本发明涉及一种用于ads-b监视系统的信号接收站。
本发明总体涉及使用合作监视系统通过ads-b(英文“automaticdependentsurveillance-broadcast”的首字母缩写)自动从属监视发送控制空中交通。
背景技术：
使用ads-b监视系统进行空中交通控制有很大发展空间，尤其是在世界上没有装备雷达或雷达装备很差的区域。
从原理上说，ads-b监视可以借助于每个飞行器装备的计算部件了解飞行器的位置。
每个飞行器借助于通过现有的gps型卫星或通过惯性中心的定位系统确定它的位置，然后通过无线连接有规律地传送如此确定的位置，以及在空中交通控制中有用的其它信息元素，如高度、速度、路径信息。地面站适于接收并处理由每个飞行器如此发送的ads-b信号。
因此，作为例子，在文献ep2296128中了解了使用ads-b监视系统的空中控制系统。
在这种系统中，设有多个优选互相远离的地面站。
更确切地说，ads-b信号被天线接收。
ads-b信号接收天线一般是各向同性的，并且置于立柱的顶部(或天线塔)上。
接收站的立柱一般高度很大，约20-30米，并需要通过同轴电缆与置于立柱的底部的地面站连接。
通过同轴电缆传输的信号衰减很大。衰减可以相当于3db的信/噪比，对良好地接收ads-b信号有害，并因此对天线的有效接收范围不利。
技术实现要素：
本发明的目的是改进用于ads-b监视系统的信号接收站。
为此，本发明涉及一种用于空中交通控制中使用的ads-b监视系统的信号接收站。
根据本发明，信号接收站包括用于固定在立柱上的外壳，外壳包括ads-b信号接收天线、gps信号接收天线以及用于接收和处理ads-b信号和gps信号的电子接收和处理模块，所述ads-b信号接收天线和gps信号接收天线连接于在外壳内的所述电子接收和处理模块。
因此，ads-b信号接收天线和gps信号接收天线与用于接收利处理ads-b信号和gps信号的电子接收和处理模块共置在用于置于立柱的顶部的外壳内。
因此，接收站可以摆脱每个天线与置于立柱的底部的信号处理装置之间的同轴传输电缆。
因此得到更好的信/噪比，改进了ads-b信号的接收和处理。
另外，每个天线与外壳内的用于接收和处理信号的电子接收和处理模块的连接避免系统为同时考虑同轴电缆的长度和分开gps信号接收天线与ads-b信号接收天线的距离的令人厌烦的参数。
gps信号接收天线和ads-b接收天线共置在同一外壳内可以追溯在接收ads-b信号的准确地点的每个ads-b信号接收事件。
因此，gps信号接收天线和ads-b信号接收天线的共置特别有利于通过多次迭代计算飞行器的位置。
实际上，gps信号接收天线和ads-b信号接收天线的共置以及取消每个天线与电子接收和处理模块之间的同轴传输电缆消除了由多个信号接收站通过多次迭代进行计算以便通过多次迭代确定飞行器位置时的误差风险。
作为实用的实施例，用于接收和处理信号的电子接收和处理模块包括适于追溯接收的ads-b信号以及/或者由接收的gps信号验证所述ads-b信号接收天线的地理位置的计算部件。
在可以集成有固定在立柱上的外壳中的地面站功能的构型中，电子接收和处理模块包括根据asterix21级转换标准产生信息的信息产生部件。
根据本发明的一有利的实施方式，电子接收和处理模块包含在以可拆卸方式固定在外壳内的罩壳中。
因此，尽管置于用于固定在立柱的顶部的外壳中，电子接收和处理模块可以在故障或希望更换电子模块的情况下被拆卸。
在实际应用中，罩壳包括两个连接插头，这两个连接插头适于分别连接于ads-b信号接收天线的同轴出口和gps信号接收天线的同轴出口。
同样，罩壳优选包括适于将电子接收和处理模块连接于远程信号处理站的电网电缆的接头。
因此，可以通过集成到外壳中的电子接收和处理模块部分实施接收的ads-b信号的处理，并通过远程信号处理站部分实施接收的ads-b信号的处理，以便在ads-b监视系统中利用ads-b信号。
在本发明的一实用的实施方式中，外壳包括两个部分，即用于固定在立柱上的第一部分和以可拆卸方式固定在第一部分上的第二部分，当外壳的第二部分从外壳的第一部分拆卸时，所述罩壳在外壳中能被触及。
在一有利的构型中，外壳的第一部分包括适于与螺栓配合的螺纹，螺栓在罩壳上自由转动安装并且安装成沿罩壳和外壳的第一部分的纵向方向在平移方面固定。
因此也可以通过旋拧将罩壳固定在外壳的第一部分中，同时使罩壳在外壳内沿这些元件的纵向方向平移移动。
因此可以通过将天线的同轴出口插入(enfichage)到罩壳的连接插头内实现罩壳与ads-b信号接收天线和gps信号接收天线在外壳内的连接。
在一实施方式中，ads-b信号接收天线安装在包含在外壳中的接地平面(plandemass)的中心。
使用接地平面可以有利地改善运行和通过天线的ads-b信号接收，并因此提高ads-b信号接收天线的有效范围。
在实际应用中，gps信号接收天线固定在接地平面上。
这种布置可以保证gps信号接收天线相对ads-b信号接收天线的可靠就位。
gps信号接收天线安装在接地平面的周边，以便不损害接地平面的均质性和不干扰ads-b信号的接收。
附图说明
本发明的其它特征和优点将在下面的描述中进一步显示出来。
在作为非限制性例子给出的附图中：
-图1是根据本发明的一实施方式的装配有两个信号接收站的立柱的透视图；
-图2是根据本发明的一实施方式的装配有两个信号接收站的立柱的局部透视图；
-图3是图2的信号接收站的局部透视图；
-图4是装配有图2的信号接收站的立柱的截断透视图；
-图5是图4的放大细部a的透视图；以及
-图6是装配有图2的信号接收站的立柱的截断透视图，示出接收和处理信号的电子接收和处理模块的更换和/或安装。
具体实施方式
首先参照图1描述一种根据本发明的一实施方式的用于在空中交通控制中使用的ads-b监视系统的信号接收站。
这种信号接收站的目标是接收来自一个或多个飞行器的ads-b信号。
在ads-b型合作监视系统中，直接在装配有卫星(或惯性导航仪)定位系统的每个飞行器处生成飞行器的位置信息。
因此，飞行器计算它自己的位置，并按时通过无线电传送它的位置。
在ads-b监视系统中，信号接收站是适于持续接收飞行器发送的信号的被动接收站，不需要建立每个飞行器与信号接收站之间的专用连接。
ads-b信号是频率等于1090mhz的信号，它可以由一般装备在商业飞机上的雷达式应答器s发出。
这种信号接收站用于以非限制性方式装备在没有装备雷达的区域的机场。
原理上，信号接收站主要包括用于定位在高处的ads-b信号接收天线。
如图1所示，信号接收站10适用于固定在立柱11的端部。
作为例子，立柱11的高度可以达到20-30米。
在图1的实施例中，立柱11的上端部包括两个臂11a、11b，分别用于安装相同的两个信号接收站10。
两个信号接收站10的安装允许在运行失效的情况下经过应急接收站而运行冗余，因此可以区分有缺陷的信号接收站10上的维修干预。
下面描述用于固定在立柱11的端部的信号接收站10。
信号接收站10包括用于固定在立柱11上的外壳20。
在该实施方式中，通过锁紧环12将外壳20保持在立柱11的臂11a、11b的端部。
任何类型的可靠和可拆卸的固定可适用于将外壳20安装在立柱11的端部。
如图2所示，外壳20包括ads-b信号接收天线30。
ads-b信号接收天线是无定向天线，例如形状为长度足以捕获飞行器发送的ads-b信号的金属杆。
ads-b信号接收天线适于沿在空间中大致垂直的纵向方向y延伸。
作为非限制性例子，ads-b信号接收天线30的长度可以在30-90cm之间，例如在50-60cm之间。
在该实施方式中，并以非限制性方式，ads-b信号接收天线30由通过螺旋31连接的三个垂直股线形成。
通过螺旋31使垂直股线接合的目的是使接收的四分之一的波长的信号相位错开，可以使在垂直股线上接收的ads-b信号水平相加。
如图3看到的，在该实施方式中，ads-b信号接收天线30大致安装在接地平面32的中心。
已知的是，这种接地平面可以改善通过ads-b信号接收天线30接收信号。
在该实施方式中，接地平面32为盘形，ads-b信号接收天线30固定在它的中心。接地平面32由环氧-铜印刷电路形成。
ads-b信号接收天线30在连接端部包括可以使ads-b信号接收天线30与后面将要描述的信息处理系统连接的同轴出口33。
这里外壳20主要包括两个沿与ads-b信号接收天线30的纵向方向y平行的纵向方向互相延伸的延长的管形部分21、22。
上管形部分21用于容纳ads-b信号接收天线30。
管形部分21、22通过用于容纳接地平面32的加宽部分23互相联接。
在该实施方式中，加宽部分23由两个盘形壳体形成，每个壳体固定在外壳20的一个管形部分21、22上。
外壳20的管形部分21、22和加宽部分23例如由刚性塑性材料制成，例如pvc，并且在信号接收站10互相固连在一起。
管形部分21、22和加宽部分23因此构成外壳20的用于固定在立柱11上的第一部分。
在该实施方式中，当信号接收站10安装在立柱11上时，通过固定在下管形部分22周围的锁紧环12实现在立柱11上的固定，下管形部分22延伸在加宽部分23之下。
如图2和3看到的，信号接收站10还包括gps信号接收天线40。
在该实施方式中，gps信号接收天线40固定在接地平面32上。
为了限制由gps信号接收天线40面对ads-b信号的接收带来的干扰，gps信号接收天线40优选安装在接地平面32的周边。
在接地平面32由盘形成的该实施方式中，gps信号接收天线40优选布置在盘的周边附近。
因此，gps信号接收天线40与接地平面32一起容纳在外壳20中，并且这里容纳在外壳20的加宽部分23中。
如图3所示，gps信号接收天线40包括同轴出口41，用于使gps信号接收天线40与下面将描述的信息处理系统相连接。
ads-b信号接收天线30和gps信号接收天线40与直接在外壳20内的电子接收和处理模块50连接。
因此，用于接收和处理ads-b信号和gps信号的电子接收和处理模块50集装到外壳20中，位于用于固定在立柱11的顶端的信号接收站10中。
在实际中，电子接收和处理模块50由印刷电路制成，印刷电路包括所有采集、放大和处理由ads-b信号接收天线30和gps信号接收天线40接收的信号的部件。
在实际中，电子接收和处理模块50的印刷电路可以实施在一板上。
印刷电路也可以分布在多个印刷电路板上，可以将电子接收和处理模块50的功能分开。
尤其是，将电子接收和处理模块50的功能分开可以将对噪音最敏感的信号接收部分与信号的其它处理部分分开。
不需要更详细地描述这种用于接收和处理信号的电子接收和处理模块50的结构：它的形式可以是一个或多个包括对信号处理有用元件的印刷电路卡，尤其是适用与大型存储器配合的微sd卡(microsecuredigital的英文首字母缩写)型微处理器，以及用于储存计算和处理软件及处理过程中收集的数据的存储器。
电子接收和处理模块50包含在用于容纳到外壳20中的罩壳60中。
作为例子，罩壳60由铝块制成，形成容纳电子接收和处理模块50的框架。
如图3所示，罩壳60在第一端部61包括两个插口62，用于使ads-b信号接收天线30和gps信号接收天线40的相应的同轴出口33、41与电子接收和处理模块50连接。
插口62可以是传统用于连接同轴电缆的smb(英文“subminiatureversionb”的首字母缩写)插口。
如图4所示，罩壳60在第二端部63包括形成电网电缆的接头64的输出插头。
接头64可以是ethernet型电网电缆中使用的rj45(“registeredjack45”)接头。
因此，罩壳60包括适于使电子接收和处理模块50与远程信号处理站(未出示)连接的接头64。
罩壳60在该实施方式中呈沿纵向方向y的大致为平行六面体的长形结构，包括前面描述的端部61、63。
罩壳60用于以可拆卸方式固定在外壳20内。
因此，可以从信号接收站10拆卸电子接收和处理模块50，以便更换或修理。
为了能够触及并拆卸罩壳60，外壳20包括以可拆卸方式固定在外壳20的第一部分上的第二部分24。
在该实施方式中，第二部分24以可拆卸方式固定在外壳20的第一部分的下管形部分22的自由端部。
罩壳60用于容纳在外壳20中，在外壳20的下管形部分22中。
因此，当罩壳60容纳在外壳20中时，罩壳60延伸在接地平面32之下，两个天线30、40的同轴出口33、41通到接地平面32。
在该实施方式中，如图4所示，外壳20的第二部分24包括用于与外壳20的下管形部分22的互补螺纹部分22a配合的螺纹部分24a。
互补螺纹部分22a位于下管形部分22的自由端部附近，和与外壳20的加宽部分23相连接的另一端部相对。
外壳20的第二部分24适于与电网电缆70密封安装，电网电缆的端部带有连接插头71，用于与形成设在罩壳60的第二端部63的接头64的输出插头配合。
传统地，电网电缆70借助于密封套72密封安装在设置用于使电网电缆70进入到外壳20的第二部分24中的孔眼处。
如图1示意所示的，电网电缆70可以沿立柱11在多个点固定，以使其可以返回地面，并与远程地面站连接。
外壳20的第二部分24形成围绕电网电缆70的连接部的保护罩。
在该实施方式中，外壳包括两个管形部分21、22，外壳的第二部分24由延伸在下管形部分22的延长部分中的第三管形部分24形成。
外壳20沿纵向方向y的长度在60-100cm之间。
另外，为了实现罩壳60在外壳20内沿纵向方向y平移安装，以及尤其是可以使同轴出口33、41分别与插头62连接，罩壳60包括螺栓66，螺栓在罩壳60上自由转动安装，并且安装成沿罩壳60的纵向方向y在平移方面固定，该纵向方向与外壳20的第一部分的纵向方向y一致。
外壳20的第一部分包括适于与罩壳60的螺栓66配合的互补螺纹22b。
在该实施方式中，互补螺纹22b位于外壳20的下管形部分22的内壁上。
因此，罩壳60可以通过旋拧安装在外壳20的下管形部分22内。由于螺栓66的自由转动安装，罩壳60旋拧的作用是使罩壳60在外壳20内平移移动，以便通过插入实现插头62在同轴出口33、41中的连接。
另外可以在罩壳60与外壳20之间设置纠错部件，以便保证罩壳围绕外壳20的纵向方向y正确就位。
纠错部件可以是传统的，并由设在罩壳60和外壳20的下管形部分22上的任何类型的互补沟槽或切口形成。
在该实施方式中，并且以非限制性方式，罩壳60在第一端部61的附近包括肋条68，用于与设在外壳20的内表面上并更具体的是设在外壳20的下管形部分22的内表面上的互补沟槽(未出示)配合。
另外，如图6可以看到的，密封垫67用于保证罩壳60与外壳20的下管形部分22之间的密封。
为此，外壳20的下管形部分22在其内表面上包括超过互补螺纹22b的突肩22c。
当通过旋拧将罩壳60安装到外壳20的下管形部分22中时，密封垫67压缩贴靠该突肩22c。
因此，如图5所示，外壳20的下管形部分22在内表面上包括适于与罩壳60的螺栓66配合的互补螺纹22b，以及布置在下管形部分22的下末端部的互补螺纹部分22a，该互补螺纹部分适于与外壳20的第二部分24的螺纹部分24a配合。
如图5所示，在该实施方式中，自由转动安装在罩壳60上的螺栓66包括第一螺纹部分66a，该第一螺纹部分在罩壳60的整个周边上延伸，并且延长到可以手动旋拧的雉堞部分66b上。
在该实施方式中，雉堞部分66b以非限制性方式包括四个带有螺栓66的螺纹的雉堞66b，适于与设在外壳20的第一部分中的互补螺纹22b配合。
四个雉堞66b对称布置在罩壳60的周边上。
作为补充，外壳20的第二部分24包括以可收回方式安装在外壳20的第二部分24的一端部的网屏24b，用于以可拆卸方式固定在外壳的第一部分20上。
任何允许将网屏安装在网屏24b的收回位置直到操作者作用在使网屏24突出就位的机构上的机构，都可被使用于给外壳20的第二部分24b装配可收回的网屏24b。
类似地，在该实施方式中，如图6中可看到的，外壳的第二部分24包括四个可收回的网屏24b。可收回的网屏24b可以在外壳20的第二部分24中占据收回位置，或者占据如图6所示延伸到外壳20的第二部分24的互补螺纹部分24a之外的突出位置。
可收回的网屏24b用于与罩壳60的雉堞66b配合，以便沿拧松方向施加作用力，以拆卸罩壳60，尤其是在密封垫67粘贴的情况下。
现在描述更换上述信号接收站10的电子接收和处理模块50的操作。
要指出的是，可以通过直接在高处的操作者实现更换电子接收和处理模块50的操作，信号接收站10保持固定在立柱11的端部。
操作者首先拧松外壳20的第二部分24的密封套72，以便释放电缆70，并且从外壳20的下管形部分22拧松外壳20的第二部分24。
因此，电缆70在接头64处的连接露出，外壳20的第二部分24可以沿电缆70滑动。
然后操作者继续拧松安装在外壳20内的罩壳60。
为此，如果必要，使可收回的切口24b突出，以便与雉堞66b配合，并便于通过在螺栓66上施加旋转力而拧松罩壳60。
然后可以通过手动拧松使罩壳结束取出罩壳60。
要指出的是，为了避免容纳在罩壳60内的电子接收和处理模块50掉落，罩壳保持与电缆70持续连接。
一旦罩壳60置于操作者的工具袋中，操作者将连接插头71与罩壳60的连接器64断开。
要指出的是在该步骤，如果操作者不立即更换电子接收和处理模块50，他可以把外壳20的第二部分24旋拧在外壳20的第一部分上，因此在等待更换电子接收和处理模块50时保证整体密封。
当操作者进行容纳电子接收和处理模块50的新罩壳60的接通时，他首先实施电网电缆70与罩壳60的接头64的接通。
然后，通过枢转罩壳60寻找与纠错部件对应的适当位置，操作者使罩壳60在外壳的第一部分内就位。
然后操作者借助于自由旋转安装在罩壳60上的螺栓66将罩壳60旋拧到外壳20的第一部分的下管形部分22内。
罩壳60沿纵向方向y的平移移动可以使罩壳60在外壳20内向上移动，并实现ads-b信号接收天线30和gps信号接收天线40的同轴出口33、41的连接。
继续罩壳60的旋拧安装，直至将置于罩壳60的底部的密封垫67在螺栓66附近锁紧。
因此，手动锁紧可以实现安装的密封。
一旦罩壳60在外壳20的第一部分中就位，操作者将外壳20的第二部分24旋拧在外壳20的下管形部分22上，然后封闭密封套72，以保证电网电缆70的保持和密封。
因此，可以安装和拆卸布置在固定于立柱11上的外壳20内的电子接收和处理模块50。
这样便于信号接收站10的维护和修理。
电子接收和处理模块50包括计算部件，所述计算部件适于由通过gps信号接收天线40接收的gps信号追溯ads-b信号并且/或者验证ads-b信号接收天线30的地理位置。
因此信号接收站10集装有处理ads-b信号的电子处理部件。
与在每个天线和它们的接收器之间使用传输电缆的设备相反，ads-b信号接收天线30和gps信号接收天线40这两个天线共置以及这些天线与用于接收和处理信号的电子接收和处理模块50之间没有距离消除了测量误差的风险。
因此，不需要测量传输电缆的长度，也不需要测量天线的相对位置，即维度、经度和海拔高度，用以通过多次迭代计算航空器的位置。
实际上，通过多次迭代进行计算使用多个ads-b信号接收天线。从追溯信号的接收以及每个天线接收的信号的传播时间差出发，可以计算飞行器的准确位置。
上面描述的信号接收站可以由所有1090mhz的信号(ads-b信号和来自应答器的其他信号)得到时间同步数据，这些数据可以通过多次迭代简化位置计算。
用于接收和处理信号的电子接收和处理模块50可以集成有对信号进行或多或少加工的处理功能。
特别是，电子接收和处理模块50可以包括根据asterix21级交换标准产生信息的信息产生部件，这些信息产生部件可以确定被传输的数据的格式，以便在控制屏上观测这些数据，以控制空中交通。
传统地通过地面站产生信息的同时，该功能可以直接用于置于立柱的顶端的信号接收站10。
因此信号接收站10在其功能方面与地面站类似，并且可以集成有所有定期要求的信号，以根据asterix级别生成信息，尤其是ads-b交换信息(asterix21级)和监视信息(asterix23级)。
特别是，电子接收和处理模块50可以验证并矫正接收信号中的误差，监视不同的参数(温度、湿度等)，控制噪声阈值，以及接收的轨道数量，误差百分比，矫正百分比等。
该电子接收和处理模块还包括可以远程地确定信号接收站的参数并建立和形成信号接收站10的部件。
电子接收和处理模块50还可具有监管、保护踪迹卡，隐藏数据连接、信号接收链的整体验证等的功能。
特别是，电子接收和处理模块50可以包含可以验证ads-b信号接收运行良好的测试部件。
因此，电子接收和处理模块50适于生成ads-b测试信息，这些信息通过辐射输入到电子接收和处理模块50的输入级上。
因此，与现有技术相反，这样避免使用外部发射器，以便给予ads-b信号接收天线30以ads-b测试信息。因此通过在信号接收站10的出口的信息分析简化了信号接收链的整体控制。
当然，本发明不限于上述实施例。
特别是，前面描述的用于容纳ads-b信号接收天线、gps信号接收天线的外壳20和用于接收和处理ads-b信号和gps信号的电子接收和处理模块的特定实施例不是限制性的。
本发明延伸到可以在该外壳内实现ads-b信号和gps信号接收天线与电子接收和处理模块连接的任何类型的结构和构型的外壳。