用于实现飞行器的两套卫星通信系统之间的自动切换的方法与流程

本发明涉及飞行器的卫星通信系统，尤其涉及一种用于实现飞行器的两套卫星通信系统之间的自动切换的方法。

背景技术：

国际民航规章中通常都规定了对飞行器和外界诸如空中交通管制单位之间的通信要求。例如，中国民航规章ccar-121-r4第97条规定，“合格证持有人应当证明，在正常运行条件下，在整个航路上，所有各点都具有陆空双向无线电通信系统，能保证每一架飞机与相应的签派室之间，每一架飞机与相应的空中交通管制单位之间，以直接的或者通过经批准的点到点间的线路进行迅速可靠的通信联系”。一般而言，当今的航空公司的所有飞机都应完全具备卫星通信能力。

为此，诸如远程宽体客机的飞行器通常安装有两套卫星通信系统以确保可靠性。在飞行器的飞行过程中，一般卫星通信系统a处于工作模式，卫星通信系统b处于非工作模式。在此基础上需要解决的一个问题是，如何在不同条件下切换两套卫星通信系统以确保飞行器在任何时刻都具备可靠的卫星通信能力。

对此，现有技术已经尝试了一些解决方案。例如，以美国专利申请us20200059296a1为代表的一些解决方案，提出了通过读取卫星通信系统所接收的信号的强弱并据此实现两套卫星通信系统的切换。然而，这一方案在实际应用中由于仅依赖于实时接收到的卫星信号来决定是否需切换卫星通信系统因而存在一定的局限性，可能导致卫星通信系统的切换不够及时或者过于频繁的问题。

因此，为了更可靠地确保飞行器在任何时刻都具备可靠的卫星通信能力以及减少不必要的切换操作，亟需提供一种新的用于实现飞行器的两套卫星通信系统之间的自动切换的方法。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有的用于实现飞行器的卫星通信系统的自动切换的解决方案的切换逻辑可能存在切换不够及时或切换过于频繁的问题，对于飞行器的卫星通信能力的保障不够可靠的缺陷，提出一种新的用于实现飞行器的两套卫星通信系统之间的自动切换的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种用于实现飞行器的两套卫星通信系统之间的自动切换的方法，所述飞行器具有第一卫星通信系统和第二卫星通信系统，其特点在于，所述方法包括以下步骤：

获取存储有一预设地理位置范围的数据库，其中在所述预设地理位置范围内，第一卫星通信系统接收到的卫星信号强度弱于当第一卫星通信系统正常通信时所接收到的卫星信号强度标准值，而第二卫星通信系统接收到的卫星信号能够达到所述卫星信号强度标准值；

当第一卫星通信系统处于工作模式时，第二卫星通信系统处于备份非工作模式，第一卫星通信系统实时获取所述飞行器的当前地理位置信息；

基于所述飞行器的当前地理位置信息判断所述飞行器是否处于所述预设地理位置范围内；

若否，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变，

若是，则启用第二卫星通信系统进入工作模式，并使得第一卫星通信系统进入备份非工作模式。

根据本发明的一种实施方式，所述数据库中还存储有第一时长阈值，所述方法还包括以下步骤：

基于所述飞行器的当前地理位置信息判断所述飞行器是否持续处于所述预设地理位置范围内达到所述第一时长阈值；

若否，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变，

若是，则启用第二卫星通信系统进入工作模式，并使得第一卫星通信系统进入备份非工作模式。

根据本发明的一种实施方式，所述数据库中还存储有第二时长阈值，其中第一时长阈值大于第二时长阈值，所述方法还包括以下步骤：

当第二卫星通信系统处于工作模式时，实时获取所述飞行器的当前地理位置信息；

基于所述飞行器的当前地理位置信息判断所述飞行器是否持续处于所述预设地理位置范围以外达到所述第一时长阈值；

若否，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变，

若是，则重新启用第一卫星通信系统进入工作模式，并使得第二卫星通信系统进入备份非工作模式。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还包括以下步骤：

当判断所述飞行器处于所述预设地理位置范围内时，进一步判断第一卫星通信系统当前所接收到的卫星信号强度是否达到所述卫星信号强度标准值；

若是，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变；

若否，则启用第二卫星通信系统进入工作模式并使得第一卫星通信系统进入备份非工作模式。

根据本发明的一种实施方式，所述数据库中还存储有第一时长阈值和第二时长阈值，其中第一时长阈值大于第二时长阈值，所述方法还包括以下步骤：

当第一卫星通信系统处于工作模式时，监测其接收到的卫星信号强度是否持续未达到所述卫星信号强度标准值达到第一时长阈值；

若否，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变，

若是，则启用第二卫星通信系统进入工作模式，并使得第一卫星通信系统进入备份非工作模式；

当所述飞行器处于所述预设地理位置范围外，第二卫星通信系统处于工作模式时，监测第一卫星通信系统接收到的卫星信号强度是否持续达到所述卫星信号强度标准值达到第二时长阈值；

若否，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变，

若是，则启用第一卫星通信系统进入工作模式，并使得第二卫星通信系统进入备份非工作模式。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还包括以下步骤：

在飞行期间，实时监测当前处于工作模式的卫星通信系统是否运行正常，若否，则禁用当前处于工作模式的卫星通信系统并启用当前处于备份非工作模式的卫星通信系统。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还包括以下步骤：

在飞行期间，当前处于工作模式的卫星通信系统定期自检是否运行正常。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还包括以下步骤：

在飞行期间，当前处于备份非工作模式的卫星通信系统定期从当前处于工作模式的卫星通信系统处获取其运行状态信息，并根据其运行状态信息判断其是否运行正常。

根据本发明的一种实施方式，所述数据库中还存储有第三时长阈值，所述方法还包括以下步骤：

在飞行期间，实时监测当前处于工作模式的卫星通信系统接收到的卫星信号强度是否达到所述卫星信号强度标准值，若持续未达到所述卫星信号强度标准值达到预设的第三时长阈值，则输出卫星通信系统异常信息。

根据本发明的一种实施方式，第一卫星通信系统和第二卫星通信系统分别被配置为能够经由公共网络或者所述飞行器的机载定位系统实时获取所述飞行器的当前地理位置信息。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

根据本发明的用于实现飞行器的两套卫星通信系统之间的自动切换的方法，能够基于地理位置信息以可靠的方式实现对于卫星通信系统的切换，确保飞行器时刻具备可靠的卫星通信能力。

附图说明

图1为根据本发明的优选实施方式的用于实现飞行器的两套卫星通信系统之间的自动切换的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都落入本发明的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

参考图1所示，根据本发明的较佳实施方式的用于实现飞行器的两套卫星通信系统(在图示中简称为卫通系统)之间的自动切换的方法，包括以下步骤：

设计建立数据库或者说获取数据库，该数据库中存储有一预设地理位置范围，该预设地理位置范围定义为，在所述预设地理位置范围内，第一卫星通信系统接收到的卫星信号强度弱于当第一卫星通信系统正常通信时所接收到的卫星信号强度标准值，而第二卫星通信系统接收到的卫星信号能够达到卫星信号强度标准值；

当第一卫星通信系统处于工作模式时，第二卫星通信系统处于备份非工作模式，第一卫星通信系统实时获取所述飞行器的当前地理位置信息；

基于所述飞行器的当前地理位置信息判断所述飞行器是否持续处于所述预设地理位置范围内达到所述第一时长阈值；

若否，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变，

若是，则启用第二卫星通信系统进入工作模式，并使得第一卫星通信系统进入备份非工作模式。

并且，在该方法中还包括以下步骤：

当第二卫星通信系统处于工作模式时，实时获取所述飞行器的当前地理位置信息；

基于所述飞行器的当前地理位置信息判断所述飞行器是否持续处于所述预设地理位置范围以外达到所述第一时长阈值；

若否，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变，

若是，则重新启用第一卫星通信系统进入工作模式，并使得第二卫星通信系统进入备份非工作模式。

其中，可选地，将飞行器配备的两套卫星通信系统中的一套，例如第一卫星通信系统作为飞行器的主卫星通信系统，而将另一套，例如第二卫星通信系统作为飞行器的备用卫星通信系统。相应的，在一些可选方案中，第一时长阈值t1大于第二时长阈值t2。

其中，第一卫星通信系统和第二卫星通信系统分别被配置为能够经由公共网络或者所述飞行器的机载定位系统实时获取所述飞行器的当前地理位置信息。

可以理解的是，根据本发明的上述优选实施方式，能够基于地理位置信息以可靠的方式实现对于卫星通信系统的切换，并且提供了一种以地理位置信息结合卫星通信信号作为卫通系统的切换操作的条件的解决方案。地理位置信息和卫星通信信号可来源于相对独立工作的不同系统诸如不同的机载系统及机载设备，二者同时出现偏差或者错误的风险是相当低的，因此这样的解决方案将有助于确保飞行器时刻具备可靠的卫星通信能力。

并且，上述方案中第一和第二时长阈值的设置，将能够有效避免在一些实际条件下可能出现的切换逻辑使得飞行器的两套卫星通信系统在短时间内被反复切换或者频繁切换的不利状况。

根据本发明的一些优选实施方式，该方法还包括以下步骤：

当判断所述飞行器处于所述预设地理位置范围内时，进一步判断第一卫星通信系统当前所接收到的卫星信号强度是否达到所述卫星信号强度标准值；

若是，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变；

若否，则启用第二卫星通信系统进入工作模式并使得第一卫星通信系统进入备份非工作模式。

根据本发明的一些优选实施方式，该方法还包括以下步骤：

在飞行期间，实时监测当前处于工作模式的卫星通信系统是否运行正常，若否，则禁用当前处于工作模式的卫星通信系统并启用当前处于备份非工作模式的卫星通信系统。

根据本发明的一些可替代的优选实施方式，数据库中也可存储有第一时长阈值t1和第二时长阈值t2，其中t1大于t2，该方法还包括以下步骤：

当第一卫星通信系统处于工作模式时，监测其接收到的卫星信号强度是否持续未达到卫星信号强度标准值达到第一时长阈值；

若否，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变，

若是，则启用第二卫星通信系统进入工作模式，并使得第一卫星通信系统进入备份非工作模式；

当所述飞行器处于所述预设地理位置范围外，第二卫星通信系统处于工作模式时，监测第一卫星通信系统接收到的卫星信号强度是否持续达到卫星信号强度标准值达到第二时长阈值；

若否，则保持第一卫星通信系统和第二卫星通信系统的运行状态不变，

若是，则启用第一卫星通信系统进入工作模式，并使得第二卫星通信系统进入备份非工作模式。

可以理解的是，上述优选方案同样将飞行器配备的两套卫星通信系统中的一套，第一卫星通信系统作为飞行器的主卫星通信系统，而第二卫星通信系统作为飞行器的备用卫星通信系统。上述优选方案同时基于地理位置信息的监测和信号强度随时间变化的监测执行卫通系统的切换，并且通过监测用时间常数(即第一时长阈值t1和第二时长阈值t2)的引入，使得切换更加符合实际需求，能够有效避免在一些实际条件下可能出现的切换逻辑使得飞行器的两套卫星通信系统在短时间内被反复切换或者频繁切换的不利状况。

进一步优选地，根据本发明的一些优选实施方式，该方法还包括以下步骤：

在飞行期间，当前处于工作模式的卫星通信系统定期自检是否运行正常。

或者可替代地，该方法也可包括以下步骤：

在飞行期间，当前处于备份非工作模式的卫星通信系统定期从当前处于工作模式的卫星通信系统处获取其运行状态信息，并根据其运行状态信息判断其是否运行正常。

在以上两种替代性的优选实施方式中，分别可通过自检方式或者以当前处于备份非工作模式的卫通系统进行检测的方式确认从运行状态信息看卫星通信系统的工作是否正常。优选地，这一检查过程可被定义为优先进行或者具有更高优先级，即，一旦检测发现卫通系统的运行存在异常，将先行直接切换卫通系统，以优先确保飞行器的卫星通信能力。

根据本发明的一些优选实施方式，所述数据库中还存储有第三时长阈值，该方法还包括以下步骤：

在飞行期间，实时监测当前处于工作模式的卫星通信系统接收到的卫星信号强度是否达到所述卫星信号强度标准值，若持续未达到所述卫星信号强度标准值达到预设的第三时长阈值，则输出卫星通信系统异常信息。

其中，优选地，第三时长阈值可稍长于第一和第二时长阈值。

根据本发明的上述优选实施方式的用于实现飞行器的两套卫星通信系统之间的自动切换的方法，能够基于地理位置信息以可靠的方式实现对于卫星通信系统的切换，确保飞行器时刻具备可靠的卫星通信能力。进一步地，这种新颖的对于两套卫星通信系统的自动切换的方式或者说自动控制逻辑，将能够更好地确保飞行器的卫星通信能力及功能的可靠性和精确度，有助于减轻飞行员的操作负荷，使飞行器拥有较高的可运行性，能更有效地适应全球一体化的航空飞行环境。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。