一种应用于GBAS系统的数据处理设备技术方案

本发明专利技术提供了一种应用于GBAS系统的数据处理设备，包括接口转换模块、核心处理模块、综合处理模块，其中，接口转换模块和综合处理模块均连接主备核心处理模块。本发明专利技术设计的应用于GBAS系统地面设备的数据处理设备，通过接口统一处理、依据系统状态监控与打分评估进行主备逻辑处理、主备异常处理及运行日志保存等一系列措施，在降低系统复杂度的基础上，实时监测系统各组件故障，保证了系统工作在最优状态，提高了系统的完好性性能指标。

A data processing equipment applied in GBAS system

【技术实现步骤摘要】
一种应用于GBAS系统的数据处理设备
本专利技术属于卫星导航领域，尤其是涉及一种应用于GBAS系统的数据处理设备。
技术介绍
GBAS（Ground-BasedAugmentationSystem）通过差分定位技术提高卫星导航系统的精度（能够达到米级），并通过一系列措施来提高系统的完好性、连续性、可用性等性能指标，使机场覆盖空域范围内配置相应机载设备的飞机获得Ⅰ类甚至更高标准的精密进近着陆引导服务。GBAS系统由地面设备和机载设备组成。地面设备通过综合来自四个参考接收机的卫星信号测量值产生可见卫星的差分校正值，同时通过监测导航信号的异常形成完好性信息，然后把校正值、完好性数据组合为差分增强报文，并通过甚高频（VHF）发射电台播发给机载用户。机载设备为多模式接收机，通过接收卫星导航信号以及地面设备播发的差分增强报文，进行差分定位解算以及完好性告警判断处理，从而生成飞机所需的引导信息，如图1所示。在GBAS系统的性能指标中，完好性关系到整个系统的安全，因此比定位精度更加重要。完好性指的是系统监测各组成部分故障的能力，当监测到故障发生时能够及时告警并通知机载设备，防止灾难事故的发生。完好性监测能力主要包括两个方面，即卫星系统故障监测和地面设备故障监测，卫星故障监测主要通过一系列的卫星信号监测算法实现，地面设备故障监测则需要相关硬件软件配合共同完成。现有技术中没有相关设备。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种应用于GBAS系统的数据处理设备，通过对核心组件的合理设计，在对各组成设备的状态进行实时监测的基础上，针对发生的各类硬件或软件故障调整系统的状态，保证系统的最佳工作能力，从而实现整个系统的高完好性性能指标。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种应用于GBAS系统的数据处理设备，包括接口转换模块、核心处理模块、综合处理模块，其中，接口转换模块和综合处理模块均连接主备核心处理模块；所述接口转换模块处理本设备与外部设备之间的数据交互，处理本设备内部各模块之间的数据交互；所述核心处理模块分为主备，其关系由两个模块互相协商确定，用于完成差分修正处理、卫星信号完好性监测处理、主备判定及在线切换；所述综合处理模块主要用于运行日志的存储，以及核心处理模块出现异常时的仲裁处理。进一步的，本设备与外部设备交互的数据包括，每台参考接收机上报的两路卫星信号观测量信息、接收机状态信息，时统设备上报的基准时间信息，每台发射电台上报的工作状态信息以及发送到电台差分增强报文信息，每台接收电台上报的工作状态信息和从发射电台接收到的差分增强报文信息；与内部其它模块交互的数据包括，核心处理模块与外部设备之间的接收机信息、电台信息、时统信息。进一步的，所述核心处理模块分别根据获取到的系统各设备和链路的状态信息进行打分，主用核心处理模块周期性地获取备用核心处理模块的状态分数，若备用模块分数高于主用核心处理模块，即进行主备切换。进一步的，当两个核心处理模块无法确认主备关系时，由综合处理模块进行仲裁处理，确定主备关系。进一步的，所述接口转换模块实现过程如下，（1）分别接收四个接收机的两路输出信息，将接收机的两路信息分别转发至两个核心处理模块；（2）接收时统的两路标准时间信息，分别转发至两个核心处理模块；（3）接收主用核心处理模块输出的差分与完好性增强报文，并转发至主用发射电台；（4）接收接收电台输出的差分与完好性增强报文，并转发至两个核心处理模块；（5）接收发射电台和接收电台输出的两路状态信息，将两路信息分别转发至两个核心处理模块；（6）接收核心处理模块输出的控制信息，转发至接收机、时统设备、发射电台、接收电台。进一步的，所述主备核心处理模块实现过程如下，（1）接收接收机上报的卫星信号观测量信息，执行差分与完好性算法处理，生成差分与完好性增强报文，并作为核心处理模块状态得分计算的输入；（2）开启定时器，若在规定时间内未接收到对端核心处理模块输出的状态查询消息，则设置自身为主用核心处理模块，否则，设置自身为备用核心处理模块；（3）若为主用核心处理模块，定时向对端发送状态查询消息；（4）若为备用核心处理模块，启动状态查询消息等待定时器，如果该定时器超时，则判定对端失效，则设置自身为主用核心处理模块并执行主用核心处理模块处理逻辑；否则，按照打分公式计算获得本模块的状态得分S1并发送至主用核心处理模块；（5）主用核心处理模块接收到备用模块的状态得分后，计算获得自身的状态得分S2并进行比较；若S1>S2，表明备用模块得分高于自身得分，则发送主备状态切换指令至备用模块，将自身切换为备用模块并开始执行备用核心处理模块处理逻辑；否则，状态保持不变；（6）备用核心处理模块接收到主用模块的主备状态切换指令后，将自身设置为主用模块并开始执行主用核心处理模块处理逻辑；（7）若无法接收对端模块信息，且接收到综合处理模块的强制切换指令，则根据切换指令内容确定自身的主备状态，并且维持不变，重新接收到对端模块消息后，恢复主备执行逻辑。进一步的，所述综合处理模块实现过程如下，（1）接收两个核心处理模块上报的状态信息，包含各自模块的主备状态；（2）若两个核心处理模块为一主一备，则不做任何处理；（3）若两个核心处理模块均为主用设备，则将第二个核心处理模块强制切换为备用模块；（4）若两个核心处理模块均为被备用设备，则将第一个核心处理模块强制切换为主用模块；（5）接收核心处理模块上报的运行信息，以日志的形式进行存储。相对于现有技术，本专利技术所述的一种应用于GBAS系统的数据处理设备具有以下优势：本专利技术设计了一种应用于GBAS系统地面设备的数据处理设备，通过接口统一处理、依据系统状态监控与打分评估进行主备逻辑处理、主备异常处理及运行日志保存等一系列措施，在降低系统复杂度的基础上，实时监测系统各组件故障，保证了系统工作在最优状态，提高了系统的完好性性能指标。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为GBAS系统示意图；图2为本专利技术应用于GBAS地面设备示意图；图3为本专利技术设备内部模块关系图；图4为接口转换模块工作流程图；图5为核心处理模块工作流程图；图6为综合处理模块工作流程图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于GBAS系统的数据处理设备，其特征在于：/n包括接口转换模块、核心处理模块、综合处理模块，/n其中，接口转换模块和综合处理模块均连接主备核心处理模块；/n所述接口转换模块处理本设备与外部设备之间的数据交互，处理本设备内部各模块之间的数据交互；/n所述核心处理模块分为主备，其关系由两个模块互相协商确定，用于完成差分修正处理、卫星信号完好性监测处理、主备判定及在线切换；/n所述核心处理模块分别根据获取到的系统各设备和链路的状态信息进行打分，主用核心处理模块周期性地获取备用核心处理模块的状态分数，若备用模块分数高于主用核心处理模块，即进行主备切换；/n所述综合处理模块主要用于运行日志的存储，以及核心处理模块出现异常时的仲裁处理，当两个核心处理模块无法确认主备关系时，由综合处理模块进行仲裁处理，确定主备关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于GBAS系统的数据处理设备，其特征在于：
包括接口转换模块、核心处理模块、综合处理模块，
其中，接口转换模块和综合处理模块均连接主备核心处理模块；
所述接口转换模块处理本设备与外部设备之间的数据交互，处理本设备内部各模块之间的数据交互；
所述核心处理模块分为主备，其关系由两个模块互相协商确定，用于完成差分修正处理、卫星信号完好性监测处理、主备判定及在线切换；
所述核心处理模块分别根据获取到的系统各设备和链路的状态信息进行打分，主用核心处理模块周期性地获取备用核心处理模块的状态分数，若备用模块分数高于主用核心处理模块，即进行主备切换；
所述综合处理模块主要用于运行日志的存储，以及核心处理模块出现异常时的仲裁处理，当两个核心处理模块无法确认主备关系时，由综合处理模块进行仲裁处理，确定主备关系。


2.根据权利要求1所述的一种应用于GBAS系统的数据处理设备，其特征在于：
本设备与外部设备交互的数据包括，每台参考接收机上报的两路卫星信号观测量信息、接收机状态信息，时统设备上报的基准时间信息，每台发射电台上报的工作状态信息以及发送到电台差分增强报文信息，每台接收电台上报的工作状态信息和从发射电台接收到的差分增强报文信息；
与内部其它模块交互的数据包括，核心处理模块与外部设备之间的接收机信息、电台信息、时统信息。


3.根据权利要求1所述的一种应用于GBAS系统的数据处理设备，其特征在于：
所述接口转换模块实现过程如下，
（1）分别接收四个接收机的两路输出信息，将接收机的两路信息分别转发至两个核心处理模块；
（2）接收时统的两路标准时间信息，分别转发至两个核心处理模块；
（3）接收主用核心处理模块输出的差分与完好性增强报文，并转发至主用发射电台；
（4）接收接收电台输出的差分与完好性增强报文，并转发至两个核心处理模块；
（5）接收发射电台和接收电台输出的两路状态信息，将两路信息分别转发至两个核心处理模块；
（6）接收核心处理模块输出的控制信息，转发至接收机、时统设备、发射电台、接收电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延波，刘金栋，张建军，高丽哲，刘文亮，吕自鹏，李婷婷，
申请(专利权)人：天津七一二通信广播股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12