空管应急救援北斗通信导航一体化系统技术方案

技术编号:16675475 阅读:237 留言:0更新日期:2017-12-01 16:18
本发明专利技术提供了一种空管应急救援北斗通信导航一体化系统,包括:北斗通信导航一体化机载终端和地面监控设备;所述北斗通信导航一体化机载终端,用于提供自动相关监视;管制员与飞行员数据链通信;以及辅助导航;所述地面监控设备,用于接收北斗通信导航一体化机载终端的信息;对北斗通信导航一体化机载终端发来的航空器位置报文和飞行员短信报文进行处理,生成地空通信监视信息以及空情态势,并将所述地空通信监视信息以及空情态势发送至其他地面空管系统。

The Beidou communication and navigation integrated system for air traffic emergency rescue

The present invention provides an air traffic control emergency rescue Beidou navigation and communication integration system, including: Beidou navigation and communication integrated airborne terminal and ground monitoring equipment; the Beidou navigation and communication integrated airborne terminal, to provide automatic dependent surveillance; controller and pilot number according to the chain of communication; and aided navigation; the ground monitoring equipment for receiving Beidou the integration of airborne communication and navigation terminal information; message processing and message message pilot aircraft location Beidou navigation and communication integrated airborne terminal to generate, monitoring information and air ground communication situation, and the situation of air and ground air communication monitoring information sent to other ground ATC system.

【技术实现步骤摘要】
空管应急救援北斗通信导航一体化系统
本专利技术属于卫星机载终端
,具体涉及空管应急救援北斗通信导航一体化系统。
技术介绍
随着我国航空工业的飞速发展,C919大型客机、ARJ21涡扇支线飞机、新舟60涡桨支线飞机、H425直升机、运十二通用飞机、直十五中型直升机等新型飞机不断涌现,尤其随着我国低空空域管理改革的不断深入,通用航空市场日益迅猛发展,低空飞行的航空器在飞行过程中经常会面临通信失效、导航不准确、监视盲区大等严重现实技术问题,也是目前国际航空界面临的机载设备技术主要问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足,本专利技术提供了一种空管应急救援北斗通信导航一体化系统,包括:北斗通信导航一体化机载终端和地面监控设备;所述北斗通信导航一体化机载终端,用于提供自动相关监视;管制员与飞行员数据链通信;以及辅助导航;所述地面监控设备,用于接收北斗通信导航一体化机载终端的信息;对北斗通信导航一体化机载终端发来的航空器位置报文和飞行员短信报文进行处理,生成地空通信监视信息以及空情态势,并将所述地空通信监视信息以及空情态势发送至其他地面空管系统。优选地,所述北斗通信导航一体化机载终端包括:北斗机载用户机,机载航行信息处理机及座舱交通信息显示器;所述北斗机载用户机,用于接收和发送北斗通信信息;所述机载航行信息处理机,用于完成航空器北斗信息的编解码任务和组合处理机载导航信息数据;所述座舱交通信息显示器,用于信息显示与控制,为飞行员提供人机交互界面。优选地,所述地面监控设备包括:北斗指挥用户机、信息处理接入设备、传输复接设备和北斗监控工作站;所述北斗指挥用户机,用于定位以及接收和发送北斗通信信息;设置下属用户组并监视下属用户组下传报文和指挥报文的上传广播;所述信息处理接入设备,用于将空中下传的ADS报文转换为北斗地面监控工作站所需的报文格式,并将来自北斗地面监控工作站地面指挥报文转换成上行报文送至北斗指挥用户机上传至北斗通信导航一体化机载终端;所述传输复接设备,用于在信息处理接入设备和北斗监控工作站之间信息转发;所述北斗地面监控工作站,用于监视空情态势、指挥以及分发空情报文。优选地,所述自动相关监视是指,为航空器与地面空管系统建立通信信道链接,实时交换航空器空中位置、管制服务信息。优选地,所述管制员与飞行员数据链通信是指管制员与飞行员通过数字短报文进行空管信息交互。优选地,所述辅助导航是指机载终端利用自身定位信息与航空器机载导航输出信息融合后,提供辅助导航服务。优选地,所述地面监控设备进一步包括:北斗指挥用户机A和北斗指挥用户机B,互为热备份。优选地,所述地面监控设备开机后,北斗指挥用户机A和北斗指挥用户机B通过上电自检,每秒向数据处理接入设备报告一次自身状态,包括设备状态以及是否到达规定的发射时刻信息,经传输复接设备接入北斗监控工作站实时显示。优选地,北斗指挥用户机A为主用通信设备,北斗指挥用户机B为备用通信设备,所述地面监控设备具有热备份自动切换能力:当北斗指挥用户机A正常时,仅使用北斗指挥用户机A发送短报文信息;当北斗指挥用户机A出现故障、而北斗指挥用户机B正常时,系统自动切换至北斗指挥用户机B发送上行短报文信息。优选地,北斗指挥用户机A和北斗指挥用户机B同时接收到航空器下传的位置报告与短信代码,经信息冗余处理选择正确的信息。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个实施例的空管应急救援北斗通信导航一体化系统;图2示出了根据本专利技术的一个实施例的北斗通信导航一体化机载终端的框图;图3示出了根据本专利技术的一个实施例的北斗机载用户机组成框图;图4示出了根据本专利技术的一个实施例的记载航行信息处理机的组成框图;图5示出了根据本专利技术的一个实施例的座舱交通信息显示器组成框图;图6示出了根据本专利技术的一个实施例的地面监控设备的框图;图7示出了根据本专利技术的一个实施例的一体化射频模块的原理框图;图8-1至8-3分别示出了采用3比特、2比特和1.5比特动态量化的量化阈值与信噪比损失的仿真图形;图9示出了根据本专利技术的一个实施例的组合抗衰落/低功耗前端的原理框图;图10示出了根据本专利技术的一个实施例的信噪比估计的信号流程图;图11示出了根据本专利技术的一个实施例的单电缆多信号传输示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本专利技术提出的北斗卫星机载终端其具体实施方式、特征及其功效,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。在本专利技术的一个具体实施方式中,如图1所示,空管应急救援北斗通信导航一体化系统包括北斗通信导航一体化机载终端和地面监控设备;所述地面监控设备,用于接收北斗通信导航一体化机载终端的信息;对北斗通信导航一体化机载终端发来的航空器位置报文和飞行员短信报文进行处理,生成空情态势;生成地空通信监视信息;所述北斗通信导航一体化机载终端,用于提供自动相关监视(ADS);管制员与飞行员数据链通信(CPDLC);以及辅助导航。根据本专利技术的一个具体实施方式,所述自动相关监视(ADS)是指,为航空器与地面空管系统建立通信信道链接,实时交换航空器空中位置、管制服务等信息。根据本专利技术的一个具体实施方式,所述管制员与飞行员数据链通信(CPDLC)是指管制员与飞行员通过数字短报文进行空管信息交互。根据本专利技术的一个具体实施方式,所述辅助导航是指机载终端利用自身定位信息与航空器机载导航输出信息融合后,提供辅助导航服务。如图2所示,所述北斗通信导航一体化机载终端包括:北斗机载用户机,机载航行信息处理机及座舱交通信息显示器;所述北斗机载用户机,用于接收和发送北斗通信信息;所述机载航行信息处理机,用于完成航空器北斗信息的编解码任务和组合处理机载导航信息数据;所述座舱交通信息显示器,用于信息显示与控制,为飞行员提供人机交互界面。北斗通信导航一体化机载终端电源开关设计在座舱交通信息显示器上,当显示器开关闭合时,给北斗机载用户机和机载航行信息处理机一个接地信号,北斗机载用户机和机载航行信息处理机收到接地信号后自动开机,机载航行信息处理机开机后向座舱交通信息显示器输出12V电压,座舱交通信息显示器上电后自动启动,进入应用界面。如图3所示,所述北斗机载用户机包括天线和主机;所述天线进一步包括:功率放大器,用于在发射频率上将低电平信号放大到远距离传输所需要的高功率电平;发射滤波器,用于滤除功率放大器的输出信号中的带外杂散信号;收发双工器,进一步包括北斗接收低噪放单元、发射控制单元和合路处理单元;所述北斗接收低噪放单元,用于对北斗接收小信号做射频前端处理;发射控制单元,用于对北斗发射功率放大器控制;所述合路处理单元,用于对北斗接收小信号和北斗发射信号进行合成;所述主机进一步包括变频器模块、信号处理模块信号、信息处理模块以及电源模块;所述变频器模块包括发射信道和接收信道,用于完成上/下变频、增益平衡、中频滤波;信号处理模块,用于对变频器模块送来的模拟低中频信号的进行采本文档来自技高网...
空管应急救援北斗通信导航一体化系统

【技术保护点】
一种空管应急救援北斗通信导航一体化系统,包括:北斗通信导航一体化机载终端和地面监控设备;所述北斗通信导航一体化机载终端,用于提供自动相关监视;管制员与飞行员数据链通信;以及辅助导航;所述地面监控设备,用于接收北斗通信导航一体化机载终端的信息;对北斗通信导航一体化机载终端发来的航空器位置报文和飞行员短信报文进行处理,生成地空通信监视信息以及空情态势,并将所述地空通信监视信息以及空情态势发送至其他地面空管系统;所述北斗通信导航一体化机载终端包括:北斗机载用户机,机载航行信息处理机及座舱交通信息显示器;所述北斗机载用户机,用于接收和发送北斗通信信息;所述机载航行信息处理机,用于完成航空器北斗信息的编解码任务和组合处理机载导航信息数据;所述座舱交通信息显示器,用于信息显示与控制,为飞行员提供人机交互界面;所述北斗机载用户机包括合路处理单元,用于对北斗接收信号和北斗发射信号进行合成;所述北斗机载用户机包括变频器模块,其中包括发射信道和接收信道,用于完成上/下变频、增益平衡、中频滤波;对于北斗通信导航一体化机载终端的接收通道,其中接收天线接收到来自卫星的射频信号,经预选器滤出带外干扰,低噪声放大器提供30dB的增益,进一步滤波后进入第一混频,完成信号的第一次变频、放大、滤波,再放大后信号被放大40dB,进入第二混频,经二中放45dB放大后,输出0dBm的中频信号去信号处理模块;其中对于中频信号经由模数转换、预滤波后输出的数字信号进行二次自适应量化;对于北斗通信导航一体化机载终端的发射通道,由信号处理模块来的4.08MHz扩频数据流经成形滤波,进入调相器完成BPSK调制,输出10dBm1615.68MHz调相信号,经预选放大,功率放大器,最后输出大于40dBm的射频信号,由发射天线发射出去。...

【技术特征摘要】
1.一种空管应急救援北斗通信导航一体化系统,包括:北斗通信导航一体化机载终端和地面监控设备;所述北斗通信导航一体化机载终端,用于提供自动相关监视;管制员与飞行员数据链通信;以及辅助导航;所述地面监控设备,用于接收北斗通信导航一体化机载终端的信息;对北斗通信导航一体化机载终端发来的航空器位置报文和飞行员短信报文进行处理,生成地空通信监视信息以及空情态势,并将所述地空通信监视信息以及空情态势发送至其他地面空管系统;所述北斗通信导航一体化机载终端包括:北斗机载用户机,机载航行信息处理机及座舱交通信息显示器;所述北斗机载用户机,用于接收和发送北斗通信信息;所述机载航行信息处理机,用于完成航空器北斗信息的编解码任务和组合处理机载导航信息数据;所述座舱交通信息显示器,用于信息显示与控制,为飞行员提供人机交互界面;所述北斗机载用户机包括合路处理单元,用于对北斗接收信号和北斗发射信号进行合成;所述北斗机载用户机包括变频器模块,其中包括发射信道和接收信道,用于完成上/下变频、增益平衡、中频滤波;对于北斗通信导航一体化机载终端的接收通道,其中接收天线接收到来自卫星的射频信号,经预选器滤出带外干扰,低噪声放大器提供30dB的增益,进一步滤波后进入第一混频,完成信号的第一次变频、放大、滤波,再放大后信号被放大40dB,进入第二混频,经二中放45dB放大后,输出0dBm的中频信号去信号处理模块;其中对于中频信号经由模数转换、预滤波后输出的数字信号进行二次自适应量化;对于北斗通信导航一体化机载终端的发射通道,由信号处理模块来的4.08MHz扩频数据流经成形滤波,进入调相器完成BPSK调制,输出10dBm1615.68MHz调相信号,经预选放大,功率放大器,最后输出大于40dBm的射频信号,由发射天线发射出去。2.根据权利要求1所述的空管应急救援北斗通信导航一体化系统,其特征在于:所述地面监控设备包括:北斗指挥用户机、信息处理接入设备、传输复接设备和北斗监控工作站;所述北斗指挥用户机,用于定位以及接收和发送北斗通信信息;设置下属用户组并监视下属用户组下传报文和指挥报文...

【专利技术属性】
技术研发人员:张劲松周玉河赵尊旺
申请(专利权)人:北京盈想东方科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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