本发明涉及机场自动化装备领域，特别涉及面向民用机场papi灯角度校准设备和方法。
背景技术：
1、精密进近坡度指示器(precision approach path indicator，papi)是民用航空运输所需助航灯光系统的重要机场设施，为飞行进近提供精准可靠的下滑目视保障。民用机场建设与运输机场运行均对该设施提出明确飞行校验管理要求，当前对papi灯的定期校验主要通过民航客机或载人飞行器以人工方式完成，存在校验一致性差、成本高、效率低等问题，而基于无人机的飞行校验尝试尽管能够降低校验成本、简化校验过程，但实用校准精度并不理想。
2、基于无人机技术进行papi灯校验具有降本增效的好处，相关应用也得到了国际民航领域的高度关注，目前，基于无人机技术开展papi灯校验的方法是在水平几百上千米尺度上开展技术成熟度7级以上的试飞校验，依托无人机作为载具获得的铅垂高度信息面临准确度达成困境。
3、发明人经过研究发现，现有技术中的基于无人机的papi灯校验方法至少还存在以下缺陷：
4、papi灯的仰角测算困难，同时远距离的作业形式也对基于视觉的检测区域会聚与目标识别带来极大挑战，使papi灯角度校准精度不能达到校验容差的标准要求。
5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提高papi灯校准的精度使其达到校验容差的校准要求。
2、本发明提供了一种面向民用机场papi灯角度校准设备，包括：
3、地面装置(1)，适于定位地面投影定标点；
4、标高装置(4)，为竖直设置，底端部固定连接在所述地面装置(1)上，上端部固装视觉检测装置(3)；
5、空中飞行装置(2)，固装于所述标高装置(4)的顶端部，适于将标高装置(4)竖直向上提升至预设高度，并通过所述空中飞行装置(2)的姿态调整使所述视觉检测装置(3)处于最佳检测位置；
6、稳定装置(5)，底端部固定连接所述地面装置(1)，顶端部连接在所述标高装置(4)的顶端部，用于稳定空中飞行装置(2)。
7、优选的，本发明实施例中，所述地面装置(1)包括：
8、中心圆区基准台(101)，固定连接所述标高装置(4)的底端部；
9、若干旁瓣圆弧体(102)，圆周均匀分布在所述中心圆区基准台(101)的周侧，若干所述旁瓣圆弧体(102)之间通过连接件(6)连接形成闭环结构，若干所述旁瓣圆弧体(102)均与所述中心圆区基准台(101)通过连接件(6)连接。
10、优选的，本发明实施例中，所述稳定装置(5)由若干根系留钢索构成，每根系留钢索的底端部分别与所述旁瓣圆弧体(102)连接在一起，每根系留钢索的顶端部与所述标高装置(4)的顶端部连接。
11、优选的，本发明实施例中，
12、所述稳定装置(5)与所述地面装置(1)形成一个三棱锥体结构，所述标高装置(4)位于三棱锥体的几何中心处；
13、所述标高装置(4)、所述连接件(6)均为系留钢索。
14、优选的，本发明实施例中，还包括：收放线组件，用于系留钢索的收放及锁紧；
15、多个所述旁瓣圆弧体(102)相向完全收紧后，与所述中心圆区基准台(101)的外缘相接触，形成圆形结构。
16、优选的，本发明实施例中，
17、应力检测模组，设于所述中心圆区基准台(101)和若干所述旁瓣圆弧体(102)上，适于检测所述标高装置(4)和所述稳定装置(5)的应力；
18、光电检测模组，其发射端设于所述中心圆区基准台(101)和若干所述旁瓣圆弧体(102)上，其接收端设于所述空中飞行装置(2)上；
19、实时动态载波差分模组，设于所述空中飞行装置(2)的中央核心区。
20、优选的，本发明实施例中，
21、所述视觉检测装置(3)包括若干摄像头，若干所述摄像头构成的视觉阵列与所述papi灯相对应。
22、在本发明的另一面，还提供了一种面向民用机场papi灯角度校准方法，用于如上所述的面向民用机场papi灯角度校准设备，包括步骤：
23、s11、确定一个或多个预设测样点，然后以中心圆区基准台为基准，确定若干旁瓣圆弧体相对于所述中心圆区基准台的角度和距离；
24、s12、根据papi灯位置和所述预设测样点位置，计算空中飞行装置预设的高度和/或姿态；
25、s13、根据单个所述预设测样点调整所述空中飞行装置至预设的高度和/或姿态，通过视觉检测装置检测区域会聚和光色识别完成单点位角度校准；
26、s14、根据每个所述预设测样点调整所述空中飞行装置至预设的高度和/或姿态，并根据所述单点位角度校准的检测区域会聚和光色识别完成每个所述预设测样点的角度校准。
27、优选的，本发明实施例中，计算所述空中飞行装置的高度，包括：
28、根据所述空中飞行装置的地面投影定标点与所述papi灯的距离，确定所述papi灯的仰角；
29、根据所述papi灯的仰角计算所述空中飞行装置的高度误差。
30、优选的，本发明实施例中，所述papi灯的仰角计算，包括下列公式：
31、arctan(h/d)＝arctan((h-h′)/d)
32、公式中，h为空中飞行装置的飞行高度；h′为papi灯光窗中心距离地面的高度；d为空中飞行装置的地面投影定标点与papi灯的距离。
33、优选的，本发明实施例中，计算所述空中飞行装置的高度误差，包括：
34、h＝tan(θ+1′/60)×d-tanθ×d
35、公式中，θ为papi灯的仰角；d为空中飞行装置的地面投影定标点与papi灯的距离。
36、优选的，本发明实施例中，所述调整所述空中飞行装置至预设的高度和/或姿态，包括：
37、通过光电检测模组和实时动态载波差分模组检测空中飞行装置的飞行位置点；
38、若超出预设高度和水平容差，则调整空中飞行装置的位置和姿态；
39、若未超出预设高度和水平容差，视觉检测装置进行检测区域会聚和光色识别。
40、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
41、本发明中，构建了包括地面装置、标高装置、空中飞行装置和稳定装置，其中，地面装置适于定位地面投影定标点；标高装置为竖直设置，底端部固定连接在地面装置上，上端部固装视觉检测装置；空中飞行装置固装于标高装置的顶端部，适于将标高装置竖直向上提升至预设高度，并通过所述空中飞行装置的姿态调整使所述视觉检测装置处于最佳检测位置；稳定装置底端部固定连接地面装置，顶端部连接在标高装置的顶端部，用于稳定空中飞行装置；通过面向民用机场papi灯角度校准设备进行校准，可以提高papi灯校准的精度使其达到校验容差的校准要求，为运行安全裕度和飞行校验效率提升奠定良好的技术基础。
42、进一步的，本发明中提供的面向民用机场papi灯角度校准设备进行校准，可以一次完成定点位对papi灯角度的校准工作。
43、此外，本发明中提供的面向民用机场papi灯角度校准设备，在放置时，通过收放线组件形成圆形结构，便于携带和存放。
44、上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。