基于天通一号卫星的通用航空器机载系统及通信监视系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于天通一号卫星的通用航空器机载系统及通信监视系统，系统包括通用航空器机载系统、地面数据处理系统以及卫星系统；卫星系统为天通系列通讯卫星，作为通用航空器机载系统与地面数据处理系统间的通信电路，地面数据处理系统根据机载系统发送的定位信息跟踪航空器的飞行位置及飞行轨迹，以及实现实时语音、数据通信。系统可根据不同卫星信号的强弱进行传输模式的自动切换，同时，系统利用天通一号语音通信功能，在实现地面与通用航空器语音通信功能的同时，建立地面对低空飞行的一个或多个通用航空器的灵活选呼。通过本系统可综合实现对通用航空器的无缝监视和语音通信，从而大大节约了地面设备的建设和运行成本。

【技术实现步骤摘要】
基于天通一号卫星的通用航空器机载系统及通信监视系统
本技术涉及通用航空
，尤指一种集话音通信与监视信号传输为一体的通用航空机载系统以及相应的地面数据处理系统。
技术介绍
近几年来，随着我国低空空域改革的不断深入，通用航空迎来了快速发展的时期。但由于通信、监视技术手段的不足，有关部门无法实现对通用航空器的有效监视，也无法实现地面与航空器的实时语音通信，从而对通用航空的发展形成了制约。目前的通用航空语音通信、监视技术主要包括：在地空语音通信方面，目前的通用航空器上也配置了甚高频(VHF)机载设备，通过机载VHF与地面VHF设备之间的通信实现飞行员与地面人员的语音通信。但由于VHF信号在3000米以下低空空域的信号覆盖范围有限，只能解决有限区域的通信，要满足通用航空语音通信要求，则需要投巨资建设大量的VHF地面设备，并且每个VHF地面设备需要租用相应的地面通信线路将信号传输到数据处理系统，大量的VHF地面设备必然需要大量的传输电路，通信费用高昂，通用航空难以承受。另外，由于频率资源有限，目前难以为这些VHF设备分配通用航空使用的频率资源。如果全国使用同一个频率为通用航空服务，又会对很多区域运输航空使用的频率造成互调干扰，影响运输航空的安全。因此，目前通用航空的地空语音通信一直是个难题。在监视技术方面，目前主要使用一下几种技术：广播式自动相关监视(AutomaticDependentSurveillance-Broadcast,ADS-B)技术。在监视方面，部分通用航空器具有二次雷达应答机或ADS-B机载设备，这些航空器可以利用地面ADS-B基站站实现有限监视。该方法是利用GPS对通用航空器进行定位，通过1090ES频率将定位信息广播出去，地面ADS-B站接受该定位信息并进行数据处理，形成点迹在屏幕上显示出该飞行器的位置信息。北斗应用。随着北斗的发展和应用，目前通过北斗进行通用航空器的定位、并通过北斗短报文将定位信息传回地面，由地面系统进行融合处理以显示飞行器的航迹。由于北斗系统能够实现无缝覆盖，该应用已逐步成为通航监视的主要应用。多模或多元监视。在通用航空器监视方面，由于每种方式都存在不足，因此多模或多元式监视得到一定程度的应用。通用航空器通过北斗或GPS进行定位，其位置信息的传输使用ADS-B(1090ES)、4G、北斗短报文等混合模式。系统根据信号强度自动选择传输通道。因此，在通用航空监视方面，虽然可以使用ADS-B、4G、北斗短报文等技术或多模技术实现对通用航空器定位信息的传送，但依然难以满足通航监视要求。一是ADS-B与VHF一样，需要在地面建设大量的台站并租用大量的传输电路，投资巨大。二是4G信号在空中的覆盖有限，在飞机上升一定高度后，信号稳定性降低或没有信号。三是北斗系统在信号覆盖方面完全能够满足通航的需求，但由于民用短报文刷新周期较长(通常为30秒)，因此，对于通用航空的监视来说，仍不尽理想。
技术实现思路
本专利技术旨在克服以上现有技术中存在的问题，提供一种基于天通一号通讯卫星的通用航空器机载系统及通信监视系统，系统采用天通一号通讯卫星的基本功能并进行相应的技术开发，从而实现集监视功能与语音、数据通信功能的融合，全面解决通用航空飞行的技术难题，大大节约了地面通信、监视地面站设备的建设成本。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：提供一种基于通讯卫星的通用航空器机载系统，该系统包括多模式卫星定位模块、通讯卫星通信模块、数据通信和处理模块、呼叫控制模块以及机载系统卫星通信天线；所述多模式卫星定位模块接收定位卫星的定位信息，并发送给数据通信和处理模块；所述数据通信和处理模块通过数据接口将定位信息发送至通讯卫星通信模块，经编码、信号放大处理后通过机载系统卫星通信天线发送至通讯卫星；所述呼叫控制模块根据飞行员请求进行拨号，飞行员通过数据通信和处理模块、通讯卫星通信模块以及机载系统卫星通信天线组成的信道与地面建立联系，地面数据处理系统通过对语音信道的综合处理实现对低空飞行的一个或多个通用航空器的灵活选呼。所述数据通信和处理模块收到飞行员的情报索取请求，将该请求通过机载系统卫星通信天线发送至天通一号通讯卫星并通过该卫星向地面数据处理系统索取航行情报。所述机载系统中还包括语音融合模块，所述语音融合模块负责处理VHF语音和通讯卫星语音信息，实现两种语音的融合，使飞行员同时收听VHF语音和通讯卫星的语音信息。所述机载系统中还包括信道切换模块，所述信道切换模块根据卫星通讯信道状况判断当下所采用的信道，检测通讯卫星信道不可用或质量不能达到要求的条件下，自动切换到北斗短报文模式。所述机载系统中还包括甚高频VHF通信子系统，通用航空器通过VHF通信子系统与地面台站进行语音通信。所述航行相关信息包括有航空情报、气象信息。基于上述机载系统，本专利技术还提供基于通讯卫星的通用航空通信监视系统，该系统包括通用航空器机载系统、地面处理系统以及卫星系统；所述卫星系统通过通用航空器机载系统以及地面处理系统中的通讯设备为地面和航空器提供信道，使地面台站根据需求跟踪航空器的飞行位置及飞行轨迹，以及实时语音数据通信；所述地面数据处理系统基于多种卫星通信模式，结合通用航空器的位置时以及各卫星信道特点采用不同信道进行定位方式切换，以及语音通信功能的融合。所述地面处理系统包括监视信息处理系统、语音呼叫系统、综合数据处理系统；其中，所述监视信息处理系统包括监视数据接收与预处理模块、数据转换与融合处理模块、冲突告警模块、显示及控制模块、数据存储与回放模块、数据统计与分析模块；监视数据接收与预处理模块负责接收由通用航空器机载系统发送至通讯卫星或定位卫星信息，在进行数据通道判别后进行监视数据的预处理；数据转换与融合处理模块将接收到并经过预处理的监视数据转换成符合标准的数据格式，并与飞行计划、飞机识别信息、机载电话号码进行相关，经融合处理后形成可显示信息输入到显示系统；冲突告警模块负责在系统经计算发现通用航空器偏航、迷航、飞行冲突、超高度、超低高度等情况下的声光告警，显示及控制模块实现通用航空器状态显示；数据存储与回放模块对所有目标数据进行存储，并可实现对每次飞行全过程的数据回放；数据统计与分析模块实现对所有飞行活动的统计，形成统计报表。所述语音呼叫系统用于包括中继单元、语音交换单元、语音记录存储单元、监视数据相关单元；所述中继单元用于接入公众电话网PSTN，通过公众电话网实现对机载终端的语音呼叫和飞行员通过机载终端对地面的语音呼叫；语音交换单元通过程控交换机或语音交换模块实现呼叫接续或排队等待，语音记录存储单元对所有通话进行记录并存储；监视数据相关单元实现机载终端电话号码与监视系统显示的对应的通用航空器信息对应；综合数据处理系统用于与外部数据系统的连接，实现系统功能的拓展。所述卫星系统包括天通一号通讯卫星以及定位卫星；所述通讯卫星为天通一号通讯卫星及天通系列卫星，包括后续发射的天通系列卫星；所述定位卫星为北斗卫星或者GPS卫星，所述北斗卫星通过短报文链路直接与地面通信。本专利技术具有如下创新：1.本专利技术将我国新发射的天通一号卫星应用到通用航空领域，通过接口控制和数据融合，应用天通一号卫星的数据通信技术与北斗短报文技术的双重模式而有效的解决了通用航空本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于通讯卫星的通用航空器机载系统，其特征在于，包括多模式卫星定位模块、通讯卫星通信模块、数据通信和处理模块、呼叫控制模块以及机载系统卫星通信天线；所述多模式卫星定位模块接收定位卫星的定位信息，并发送给数据通信和处理模块；所述数据通信和处理模块通过数据接口将定位信息发送至通讯卫星通信模块，经编码、信号放大处理后通过机载系统卫星通信天线发送至通讯卫星；所述呼叫控制模块根据飞行员请求进行拨号，飞行员通过数据通信和处理模块、通讯卫星通信模块以及机载系统卫星通信天线组成的信道与地面建立联系。

【技术特征摘要】
1.基于通讯卫星的通用航空器机载系统，其特征在于，包括多模式卫星定位模块、通讯卫星通信模块、数据通信和处理模块、呼叫控制模块以及机载系统卫星通信天线；所述多模式卫星定位模块接收定位卫星的定位信息，并发送给数据通信和处理模块；所述数据通信和处理模块通过数据接口将定位信息发送至通讯卫星通信模块，经编码、信号放大处理后通过机载系统卫星通信天线发送至通讯卫星；所述呼叫控制模块根据飞行员请求进行拨号，飞行员通过数据通信和处理模块、通讯卫星通信模块以及机载系统卫星通信天线组成的信道与地面建立联系。2.根据权利要求1所述的基于通讯卫星的通用航空器机载系统，其特征在于，所述数据通信和处理模块收到飞行员的情报索取请求，将该请求机载系统通过卫星通信天线发送至通讯卫星，通过通讯卫星向地面数据处理系统索取航行情报。3.根据权利要求2所述的基于通讯卫星的通用航空器机载系统，其特征在于，所述机载系统中还包括语音融合模块，所述语音融合模块负责处理VHF语音和通讯卫星语音信息，实现两种语音的融合，使飞行员同时收听VHF语音和通讯卫星的语音信息。4.根据权利要求2所述的基于通讯卫星的通用航空器机载系统，其特征在于，所述机载系统中还包括信道切换模块，所述信道切换模块根据卫星通讯状况判断当下所采用的信道，检测通讯卫星信道不可用或质量不能达到要求的条件下，自动切换到北斗短报文模式。5.根据权利要求2所述的基于通讯卫星的通用航空器机载系统，其特征在于，所述机载系统中还包括甚高频VHF通信子系统，航空器通过VHF通信子系统与地面台站进行语音通信。6.根据权利要求1所述的基于通讯卫星的通用航空器机载系统，其特征在于，所述航行相关信息包括有航空情报、气象信息。7.基于通讯卫星的通用航空通信监视系统，其特征在于，该系统包括通用航空器机载系统、地面处理系统以及卫星系统；所述卫星系统通过通用航空器机载系统以及地面处理系统中的通讯设备为地面和航空器提供信道，使地面数据处理系统根据需求跟踪航空器的飞行位置及飞行轨迹，以及实时语音数据通信；所述地面数据处理系统基于多种卫星通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜恩书，
申请(专利权)人：江苏星基航讯科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32