一种飞行校验差分播放装置的制作方法

本发明涉及卫星定位技术领域，尤其涉及一种飞行校验网络差分播放装置。

背景技术：

飞行校验是指为保证飞行，使用装有专门校验设备的飞行校验飞机，按照飞行校验的有关规范，检查和评估各种导航、雷达、通信等设备的空间信号的质量及其容限，以及机场的进、离港飞行程序，并依据检查和评估的结果出具飞行校验报告的过程。

在对民航通信导航监视设备尤其是导航设备的定期飞行校验过程中，校验飞机往往需要利用高精度的gps定位信息才能实现对设备信号质量的检验。但众所周知的是，由于大气层对卫星信号的折射、卫星的时钟同步和时钟漂移、卫星信号的多径效应、机载gps接收机与卫星时钟不同步、机载接收机软硬件设备误差及极端天气等问题均会使gps的定位精度产生严重恶化，在实际中，gps等卫星导航技术的实际定位精度约为5～10米，这种精度远远无法满足飞行校验的要求。

为了获取校验飞机高精度的位置信息，现阶段主流的解决方案是在地面上架设飞行校验差分基站实现校验飞机位置的修正，即传统单站架设模式。目前的校验流程中需要在校验前重复架设地面差分基站，这种方式效率较低，人力成本较高，对于首都国际机场、广州白云机场等国际枢纽机场，繁琐的校验流程可能会给机场的日常商业运营带来严重的影响。同时，对于传统单站架设模式，雷雨等极端天气的出现也会使基站架设工作受阻，从而导致飞行校验中断，影响飞行校验的进度。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种飞行校验差分播放装置，能更好地保障航班的运行，提高飞行校验的效率，减少飞行校验与航班流量之间的冲突。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种飞行校验网络差分播放装置，包括：

一卫星接收天线，用于采集卫星信号，所述卫星信号包括gps、bds、glonass的卫星信号；

一gnss接收设备，与所述卫星接收天线连接，用于解调卫星接收天线采集到的卫星信号，并将所述卫星信号转换为数字信号；

一数据处理服务器，与所述gnss接收设备连接，用于接收网络差分数据及所述gnss接收设备的卫星信号，根据所述网络差分数据及卫星信号融合解算以得到卫星信号质量，由所述卫星信号质量发送网络差分播发信号；

数据播发电台，与所述数据处理服务器连接，将所述数据处理服务器发出的网络差分播发信号调制成无线电信号，并播发送该无线电信号。

进一步地，所述数据处理服务器包括网络差分转换模块与电离层监测模块；所述电离层监测模块用于根据所述gnss接收设备的卫星信号及所述网络差分转换模块的差分网络数据，监测卫星信号质量并根据卫星信号质量发出告警提示；所述网络差分转换模块用于接收网络差分信号及所述电离层监测模块的告警提示，并根据所述告警提示发送网络差分播发信号。

进一步地，所述数据处理服务器还包括用于监测所述网络差分信号可用性的网络差分监测模块，所述网络差分监测模块与所述网络差分转换模块连接；所述网络差分监测模块接收并分析解算所述网络差分转换模块的网络差分信号与所述gnss接收设备的卫星信号，进而确定卫星信号与网络差分信号的质量。

进一步地，所述网络差分监测模块还设置有差分数据完整率计算单元，用于计算差分数据完整率，以获得网络位置服务数据的完整率、固定率、水平精度、高程精度、连续性。

进一步地，所述电离层监测模块与所述网络差分转换模块连接，所述电离层监测模块监测卫星信号质量，所述卫星信号质量包括gps、bds、glonass卫星导航系统水平精度、高程精度、卫星数、gps平均信噪比、glo平均信噪比、bds平均信噪比。

进一步地，所述电离层监测模块还包括存储单元，用于存储位置差分数据及卫星监测的基础数据、电离层变化参数、告警提示；所述位置差分数据包括gps在监测站天线位置的每秒坐标及该坐标和所述卫星接收天线位置坐标的差值，所述差值精确至厘米，时间标志粒度为0.1秒；所述卫星监测的基础数据包括gps的水平、垂直精度、卫星数、信噪比。

进一步地，所述数据播发电台还包括电台天线，所述电台天线通过频射接口与所述数据播发电台连接，用于发送数据播发电台的无线电信号。

进一步地，所所述卫星接收天线采集的gnss信号包括gps的l1\l2p\l2c\l5、glonass的l1\l2p\l2c\l3、galileo的e1\e5a\e5b\altboc\e6、bds的b1\b2\b3、qzss的l1\l2c\l5、navic的l5、sbas的wass\egnos\gagan\msas。

进一步地，所述卫星接收天线设置于室外，且所述卫星接收天线在预设角度范围内不受遮挡。

进一步地，所述gnss接收设备、数据处理服务器均设置于室内，所述卫星接收天线与电台天线通过固定装置固设于室外；所述预设角度范围为所述卫星接收天线与水平面的夹角大于15度的区域。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种飞行校验差分播放装置，使用多种卫星定位系统，通过数据处理服务器处理、监测接收到的卫星信号，根据卫星信号的质量控制所述数据播发电台发送无线电信号。本装置免去了传统飞行校验流程中架设差分站的步骤，提高飞行校验的效率。由于数据播发电台不收天气影响，在极端天气的条件下也可保证飞行校验过程中差分信号的播发，保证飞行校验的顺利进行。

附图说明

图1为本发明所提供实施例的结构示意图；

图2为本发明所提供实施例的卫星质量监测结果示意图一；

图3为本发明所提供实施例的卫星质量监测结果示意图二；

图4为本发明所提供实施例的网络差分监测结果示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-4所示，本发明提供了一种飞行校验网络差分播发装置，包括卫星接收天线、gnss接收设备、数据处理服务器、数据播发电台。所述卫星接收天线用于采集卫星信号，所述卫星信号包括gps、bds、glonass的卫星信号。gnss接收设备与所述卫星接收天线连接，用于解调卫星接收天线采集到的卫星信号，并将所述卫星信号转换为数字信号。数据处理服务器接收网络差分信号并将网络差分协议转换为检验飞机使用的协议，同时处理所述接收到的卫星信号，并对其监测，根据所监测的卫星信号质量给出告警提示，根据告警提示发送所述网络差分播发信号。数据播发电台与所述数据处理服务器连接，将所述数据处理服务器发出的网络差分播发信号调制成无线电信号，并播发送该无线电信号。

本申请提供的飞行校验差分播放装置，使用多种卫星定位系统，通过数据处理服务器处理、监测接收到的卫星信号，根据卫星信号的质量控制所述数据播发电台发送无线电信号。本装置免去了传统飞行校验流程中架设差分站的步骤，提高飞行校验的效率。由于数据播发电台不受天气影响，在极端天气的条件下也可保证飞行校验过程中差分信号的播发，保证飞行校验的顺利进行。

具体的，所述数据处理服务器包括了网络差分转换模块与电离层监测模块，所述网络差分转换模块与所述电离层监测模块双向连接。所述网络差分转换模块通过网络接收所述网络差分信号。由于一般的网络差分信号均为rtcm32和rtcm30的格式，需要将其转换成校验工作需要的rtcm23格式信号。所述网络差分转换模块再将所述rtcm32格式信号发送至电离层监测模块。

如图2、3所示，所述电离层监测模块接收所述gnss接收设备获取的卫星信号、及网络差分转换模块的rtcm32格式的网络差分信号，并对卫星信号、网络差分信号进行融合解算，从而得到所述卫星信号质量的相关数据，根据预设的指标判断卫星信号质量的相关数据是否超限，并给出相应的告警提示。所述卫星信号质量包括了gps、bds、glonass卫星导航系统的水平精度、高程精度、卫星数、gps平均信噪比、glo平均信噪比、bds平均信噪比。所述电离层监测模块得到告警提示后，发送至网络差分转换模块。网络差分转换模块根据所述告警提示发送网络差分播发信号。具体的，所述告警信号为所述网络差分信号可用性的判断信号，当卫星信号质量的相关数据超限，并给出所述网络差分信号不可用的告警提示，则网络差分转换模块停止发送网络差分播发信号，并向终端发出告警信息。

为未来的监测提供数据支持，所述电离层监测模块还包括存储单元，用于存储位置差分数据及卫星监测的基础数据、电离层变化参数、告警提示，而所述告警信息、卫星监测的基础数据的存储周期为三年。所述位置差分数据包括gps在监测站天线位置的每秒坐标及该坐标和所述卫星接收天线位置坐标的差值，所述位置差分数据的存储周期为1年，所述差值的精确至厘米，时间标志粒度为0.1秒。而电离层变化参数的周期为1年，并提供相应的数据文件，并以图的形式将所述卫星监测的基础数据进行展示。所述卫星监测的基础数据包括gps的水平、垂直精度、卫星数、信噪比，存储周期为3年。而告警提示为未来监测重要参照物，则进行3年的存储与备份。

而为了监测所述网络差分信号的可用性，所述数据处理服务器还设置有网络差分监测模块，以保证使用网络差分服务在飞行校验过程中的服务质量。所述网络差分监测模块接收所述gnss接收设备的卫星信号和网络差分转换模块的网络差分数据，并进行分析结算。根据结算结果判断所述卫星信号和网络差分信号质量。更多的，如图4所示，所述网络差分监测模块设置有差分数据完整率计算单元，用于计算差分数据完整率，以获得网络位置服务数据的完整率、固定率、水平精度、高程精度、连续性。

进一步地，所述卫星接收天线部署在室外，可采集gnss信号包括gps(全球定位系统)的l1\l2p\l2c\l5、glonass(全球卫星导航系统)的l1\l2p\l2c\l3、galileo(伽利略卫星导航系统)的e1\e5a\e5b\altboc\e6、bds的b1\b2\b3、qzss(准天顶卫星系统)的l1\l2c\l5、navic(印度区域导航卫星系统)的l5、sbas(星基增强系统)的msas\wass\egnos\gagan等信号。相较于传统的单站架设模式中只能使用gps位置差分的处理方式，本申请可使用多种卫星定位系统，包括gps、bds、glonass等，配合北斗地基增强系统，可以得到更全面的位置修正数据。

所述数据播发电台一端连接所述数据处理服务器，接收器发出的网络差分播发信号，另一端连接电台天线。所述电台天线通过频射接口与所述数据播发电台连接，且通过馈线延伸至室外，将发送数据播发电台的无线电信号。

卫星接收天线的架设需要在预设角度范围内不受遮挡，选择楼空旷、可固定处，具体为所述卫星接收天线与水平面的夹角大于15度的区域无明显遮挡物及建筑。而gnss接收设备、数据处理服务器均设置于室内，所述卫星接收天线与电台天线通过固定装置固设于室外，减少了降雨等计算天气对飞行校验的影响，保障飞行校验的准确度。

本申请所提供的一种飞行校验网络差分播放装置，具有以下优势：

1.减少飞行校验前的准备时间：每次飞行校验前便不再需要花费大量的人力物力及时间去指定的测绘点架设差分站，从而精简了整个飞行校验的流程，极大减少飞行校验前的准备工作，提高了飞行校验的准备效率。

2.降低了天气情况对飞行校验的影响：在现有的飞行校验流程中，传统单站架设模式容易受到极端天气影响，例如雷暴等恶劣天气的出现会阻碍地面差分站的架设，也会对差分站数据的稳定性和准确性产生影响。同时，由于差分基站在工作时，需要临时从导航台站取电，为了防止差分基站以及临时供电装置被雨水侵蚀，降雨天气无法进行飞行校验。而本飞行校验网络差分播放装置仅有卫星接收天线与电台天线位于室外，即使出现了极端天气，也能保证飞行校验过程中差分信号的播发，从而保证了校验飞机的定位准确度，保障了飞行校验的顺利进行，降低了天气对飞行校验的影响。

3.提高飞行校验工作效率：本装置免去了传统飞行校验流程中架设差分站的步骤，只要数据差分播发电台在飞行校验前一天开启，校验飞机便可以在转场的过程中直接完成设备飞行校验，极大提升飞行校验效率。同时，由于数据差分播发电台的全天候属性，飞机驻场后可以快速完成白天飞小机场，夜间飞大机场的转换，提升了校验飞机的使用率。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。