通用航空飞行器的导航方法技术

本发明专利技术公开了一种通用航空飞行器的导航方法，该方法通过在地面上组网设置的多套覆盖飞行区域的导航监控系统和在飞行器上设置的机载ip数传语音应答电台系统，能够为飞行器提供阶梯分层的实时动态空中导航图，使飞行人员掌握自己在空中飞行的路径与周围飞行的空中态势，一目了然，使在不同空域中飞行的飞行人员都能实时了解自己飞行的安全轨迹，从而真正实现通用航空在实际中飞得起来、管得住和看得见的安全飞行。另外，本发明专利技术还能使飞行器的黑匣子数据落地，以便于在发生空难或异常事故时快速了解到事故真相。

Navigation methods for general aviation aircraft

The invention discloses a navigation method for a general aviation vehicle. The method can provide a real-time dynamic air navigation map with step layers for the aircraft and enable the pilot by setting up a navigation monitoring system covering the flight area on the ground and an airborne IP data transmission voice response radio system on the aircraft. The pilot grasps his own flight path in the air and the air situation around him, at a glance, so that the pilots flying in different airspace can understand his flight safety trajectory in real time, so as to truly realize the safe flight that general aviation can fly, manage and see in practice. In addition, the invention can also land the black box data of the aircraft, so as to quickly understand the accident truth in the event of an air crash or an abnormal accident.

【技术实现步骤摘要】
通用航空飞行器的导航方法
本专利技术涉及通用航空
，具体地说涉及一种通用航空飞行器的导航方法。
技术介绍
通用航空（GA,GeneralAviation），是指使用民用飞行器从事公共航空运输以外的民用航空活动，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动。通用航空业是以通用航空飞行活动为核心，涵盖通用飞行器研发制造、市场运营、综合保障以及延伸服务等全产业链的战略性新兴产业体系。随着技术的发展，通用航空的应用也越来越广泛，而发展通用航空，空域开放是关键。空域不开放，通用飞行器就无法顺利升空飞行，通用航空的各项工作也就无法推进。目前低空空域管理改革面临的主要困难是：空防安全与低空开放的矛盾、空域资源规划对低空空域开放的影响、法律责任界定存在缺失、运行管理体系不健全、飞行服务保障条件不完善。并且，部分地区又有众多的重要限制区域，空防安全的压力很大，因此，对通用航空的低、慢、小飞行目标的监控对航空安全至关重要。总体而言，目前对“低小慢”的低空空域飞行器合作与非合作目标存在“看不见、联不上、管不住”的问题，这严重制约着低空空域的开放和相关产业发展，因此，迫切需要建立一套有效的低空空域飞行器全时域、全空域无缝的导航监控系统。另外，在发生空难事故后，飞行器往往解体，甚至被烈火烧毁,人们到现场救援的时候，通常都会寻找被誉为空难“见证人”的黑匣子，它可以给调查人员提供证据，帮助他们了解事故的真相。但由于发生空难事故的地点不确定，有可能在交通不便或环境恶劣的地方，不仅导致黑匣子的寻找较为困难，还大幅延长了了解事故真相的时间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种通用航空飞行器的导航方法，本专利技术能够为飞行器提供阶梯分层的实时动态空中导航图，使飞行人员掌握自己在空中飞行的路径与周围飞行的空中态势，一目了然，使在不同空域中飞行的飞行人员都能实时了解自己飞行的安全轨迹，从而真正实现通用航空在实际中飞得起来、管得住和看得见的安全飞行。另外，本专利技术还能使飞行器的黑匣子数据落地，以便于在发生空难或异常事故时快速了解到事故真相。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种通用航空飞行器的导航方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在飞行器上设置机载ip数传语音应答电台系统，在地面上组网设置多套覆盖飞行区域的导航监控系统，每套导航监控系统包括三坐标相控阵雷达监控系统和地面导航系统；(2)飞行器飞行时，由机载ip数传语音应答电台系统向距离该飞行器最近的地面导航系统发送语音信号及飞行器的数据信号；由距离该飞行器最近的三坐标相控阵雷达监控系统获取飞行器的飞行参数，并将飞行参数发送至地面导航系统；(3)地面导航系统接收到语音信号后，对语音信号进行监听与应答；接收到数据信号和飞行参数后，对数据信号和飞行参数进行融合处理，将处理后的融合信息叠加至预设在地面导航系统中的3000m以下阶梯式分层标准导航图中形成实时动态空中导航图，并将实时动态空中导航图发送至机载ip数传语音应答电台系统；(4)机载ip数传语音应答电台系统输出并显示实时动态空中导航图，飞行器通过实时动态空中导航图导航。所述地面导航系统包括地面数传语音应答电台系统和地面处理系统，地面数传语音应答电台系统用于接收语音信号和数据信号，对接收到的语音信号进行监听与应答，并将接收到的语音信号和数据信号发送给地面处理系统；地面处理系统用于接收并存储飞行参数、语音信号和数据信号，地面处理系统中预设有3000m以下的阶梯式分层标准导航图，地面处理系统将飞行参数和数据信号融合处理后叠加至阶梯式分层标准导航图中形成实时动态空中导航图，并通过地面数传语音应答电台系统将实时动态空中导航图发送至机载ip数传语音应答电台系统。所述地面数传语音应答电台系统包括一对多数传矩阵IC-WCPU处理电台、IP信号编码组合发射器、语音应答器、五号信号放大器、六号信号放大器、天馈功分器B、监听器和应答器，其中：所述一对多数传矩阵IC-WCPU处理电台用于识别经天馈功分器B接收到的语音信号和数据信号，并将识别出的语音信号和数据信号分别送入IP信号编码组合发射器和地面处理系统；所述IP信号编码组合发射器用于对语音信号进行二次编排对比确认，判断出飞行器的身份认证，并经语音应答器进行确认选择放大；所述语音应答器用于输出三路语音信号，第一路通过五号信号放大器发送至监听器进行监听，第二路通过六号放大器发送至应答器进行应答，第三路发送至地面处理系统进行存储。所述地面处理系统包括地面数据网关服务器、地面航管数据融合运算中心服务器、存储器、显示大屏和航迹动态轨迹图形成器，其中：所述地面数据网关服务器用于对接收到的飞行参数和数据信号进行融合处理，并将处理后的融合信息发送至地面航管数据融合运算中心服务器；所述地面航管数据融合运算中心服务器用于将融合信息与预设在地面航管数据融合运算中心服务器中的阶梯式分层标准导航图相叠加，并通过航迹动态轨迹图形成器形成实时动态空中导航图；所述航迹动态轨迹图形成器用于将实时动态空中导航图通过地面数据网关服务器和地面数传语音应答电台系统发送至机载ip数传语音应答电台系统；所述显示大屏用于显示航迹动态轨迹图形成器形成的实时动态空中导航图；所述存储器用于存储飞行器的语音信号、数据信号和飞行参数。所述地面航管数据融合运算中心服务器与地面操作控制平台连接。所述阶梯式分层标准导航图是指将50—3000m的飞行空域，以50m作为步距逐渐递增的方式设置成阶梯式分层的导航图。所述机载ip数传语音应答电台系统包括语音拾音器、数据采集器、一号信号放大器、二号信号放大器、芯片处理器、IP信号编码调制解调器、天馈功分器A和信号接收器，其中：所述语音拾音器用于将语音信号通过一号信号放大器送入芯片处理器；所述数据采集器用于将数据信号通过二号信号放大器送入芯片处理器；所述芯片处理器用于对语音信号和数据信号进行A/D变换处理，并分别输出语音信号和数据信号至IP信号编码调制解调器；所述IP信号编码调制解调器用于分别对语音信号和数据信号进行叠加编码，并通过天馈功分器A将叠加编码后的语音信号和数据信号发送至地面导航系统；所述信号接收器用于通过天馈功分器A接收地面导航系统发出的语音应答信号和实时动态空中导航图，并将语音应答信号发送至机载耳机进行接听和将实时动态空中导航图发送至机载显示屏进行显示。所述芯片处理器输出的语音信号依次经一号反相滤波放大器和三号信号放大器后进入IP信号编码调制解调器，所述芯片处理器输出的数据信号依次经二号反相滤波放大器和四号信号放大器后进入IP信号编码调制解调器，所述IP信号编码调制解调器输出的语音信号和数据信号先由功率放大器放大，再由天馈功分器A发出。所述机载ip数传语音应答电台系统还包括与IP信号编码调制解调器连接的时控触发器，所述时控触发器用于在语音收/发静默状态时控制数据信号发出。采用本专利技术的优点在于：1、本专利技术能够为飞行器提供阶梯分层的实时动态空中导航图，使飞行人员掌握自己在空中飞行的路径与周围飞行的空中态势，一目了然，使在不同空域中飞行的飞行人员都能实时了解自己飞行的安全轨迹，从而真正实现通用航本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用航空飞行器的导航方法，其特征在于，包括以下步骤：(1) 在飞行器上设置机载ip数传语音应答电台系统，在地面上组网设置多套覆盖飞行区域的导航监控系统，每套导航监控系统包括三坐标相控阵雷达监控系统和地面导航系统；(2)飞行器飞行时，由机载ip数传语音应答电台系统向距离该飞行器最近的地面导航系统发送语音信号及飞行器的数据信号；由距离该飞行器最近的三坐标相控阵雷达监控系统获取飞行器的飞行参数，并将飞行参数发送至地面导航系统；(3) 地面导航系统接收到语音信号后，对语音信号进行监听与应答；接收到数据信号和飞行参数后，对数据信号和飞行参数进行融合处理，将处理后的融合信息叠加至预设在地面导航系统中的3000m以下阶梯式分层标准导航图中形成实时动态空中导航图，并将实时动态空中导航图发送至机载ip数传语音应答电台系统；(4) 机载ip数传语音应答电台系统输出并显示实时动态空中导航图，飞行器通过实时动态空中导航图导航。

【技术特征摘要】
1.一种通用航空飞行器的导航方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在飞行器上设置机载ip数传语音应答电台系统，在地面上组网设置多套覆盖飞行区域的导航监控系统，每套导航监控系统包括三坐标相控阵雷达监控系统和地面导航系统；(2)飞行器飞行时，由机载ip数传语音应答电台系统向距离该飞行器最近的地面导航系统发送语音信号及飞行器的数据信号；由距离该飞行器最近的三坐标相控阵雷达监控系统获取飞行器的飞行参数，并将飞行参数发送至地面导航系统；(3)地面导航系统接收到语音信号后，对语音信号进行监听与应答；接收到数据信号和飞行参数后，对数据信号和飞行参数进行融合处理，将处理后的融合信息叠加至预设在地面导航系统中的3000m以下阶梯式分层标准导航图中形成实时动态空中导航图，并将实时动态空中导航图发送至机载ip数传语音应答电台系统；(4)机载ip数传语音应答电台系统输出并显示实时动态空中导航图，飞行器通过实时动态空中导航图导航。2.如权利要求1所述的通用航空飞行器的导航方法，其特征在于：所述地面导航系统包括地面数传语音应答电台系统和地面处理系统，地面数传语音应答电台系统用于接收语音信号和数据信号，对接收到的语音信号进行监听与应答，并将接收到的语音信号和数据信号发送给地面处理系统；地面处理系统用于接收并存储飞行参数、语音信号和数据信号，地面处理系统中预设有3000m以下的阶梯式分层标准导航图，地面处理系统将飞行参数和数据信号融合处理后叠加至阶梯式分层标准导航图中形成实时动态空中导航图，并通过地面数传语音应答电台系统将实时动态空中导航图发送至机载ip数传语音应答电台系统。3.如权利要求2所述的通用航空飞行器的导航方法，其特征在于：所述地面数传语音应答电台系统包括一对多数传矩阵IC-WCPU处理电台、IP信号编码组合发射器、语音应答器、五号信号放大器、六号信号放大器、天馈功分器B、监听器和应答器，其中：所述一对多数传矩阵IC-WCPU处理电台用于识别经天馈功分器B接收到的语音信号和数据信号，并将识别出的语音信号和数据信号分别送入IP信号编码组合发射器和地面处理系统；所述IP信号编码组合发射器用于对语音信号进行二次编排对比确认，判断出飞行器的身份认证，并经语音应答器进行确认选择放大；所述语音应答器用于输出三路语音信号，第一路通过五号信号放大器发送至监听器进行监听，第二路通过六号放大器发送至应答器进行应答，第三路发送至地面处理系统进行存储。4.如权利要求2或3所述的通用航空飞行器的导航方法，其特征在于：所述地面处理系统包括地面数据网关服务器、地面航管数据融合运算中心服务器、存储器、显示大屏和航...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌志，马献章，陈志杰，陈鲸，张锡祥，朱中良，刘尚合，徐连彦，唐坚，杜成兵，朱时才，陈谦，陈俊作，陈青，
申请(专利权)人：陈昌志，徐连彦，唐坚，
类型：发明
国别省市：四川,51