一种通过话音电台实时传输飞机紧急状态的方法技术

本发明专利技术一种通过话音电台实时传输飞机紧急状态的方法,包括两种工作模式，一种是自动方式，另一种是手动方式。自动方式包括：预备工作指明确要被实时监控的特殊情况名称、参数表征特征以及特殊情况编号，机上工作指根据预备工作提供的信息，由机上飞参分析数据流，判断特殊情况发生后操纵电台向地面指挥员发送特殊情况问题的过程。地面工作指地面电台接收机解调出所发布特殊情况的过程。若飞行员感觉飞机处于特殊情况状态，或其他需要向地面报告的时候，可采用手动方式工作。本发明专利技术能够自动对飞机整体数据进行综合、全面、连续的监测，可作为全机的状态监控中心。不需增加专用电台或吊舱，经济性好，可实施性强，外场改装简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一种通过话音电台实时传输飞机紧急状态的方法，属于飞行安全领域。即军机或民机在飞行中遭遇特殊情况时，由机载飞行参数记录系统(以下简称飞参)判断出特殊情况的类型和级别，通过机载无线电通话系统发送到机场塔台指挥员，由地面指挥员提醒或协助飞行员完成处置工作。
技术介绍
目前，在进行飞行训练和完成各种任务的过程中，因机械原因、飞行员身体状况、注意力分配以及恶劣天气等原因，不可避免的会遇到特殊情况，在发生特殊情况时，飞行员应第一时间报告指挥员，由指挥员协助飞行员共同完成特殊情况的处置，但实际上由于受训练水平、心理品质及个人素质等因素的影响，往往发生对特殊情况判断不准、报告不清及过晚报告的情况，容易使地面指挥员难以发挥作用，丧失最宝贵的初始处置时机。因此，在这种情况下，如果指挥员能第一时间获得飞机的状况报告，那么对预防事故发生具有重要的作用。但目前通常采用的方法是通过加挂专用吊舱或专用电台的方式将飞行数据发送至地面站，通过地面的处理来了飞行状况，但这样一来占用了飞机有限的挂载能力，另外新增电台不仅使飞机的重量增加，同时还影响飞机的电磁兼容、空气动力特性以及经济性，因此难以对所有飞机采用这种相对昂贵的方法。为了解决这个矛盾，本专利技术可在现有话音电台的基础上，实现特殊情况发送的能力。
技术实现思路
目的：本专利技术的目的是在不增加飞机硬件的基础上，利用飞行数据记录系统所采集的飞机平台各机载设备实时发送的状态数据，通过专家系统的方法，将危及飞行安全的特殊情况从数据流中判断出来，然后根据预先定义的特殊情况编码，通过操纵无线电键控开关的方式，及时发送至地面指挥员。所述专家系统是人工智能领域的专有名词，领域专家给出经验，将经验转化为用数值表示的逻辑表达式，并将逻辑表达式采用逻辑运算的方式构造成规则库，使规则库内容正确表达出领域专家的经验，系统运行时对数值信息依据规则库进行逻辑判断，得出经验的结论。专家系统中最重要的部分是规则库，即一个或多个逻辑表达式及其运算，只要提供出规则库，则专家系统的运行就成为普通的顺序执行的软件系统。技术方案：本专利技术一种通过话音电台实时传输飞机紧急状态的方法,该方法包括两种工作模式，一种是自动方式，包括预备工作、机上工作和地面工作三个部分；另一种是手动方式。自动方式1.预备工作：预备工作指明确要被实时监控的特殊情况名称、参数表征特征以及特殊情况编号，另外，还需整理此特殊情况所对应的标准处置过程，以备指挥员参考。所述特殊情况名称是特殊情况发生时在地面指挥员席位上显示的提示题目。所述参数表征特征是特殊情况的数据特点。常见特殊情况及其特征如下：第一，进入复杂状态时，一般有较大的侧向加速度，失速时有较大的迎角和较小的速度以及横向的摆动；第二，严重偏离航线时，有偏航距较大及高度与预定高度偏差较大这些特征；第三，可控触地时，一般有较低的无线电高度、持续的高度降低和较高的速度；第四，遇到雷暴或风切变时，有突然变化的迎角、过载和航姿特征；第五，重要机载设备故障时，设备的参数会丧失相关性；第六，飞行员部分丧失意识时，飞机的高度、速度、姿态会不断的无规则的摆动，且高度速度改变与发动机使用方式明显与正常时不符。特殊情况数量可以以软件配置的方式扩充。利用这些特征可以在持续的飞参产生的数据流中实时判断处于何种特殊情况。典型特征参数及其组合见表1：表1特殊情况特征参数表特殊情况编号指由电台发送的，用于表明何种特殊情况的数值，地面设备解调出此编号即可给出发生的特殊情况名称。复杂状态为01，偏航为02，可控触地为03，恶劣天气为04，设备故障为05，失能为06。2.机上工作：机上工作指根据预备工作提供的信息，由机上飞参分析数据流，判断特殊情况发生后操纵电台向地面指挥员发送特殊情况问题的过程。飞参在接收数据流的同时，发送数据流进入嵌入式的专家系统中，专家系统实时扫描当前及历史数据，当数据满足特殊情况匹配特征时，则激活飞参的采集器内的电子开关，通过控制的话音电台的键控开关信号接地的方法来发送信息。首先获取当前无线电键控信息，确认未按下时，接通1秒的、连续发送的、以发话即辐射信号表示1以不发话即不辐射信号表示0、时隙10毫秒(典型值为10ms，可根据电台工作性能调整该参数)的发送动作，表示将有信息发布，此时空域内包括地面都会收到此话音信号，同时指挥员席位显示出“特殊情况申请”，此时可由指挥员发出指令“静默”，防止此时恰好有电台辐射影响特殊情况内容发布，两秒之后，飞参控制无线电键控信号接地与否的、连续发送以辐射信号表示1以空白信号表示0，时隙0.01秒的包含机号、特殊情况号及校验位的连续数据流；为防止由于空中有多架飞机同时发生特殊情况、或发生特殊情况时恰好通信信道被占用等信号相互干扰的情况，在首次发布后，自动按照TCP协议中碰撞检测后的“二进制退避算法”方法，再次择机发送，确保不会受到相互影响。当再次发送后，将默认该种特情已经处置完毕，不再进行判断，防止持续影响无线电通话。若同时发生多种特情，则按照专家系统判断的结果顺序，依次发送。3.地面工作：地面工作指地面电台接收机解调出所发布特殊情况的过程。在地面电台接收中，对收到的无线电辐射信号的时间序列进行计算，若发现具有以固定时长的时隙单位的辐射与否的规律性断续信号，则激发检波软件向指挥员席位显示特殊情况通报申请，指挥员发出“无线电静默”的命令后，将信道让出来，由飞参控制键控开关完成特殊情况发布过程，此时地面电台检波软件根据辐射与否的信息，翻译出飞机号、特殊情况号，并将特殊情况处置的建议流程显示在指挥员席位上，供指挥员参考。之后，指挥员根据特殊情况号及建议及时与飞行员沟通，提供正确及时的指挥。手动方式工作：若飞行员感觉飞机处于特殊情况状态，或其他需要向地面报告的时候，可采用手动方式工作。飞参的数据流特征未被判据识别时，飞参不会自动报告。但飞行员觉得有必要向地面传送此时的飞机状态，则利用人工接通发送状态来发布信息。接通方法是口头报告指挥员“要发送数据”，待指挥员发出“静默”命令使信道让出后，特殊情况飞机的飞行员通过手动连续按压发话按钮3次的方式通知飞参，因这种连续按压方式不可能在正常使用电台发话时出现，故可以显著区别于正常使用。之后，飞参按照接收到发送命令之时起，发送当前时刻为起始的历史上10秒的重要数据。重要数据包括航向8位、俯仰8位、倾斜8位、高度12位、速度12位、转速7位、排温7位、法/轴/侧向过载各8位这10个数，计及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过话音电台实时传输飞机紧急状态的方法，其特征在于：自动方式包括预备工作、机上工作和地面工作三个部分；预备工作：预备工作指明确要被实时监控的特殊情况名称、参数表征特征以及特殊情况编号，另外，还需整理此特殊情况所对应的标准处置过程，以备指挥员参考；机上工作：机上工作指根据预备工作提供的信息，由机上飞参分析数据流，判断特殊情况发生后操纵电台向地面指挥员发送特殊情况问题的过程；飞参在接收数据流的同时，发送数据流进入嵌入式的专家系统中，专家系统实时扫描当前及历史数据，当数据满足特殊情况匹配特征时，则激活飞参的采集器内的电子开关，通过控制的话音电台的键控开关信号接地的方法来发送信息；地面工作：地面工作指地面电台接收机解调出所发布特殊情况的过程；在地面电台接收中，对收到的无线电辐射信号的时间序列进行计算，若发现具有以固定时长的时隙单位的辐射与否的规律性断续信号，则激发检波软件向指挥员席位显示特殊情况通报申请，指挥员发出“无线电静默”的命令后，将信道让出来，由飞参控制键控开关完成特殊情况发布过程，此时地面电台检波软件根据辐射与否的信息，翻译出飞机号、特殊情况号，并将特殊情况处置的建议流程显示在指挥员席位上，供指挥员参考；之后，指挥员根据特殊情况号及建议及时与飞行员沟通，提供正确及时的指挥。...

【技术特征摘要】
1.一种通过话音电台实时传输飞机紧急状态的方法，其特征在于：自动方式包括预备
工作、机上工作和地面工作三个部分；
预备工作：
预备工作指明确要被实时监控的特殊情况名称、参数表征特征以及特殊情况编号，另
外，还需整理此特殊情况所对应的标准处置过程，以备指挥员参考；
机上工作：
机上工作指根据预备工作提供的信息，由机上飞参分析数据流，判断特殊情况发生后
操纵电台向地面指挥员发送特殊情况问题的过程；飞参在接收数据流的同时，发送数据流
进入嵌入式的专家系统中，专家系统实时扫描当前及历史数据，当数据满足特殊情况匹配
特征时，则激活飞参的采集器内的电子开关，通过控制的话音电台的键控开关信号接地的
方法来发送信息；
地面工作：
地面工作指地面电台接收机解调出所发布特殊情况的过程；在地面电台接收中，对收
到的无线电辐射信号的时间序列进行计算，若发现具有以固定时长的时隙单位的辐射与否
的规律性断续信号，则激发检波软件向指挥员席位显示特殊情况通报申请，指挥员发出“无
线电静默”的命令后，将信道让出来，由飞参控制键控开关完成特殊情况发布过程，此时地
面电台检波软件根据辐射与否的信息，翻译出飞机号、特殊情况号，并将特殊情况处置的建
议流程显示在指挥员席位上，供指挥员参考；之后，指挥员根据特殊情况号及建议及时与飞
行员沟通，提供正确及时的指挥。
2.根据权利要求1所述的一种通过话音电台实时传输飞机紧急状态的方法，其特征在
于：所述特殊情况名称是特殊情况发生时在地面指挥员席位上显示的提示题目。
3.根据权利要求1所述的一种通过话音电台实时传输飞机紧急状态的方法，其特征在
于：所述参数表征特征是特殊情况的数据特点。
4.根据权利要求1所述的一种通过话音电台实时传输飞机紧急状态的方法，其特征在
于：特殊情况及其特征如下：第一，进入复杂状态时，有较大的侧向加速度，失速时有较大的
迎角和较小的速度以及横向的摆动；第二，严重偏离航线时，有偏航距较大及高度与预定高
度偏差较大这些特征；第三，可控触地时，有较低的无线电高度、持续的高度降低和较高的
速度；第四，遇到雷暴或风切变时，有突然变化的迎角、过载和航姿特征；第五，重要机载设
备故障时，设备的参数会丧失相关性；第六，飞行员部分丧失意识时，飞机的高度、速度、姿
态会不断的无规则的摆动，且高度速度改变与发动机使用方式明显与正常时不符；特殊情
况数量以软件配置的方式扩充；利用这些特征在持续的飞参产生的数据流中实时判断处于
何种特殊情况。
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞峰，刘长卫，杨岗军，胡树正，汤剑，袁有志，吴正礼，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军装备研究院航空装备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11