一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及卫星导航定位技术领域，具体涉及一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法及系统。本发明专利技术提供了一种的基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法及系统，其中的方法包括：对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BTO分析，获取飞机到海事卫星的时差信息；对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BFO分析，获取飞机到海事卫星的频差信息；根据时差信息、频差信息、雷达盲区以及飞机性能信息迭代获取飞机可能的飞行区域。本发明专利技术基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法及系统能够利用单个海事卫星的通信信号特征，例如时差、频差、初始位置等，来求解物体的可能区域范围。

Aircraft flight positioning method and system based on maritime satellite communication signal

The invention relates to the field of satellite navigation and positioning technology, in particular to an aircraft flight positioning method and system based on INMARSAT communication signals. The present invention provides a signal based on INMARSAT aircraft positioning method and system, the method includes: BTO analysis of maritime satellite signal acquisition terminal to the airlines, aircraft to obtain time information of maritime satellite; BFO analysis of maritime satellite signals collected by the air terminal, access the aircraft to the maritime satellite frequency difference information; according to the time difference information, frequency difference information, radar and aircraft flight performance information acquisition area of possible plane iteration. The characteristics of the communication signal the signal INMARSAT aircraft based on flight positioning method and system capable of using a single maritime satellite, such as time, frequency and initial positions, may range to solve the object.

【技术实现步骤摘要】
一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法及系统
本专利技术涉及卫星导航定位
，具体涉及一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法及系统。
技术介绍
传统的卫星导航定位技术，都是利用多颗卫星的时差信号进行定位。例如：GPS(GlobalPositioningSystem，简称，全球定位系统)是利用四颗卫星的时差信号进行定位，求解出的是单个位置点。但是，在某些情况下，只能使用单个卫星的通信信号进行定位，例如马航MH370失联事件。在马航失联事件中，飞机并没有提供GPS位置信息，只返回了飞机和海事卫星的七次握手信息，传统的四颗卫星进行定位的技术，无法满足飞行安全定位的要求。目前的定位方法中，具有利用GPS来确认传播的位置信息，基于四颗导航卫星的信号时延来定位的方法，以及四颗GPS卫星的信号进行定位。因此，为了解决满足飞机安全定位的要求，本专利技术提供了一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行单星定位方法及系统。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法，包括：对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BTO分析，获取飞机到海事卫星的时差信息；对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BFO分析，获取飞机到海事卫星的频差信息；根据所述时差信息、所述频差信息、雷达盲区以及飞机性能信息迭代获取飞机可能的飞行区域。本专利技术基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法，利用单个海事卫星的通信信号特征，例如时差、频差、初始位置等，来求解物体的可能区域范围，该技术由于只需要单颗卫星的通信信号特征，适用于广泛的通信信号辅助定位领域，特别适合由于非行安全定位等领域。进一步地，在对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BTO分析，获取飞机到海事卫星的时差信息的过程中，根据BTO的测量值，得到如下公式：其中，所述BTO的测量值包括两部分，第一部分为系统固定延迟引起的偏差部分，第二部分为从飞机到地面站电波传输所花费的时间；bias为由地面站和飞机处理导致的固定延迟；C为光速；(x,y,z)为飞机的位置坐标；(xs,ys,zs)(xs,ys,zs)：卫星的位置坐标；Range(satellite-to-aircraft)：卫星到飞机的距离；Range(satellite-to-Perth-GES)：卫星到地面站的距离；haircraft：飞机的高度；R：地球半径；基于决定bias的值，统计在地面站和飞机之间的信号传输过程，并获得飞机和地面站处理信息的历史数据；haircraft＝hknown通过卫星通讯分析飞机位置绘制在地球表面的距离计算卫星，获取一个从卫星位置等距环，所述位置等距环由BTO测量；求解上述方程，获取一个球冠环。进一步地，在对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BFO分析，获取飞机到海事卫星的频差信息的过程中，BFO分析的方程由以下参数组成：BFO＝ΔFup+ΔFdown+δFcomp+δFsat+δFAFC+δFbiasequation1其中，ΔFup为信号从飞机发送到卫星产生的多普勒效应；ΔFdown为从卫星到地面站发送信号产生的多普勒效应；δFcomp为飞机上应用的频率补偿；δFsat为卫星转换频率产生的频率变化；δFAFC为地面站接收端频率补偿值；δFbias为飞机和卫星晶振误差产生的固定偏；联立方程组1和方程组7中的方程1和方程3，可得到球冠环上的2个点联立方程组1和方程组8中的方程1和方程3，可得到球冠环上的2个点选取中的两个点，这两个点之间的距离最远，这两个点在球冠环上的劣弧即为所求第一个球冠环的范围；通过分析的组合使用飞机的高度、速度和标题生成候选路径和计算拍频振荡器所述候选路径弧位置的值；分析使用不同假设，选择所述拍频振荡器的结果分析，分析能够隔离飞机之间的多普勒频移，并确定飞机卫星的相对运动；根据所述频振荡器获得的频差得到多条飞行路径束。进一步地，所述飞机性能信息包括飞机的起始坐标、油量、飞机巡航高度和速度、飞机握手的时间顺数。本专利技术还提供了一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位系统，包括：时差信息获取单元，用于对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BTO分析，获取飞机到海事卫星的时差信息；频差信息获取单元，用于对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BFO分析，获取飞机到海事卫星的频差信息；飞行区域获取单元，用于根据所述时差信息、所述频差信息、雷达盲区以及飞机性能信息迭代获取飞机可能的飞行区域。进一步地，所述时差信息获取单元对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BTO分析，获取飞机到海事卫星的时差信息的过程中，根据BTO的测量值，得到如下公式：其中，所述BTO的测量值包括两部分，第一部分为系统固定延迟引起的偏差部分，第二部分为从飞机到地面站电波传输所花费的时间；bias为由地面站和飞机处理导致的固定延迟；C为光速；(x,y,z)为飞机的位置坐标；(xs,ys,zs)(xs,ys,zs)：卫星的位置坐标；Range(satellite-to-aircraft)：卫星到飞机的距离；Range(satellite-to-Perth-GES)：卫星到地面站的距离；haircraft：飞机的高度；R：地球半径；基于决定bias的值，统计在地面站和飞机之间的信号传输过程，并获得飞机和地面站处理信息的历史数据；haircraft＝hknown通过卫星通讯分析飞机位置绘制在地球表面的距离计算卫星，获取一个从卫星位置等距环，位置环由BTO测量；求解上述方程，获取一个球冠环。进一步地，所述频差信息获取单元在对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BFO分析，获取飞机到海事卫星的频差信息的过程中，BFO分析的方程由以下参数组成：BFO＝ΔFup+ΔFdown+δFcomp+δFsat+δFAFC+δFbiasequation1其中，ΔFup为信号从飞机发送到卫星产生的多普勒效应；ΔFdown为从卫星到地面站发送信号产生的多普勒效应；δFcomp为飞机上应用的频率补偿；δFsat为卫星转换频率产生的频率变化；δFAFC为地面站接收端频率补偿值；δFbias为飞机和卫星晶振误差产生的固定偏；联立方程组1和方程组7中的方程1和方程3，可得到球冠环上的2个点联立方程组1和方程组8中的方程1和方程3，可得到球冠环上的2个点选取中的两个点，这两个点之间的距离最远，这两个点在球冠环上的劣弧即为所求第一个球冠环的范围；通过分析的组合使用飞机的高度、速度和标题生成候选路径和计算拍频振荡器所述候选路径弧位置的值；分析使用不同假设，选择所述拍频振荡器的结果分析，分析能够隔离飞机之间的多普勒频移，并确定飞机卫星的相对运动；根据所述频振荡器获得的频差得到多条飞行路径束。更进一步地，所述飞机性能信息包括飞机的起始坐标、油量、飞机巡航高度和速度、飞机握手的时间顺数。采用上述技术方案，包括以下有益技术效果：1)本专利技术可以根据飞机的单个海事卫星通信信号特征和初始位置，确认飞机的可能位置区域；2)本专利技术可提高飞机飞行安全，提高飞机失事后的搜救效率；3)本专利技术能够广泛的通信信号辅助定位领域，特别适合由于非行安全定位等领域。附图说明图1是本专利技术基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法流程示意图；图2是本专利技术动基于海事卫星通信信号的飞机飞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法，其特征在于，包括，对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BTO分析，获取飞机到海事卫星的时差信息；对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BFO分析，获取飞机到海事卫星的频差信息；根据所述时差信息、所述频差信息、雷达盲区以及飞机性能信息迭代获取飞机可能的飞行区域。

【技术特征摘要】
1.一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法，其特征在于，包括，对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BTO分析，获取飞机到海事卫星的时差信息；对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BFO分析，获取飞机到海事卫星的频差信息；根据所述时差信息、所述频差信息、雷达盲区以及飞机性能信息迭代获取飞机可能的飞行区域。2.根据权利要求1所述的基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法，其特征在于，在对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BTO分析，获取飞机到海事卫星的时差信息的过程中，根据BTO的测量值，得到如下公式：其中，所述BTO的测量值包括两部分，第一部分为系统固定延迟引起的偏差部分，第二部分为从飞机到地面站电波传输所花费的时间；bias为由地面站和飞机处理导致的固定延迟；C为光速；(x,y,z)为飞机的位置坐标；(xs,ys,zs)(xs,ys,zs)：卫星的位置坐标；Range(satellite-to-aircraft)：卫星到飞机的距离；Range(satellite-to-Perth-GES)：卫星到地面站的距离；haircraft：飞机的高度；R：地球半径；基于决定bias的值，统计在地面站和飞机之间的信号传输过程，并获得飞机和地面站处理信息的历史数据；haircraft＝hknown通过卫星通讯分析飞机位置绘制在地球表面的距离计算卫星，获取一个从卫星位置等距环，所述位置等距环由BTO测量；求解上述方程，获取一个球冠环。3.根据权利要求1所述的基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法，其特征在于，在对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BFO分析，获取飞机到海事卫星的频差信息的过程中，BFO分析的方程由以下参数组成：BFO＝ΔFup+ΔFdown+δFcomp+δFsat+δFAFC+δFbiasequation1其中，ΔFup为信号从飞机发送到卫星产生的多普勒效应；ΔFdown为从卫星到地面站发送信号产生的多普勒效应；δFcomp为飞机上应用的频率补偿；δFsat为卫星转换频率产生的频率变化；δFAFC为地面站接收端频率补偿值；δFbias为飞机和卫星晶振误差产生的固定偏；联立方程组1和方程组7中的方程1和方程3，可得到球冠环上的2个点联立方程组1和方程组8中的方程1和方程3，可得到球冠环上的2个点选取中的两个点，这两个点之间的距离最远，这两个点在球冠环上的劣弧即为所求第一个球冠环的范围；通过分析的组合使用飞机的高度、速度和标题生成候选路径和计算拍频振荡器所述候选路径弧位置的值；分析使用不同假设，选择所述拍频振荡器的结果分析，分析能够隔离飞机之间的多普勒频移，并确定飞机卫星的相对运动；根据所述频振荡器获得的频差得到多条飞行路径束。4.根据权利要求1所述的基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法，其特征在于，所述飞机性能信息包括飞机的起始坐标、油量、飞机巡航高度和速度、飞机握手的时间顺数。5.一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯伟，岑晏青，康红霞，张延铭，赵玉民，邵珍珍，万千，
申请(专利权)人：中交信捷科技有限公司，交通信息通信技术研究发展中心，
类型：发明
国别省市：北京,11