞时刻下的位置坐标。该方法不仅提升了捕捞时刻下的位置坐标的准确度，还大大缩短了确定捕捞时刻下的捕捞点的时间，同时无需高度专业技术人员，缩减了人力物力。

本发明所述飞行数据记录仪的海上搜寻方法及其装置的其它结构参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。