一種通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：氣壓高度測量模塊，測量通用航空飛行器的氣壓式高度信息，并將其發(fā)送給中央處理單元；定位模塊，實(shí)時(shí)提供通用航空飛行器的定位信息，并將其發(fā)送給中央處理單元；北斗處理單元與北斗天線連接，利用北斗衛(wèi)星進(jìn)行收發(fā)通信；北斗處理單元，處理接收到的外部命令信息，并將處理后的命令信息發(fā)送給中央處理單元，并將從中央處理單元獲取的處理后的定位信息，通過北斗天線發(fā)送出去；中央處理單元，處理各個(gè)模塊需要的定位信息，管理整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行情況；電池模塊，提供電源。本發(fā)明有效的提高通用航空飛行器的監(jiān)視能力，為通用航空飛行器擁有者和低空空域管理方提供了切實(shí)有效的監(jiān)視手段。
【專利說明】一種通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通用航空【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于北斗和八03-81090冊12 —體化的通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]通用航空社10！！，是指使用民用航空器從事公共航空運(yùn)輸以外的民用航空活動(dòng)，包括從事工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和建筑業(yè)的作業(yè)飛行以及醫(yī)療衛(wèi)生、搶險(xiǎn)救災(zāi)、氣象探測、海洋監(jiān)測、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、教育訓(xùn)練、文化體育等方面的飛行活動(dòng)。隨著我國通航產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展以及國家低空開放政策的不斷釋放，截止到2013年低，我國共有通用航空器1623架，預(yù)計(jì)2014年底達(dá)到1800架，到2020年達(dá)到5000架。由于通用航空器具有體積小、飛行器類型多、作業(yè)高度低、以目視飛行為主、價(jià)格便宜、機(jī)載設(shè)備簡單、飛行隨意性大等特點(diǎn)，容易引發(fā)飛行難以監(jiān)視、國家防空和要地防空等安全問題。
[0003]目前軍用航空和民用運(yùn)輸航空飛行的主要監(jiān)視手段是以一次雷達(dá)、二次雷達(dá)進(jìn)行主動(dòng)監(jiān)視為主，隨著國際仙3-8(廣播式自動(dòng)相關(guān))技術(shù)的不斷發(fā)展，民用運(yùn)輸航空在逐步的推廣使用。
[0004]但由于通用航空的飛行器小、飛行高度低(一般以3000米以下，尤其是1000米以下為主)等特點(diǎn)，一次雷達(dá)和二次雷達(dá)主動(dòng)監(jiān)視會(huì)出現(xiàn)監(jiān)視盲區(qū)，如圖1所示，圖1中，圓圈中的飛行器就處于監(jiān)視盲區(qū)中，因此傳統(tǒng)的以雷達(dá)為主的主動(dòng)監(jiān)視手段難以滿足低空通航飛行監(jiān)視的要求。
[0005]^08-8系統(tǒng)是廣播式自動(dòng)相關(guān)的簡稱，其由多個(gè)地面站和機(jī)載站組成，以網(wǎng)狀、點(diǎn)對多點(diǎn)方式完成數(shù)據(jù)雙向通信能力。其工作原理如圖2所示，具體地，機(jī)載八03-8設(shè)備通過機(jī)載即3獲取飛機(jī)的實(shí)施位置后，將飛機(jī)位置以1090冊12的頻率和2068格式廣播出去，這樣地面安裝的八03-8地面接收機(jī)和空中飛機(jī)上的虹)3-8接收機(jī)就能夠收到飛機(jī)主動(dòng)廣播出去的位置信息，從而達(dá)到地面和空中飛機(jī)監(jiān)視飛機(jī)的能力。由于其屬于地面接收機(jī)視距監(jiān)視，因此同樣存在地面接收機(jī)被遮擋看不到飛機(jī)的情況。同時(shí)目前主流的通用航空飛行器絕大多數(shù)都沒有安裝機(jī)載仙3-8接收機(jī)，因此如果使用仙3-8監(jiān)視手段，需要為通用航空飛行器加裝機(jī)載仙3-8設(shè)備。
[0006]因此采用目前主流的雷達(dá)和八03-8方式需要架設(shè)更多的地面站，才能滿足低空空域的全覆蓋。隨著我國通用航空產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，通用航空器會(huì)越來越多，低空空域安全問題會(huì)更加嚴(yán)重。因此急需一種成熟的、性價(jià)比高的監(jiān)視手段來解決低空飛行監(jiān)視的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中通用航空飛行存在的盲區(qū)問題，本發(fā)明提出一種通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)，尤其是一種基于北斗和八03-81090冊12 —體化的通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明提出的一種通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)包括:氣壓高度測量模塊、定位模塊、北斗天線、北斗處理單元、中央處理單元和電池模塊，其中:
[0009]所述氣壓高度測量模塊與所述中央處理單元連接，用于測量通用航空飛行器的氣壓式高度信息，并將得到的氣壓式高度信息發(fā)送給所述中央處理單元進(jìn)行處理；
[0010]所述定位模塊與所述中央處理單元連接，用于實(shí)時(shí)提供通用航空飛行器的定位信息，并將得到的定位信息發(fā)送給所述中央處理單元進(jìn)行處理；
[0011]所述北斗處理單元與所述北斗天線連接，用于利用北斗衛(wèi)星進(jìn)行收發(fā)通信；
[0012]所述北斗處理單元與中央處理單元連接，用于處理從北斗天線接收到的外部命令信息，并將處理后的命令信息發(fā)送給所述中央處理單元，以及將從中央處理單元獲取的處理后的定位信息，以北斗短消息的格式，通過北斗天線發(fā)送出去；
[0013]所述中央處理單元用于處理各個(gè)模塊需要的定位信息，管理整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行情況，協(xié)調(diào)各個(gè)模塊的工作，保證整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；
[0014]所述電池模塊用于為整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)提供電源。
[0015]其中，所述氣壓高度測量模塊為氣壓高度表。
[0016]其中，所述定位信息至少包括位置信息和時(shí)間信息。
[0017]其中，所述定位模塊為即3模塊，所述即3模塊與即3衛(wèi)星通信，以獲得通用航空飛行器的定位信息。
[0018]其中，還包括網(wǎng)絡(luò)模塊，所述網(wǎng)絡(luò)模塊與所述中央處理單元連接，用于將所述中央處理單元處理后的定位信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給外部設(shè)備。
[0019]其中，所述網(wǎng)絡(luò)模塊為模塊，且所述網(wǎng)絡(luò)模塊以扣？協(xié)議形式發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0020]其中，還包括處理單元和天線，其中，所述處理單元與中央處理單元和天線連接，用于將從中央處理單元獲取的處理后的定位信息，以⑶…的格式通過
天線發(fā)送到外部設(shè)備。
[0021]其中，還包括八03-8讀寫天線、八03-8接收單元、八03-8發(fā)射單元，其中:
[0022]所述八03-8接收單元與所述中央處理單元連接，用于將通過所述八03-8讀寫天線接收到的仙3-8信息發(fā)送給中央處理單元進(jìn)行處理，并為所述機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)提供飛機(jī)位置信息輸入；
[0023]所述仙3-8發(fā)射單元與所述中央處理單元連接，用于將所述中央處理單元處理后的定位信息、氣壓高度信息以及通用航空飛行器10信息以八03-8格式廣播出去。
[0024]其中，所述仙3-8接收單元和仙3-8發(fā)射單元共用所述仙3-8讀寫天線，以實(shí)現(xiàn)八03-8信息的接收和發(fā)送。
[0025]本發(fā)明的技術(shù)效果為:
[0026]1、全國(全球)通信無死角；
[0027]由于北斗屬于全球衛(wèi)星定位通信系統(tǒng)，本發(fā)明采用北斗短消息對外通信手段，因此如果將本發(fā)明系統(tǒng)安裝在通用航空航空器上，可以實(shí)現(xiàn)全國(全球)飛行范圍內(nèi)的監(jiān)視。
[0028]2、飛機(jī)空中監(jiān)視有手段；
[0029]本發(fā)明同時(shí)集成虹)3-8 III (接收)和虹)3-8 0此(發(fā)射)的監(jiān)視手段，因此在裝有本發(fā)明系統(tǒng)的通用航空飛行器上可以接收發(fā)射109014的仙3-8飛機(jī)信息數(shù)據(jù)，監(jiān)視到以該系統(tǒng)為中心的一定距離內(nèi)的飛機(jī)信息，形成空中監(jiān)視能力。
[0030]3、低空飛行監(jiān)視有保障；
[0031]本發(fā)明系統(tǒng)同時(shí)采用北斗、^08-8和三種通信手段，將獲取的⑶3位置信息發(fā)送出去，形成通信手段互相補(bǔ)充的能力，北斗用于低頻率1次/分(1次/30秒)，仙3-8用于自身廣播，用于低空飛行時(shí)指定地面接收的信息處理機(jī)，三種通信手段形成互相補(bǔ)充，使得安裝有本發(fā)明機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)的通用航空器得到有效的監(jiān)視。
[0032]4、監(jiān)視信息準(zhǔn)，效率高、成本低。
[0033]由于本發(fā)明系統(tǒng)采用主動(dòng)將即3定位信息通過不同的手段進(jìn)行發(fā)送的方式，因此接收到的設(shè)備位置信息準(zhǔn)確(⑶3的精度)；本發(fā)明系統(tǒng)采用主動(dòng)發(fā)送，協(xié)作式監(jiān)視手段，地面監(jiān)視僅需要解析⑶3信息即可，不用通過復(fù)雜的計(jì)算和航跡數(shù)據(jù)融合等處理，就可以得到精確的位置，因此監(jiān)視效率高；由于該設(shè)備采用成熟的定位和通信手段，且系統(tǒng)工作運(yùn)行簡單，費(fèi)用及其低廉，大概是使用一次雷達(dá)和二次雷達(dá)的1/1000的成本費(fèi)用。
[0034]總之，通過使用本發(fā)明提供的通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)，可以有效的提高通用航空飛行器的監(jiān)視能力，為通用航空飛行員提供機(jī)載端的空中態(tài)勢監(jiān)視能力，為飛行員判斷空中飛行態(tài)勢提供了有效手段；為通用航空飛行器擁有者和低空空域管理方提供了一種切實(shí)有效的監(jiān)視手段，為管理者提供了低空飛行態(tài)勢數(shù)據(jù)，為低空空域飛行安全提供了保障，進(jìn)而促進(jìn)了我國低空通航的安全及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一次雷達(dá)和二次雷達(dá)監(jiān)視盲區(qū)示意圖；
[0036]圖2是八03-8系統(tǒng)的工作原理示意圖；
[0037]圖3是本發(fā)明通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及與外部系統(tǒng)連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0039]本發(fā)明采用我國自主創(chuàng)新的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和1(^0認(rèn)可的八03-8技術(shù)相結(jié)合，采用協(xié)作式監(jiān)視方式，實(shí)現(xiàn)低空通用航空器的監(jiān)視能力。
[0040]我國自行研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具備定位、授時(shí)、短消息通信三個(gè)功能，由于其具備衛(wèi)星通信能力，因此具備“全國覆蓋(全球覆蓋)”、“實(shí)時(shí)通信”的特點(diǎn)，并且不需要在地面架設(shè)多個(gè)地面接收機(jī)，僅僅需要一個(gè)地面接收機(jī)就可以收到全國覆蓋范圍內(nèi)裝有對應(yīng)設(shè)備的信息。
[0041]圖3是本發(fā)明通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及與外部系統(tǒng)連接示意圖，如圖3所示，所述通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)包括:氣壓高度測量模塊、定位模塊、八03-8讀寫天線、八03-8接收單元003-8匕)、八03-8發(fā)射單元003-8 0110、網(wǎng)絡(luò)模塊、天線、北斗天線、北斗處理單元、處理單元、中央處理單元和電池模塊，其中:
[0042]所述氣壓高度測量模塊與所述中央處理單元連接，用于測量通用航空飛行器的氣壓式高度信息，并將得到的氣壓式高度信息發(fā)送給所述中央處理單元進(jìn)行處理；
[0043]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述氣壓高度測量模塊為氣壓高度表。
[0044]其中，所述中央處理單元所作的處理包括但不限于仙3-8格式信息合成、網(wǎng)絡(luò)格式信息的合成、網(wǎng)絡(luò)格式信息的發(fā)送控制等。
[0045]所述定位模塊與所述中央處理單元連接，用于實(shí)時(shí)提供通用航空飛行器的定位信息，并將得到的定位信息發(fā)送給所述中央處理單元進(jìn)行處理；
[0046]其中，所述定位信息至少包括位置信息和時(shí)間信息。
[0047]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述定位模塊為⑶3模塊，所述即3模塊與即3衛(wèi)星通信，以獲得通用航空飛行器的定位信息。
[0048]其中，所述中央處理單元所作的處理包括但不限于仙3-8格式信息合成、網(wǎng)絡(luò)格式信息的合成、網(wǎng)絡(luò)格式信息的發(fā)送控制等。
[0049]所述八03-8接收單元和八03-8發(fā)射單元共用所述八03-8讀寫天線，以實(shí)現(xiàn)八03-8信息的接收和發(fā)送；
[0050]所述八03-8接收單元與所述中央處理單元連接，用于將通過所述八03-8讀寫天線接收到的仙3-8信息發(fā)送給中央處理單元進(jìn)行處理，并為所述機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)提供飛機(jī)位置信息輸入；
[0051]其中，所述仙3-8讀寫天線與仙3-8地面接收機(jī)進(jìn)行通信。
[0052]其中，所述中央處理單元所作的處理包括但不限于仙3-8信息的解析、仙3-8格式位置信息的解析等。
[0053]所述仙3-8發(fā)射單元與所述中央處理單元連接，用于將所述中央處理單元處理后的定位信息、氣壓高度信息以及通用航空飛行器10信息以八03-8格式廣播出去；
[0054]所述網(wǎng)絡(luò)模塊與所述中央處理單元連接，用于將所述中央處理單元處理后的定位信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給外部設(shè)備，比如外部的移動(dòng)設(shè)備；
[0055]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)模塊為模塊，且所述網(wǎng)絡(luò)模塊以扣？協(xié)議形式發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0056]所述處理單元與中央處理單元和天線連接，用于將從中央處理單元獲取的處理后的定位信息，以的格式通過天線發(fā)送到外部設(shè)備；
[0057]其中，所述天線與移動(dòng)通信基站進(jìn)行通信。
[0058]所述北斗處理單元與所述北斗天線連接，用于利用北斗衛(wèi)星進(jìn)行收發(fā)通信；
[0059]其中，所述北斗衛(wèi)星與北斗地面接收機(jī)進(jìn)行通信。
[0060]所述北斗處理單元與中央處理單元連接，用于處理從北斗天線接收到的外部命令信息，并將處理后的命令信息發(fā)送給所述中央處理單元，以及將從中央處理單元獲取的處理后的定位信息，以北斗短消息的格式，通過北斗天線發(fā)送出去；
[0061]其中，所述處理包括但不限于北斗格式信息的解析、北斗格式信息的合成等。
[0062]所述中央處理單元是整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)的核心，用于綜合處理各個(gè)模塊需要的定位信息，同時(shí)管理整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行情況，協(xié)調(diào)各個(gè)模塊有效的工作，保證整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；
[0063]所述電池模塊用于為整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)提供電源。
[0064]其中，所述電池模塊可以外接5事進(jìn)行輸入，提供連續(xù)12小時(shí)工作所需的電量。
[0065]其中，上述與本發(fā)明機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)連接的外部設(shè)備，比如北斗地面接收機(jī)、^08-8地面接收機(jī)和移動(dòng)通信基站均與設(shè)置于地面的地面監(jiān)視服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行通信。
[0066]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種通用航空機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:氣壓高度測量模塊、定位模塊、北斗天線、北斗處理單元、中央處理單元和電池模塊，其中: 所述氣壓高度測量模塊與所述中央處理單元連接，用于測量通用航空飛行器的氣壓式高度信息，并將得到的氣壓式高度信息發(fā)送給所述中央處理單元進(jìn)行處理； 所述定位模塊與所述中央處理單元連接，用于實(shí)時(shí)提供通用航空飛行器的定位信息，并將得到的定位信息發(fā)送給所述中央處理單元進(jìn)行處理； 所述北斗處理單元與所述北斗天線連接，用于利用北斗衛(wèi)星進(jìn)行收發(fā)通信； 所述北斗處理單元與中央處理單元連接，用于處理從北斗天線接收到的外部命令信息，并將處理后的命令信息發(fā)送給所述中央處理單元，以及將從中央處理單元獲取的處理后的定位信息，以北斗短消息的格式，通過北斗天線發(fā)送出去； 所述中央處理單元用于處理各個(gè)模塊需要的定位信息，管理整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行情況，協(xié)調(diào)各個(gè)模塊的工作，保證整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)； 所述電池模塊用于為整個(gè)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣壓高度測量模塊為氣壓高度表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位信息至少包括位置信息和時(shí)間信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位模塊為GPS模塊，所述GPS模塊與GPS衛(wèi)星通信，以獲得通用航空飛行器的定位信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括網(wǎng)絡(luò)模塊，所述網(wǎng)絡(luò)模塊與所述中央處理單元連接，用于將所述中央處理單元處理后的定位信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給外部設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)模塊為Wifi模塊，且所述網(wǎng)絡(luò)模塊以TCP協(xié)議形式發(fā)送數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括GSM處理單元和GPRS天線，其中，所述GSM處理單元與中央處理單元和GPRS天線連接，用于將從中央處理單元獲取的處理后的定位信息，以GPRS的格式通過GPRS天線發(fā)送到外部設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括ADS-B讀寫天線、ADS-B接收單元、ADS-B發(fā)射單元，其中: 所述ADS-B接收單元與所述中央處理單元連接，用于將通過所述ADS-B讀寫天線接收到的ADS-B信息發(fā)送給中央處理單元進(jìn)行處理，并為所述機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)提供飛機(jī)位置信息輸入； 所述ADS-B發(fā)射單元與所述中央處理單元連接，用于將所述中央處理單元處理后的定位信息、氣壓高度信息以及通用航空飛行器ID信息以ADS-B格式廣播出去。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述ADS-B接收單元和ADS-B發(fā)射單元共用所述ADS-B讀寫天線，以實(shí)現(xiàn)ADS-B信息的接收和發(fā)送。
【文檔編號】G01C23/00GK104501828SQ201410849127
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】王偉, 劉淑芬, 張欣佳, 彭君 申請人:吉林大學(xué)