本发明专利技术公开了一种便携式空管监视雷达的空中动态校验系统，应用于空中交通管制中空管监视雷达的飞行校验。系统主要有GPS双天线，便携式GPS接收机及笔记本电脑组成。该便携系统不对飞机进行任何改装，不与飞机进行电气交联，避免了适航认证。同时本系统采用空地自动数据记录模式，突破了传统雷达校验系统的工作模式，实现了空管监视雷达的自动飞行校验。同时为普通机型扩展了简易飞行校验能力，缓解我国目前飞行校验资源紧张的问题，为实现我国自主的自动飞行校验系统积累经验。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种便携式空管监视雷达的空中动态校验系统，应用于空中交通管制领域。
技术介绍
空中动态校验是指为保证飞行安全，使用安装有专用校验设备的飞机，按照空中动态校验的有关规范，校准、检查和评估各种导航、雷达、通信和助航等设备的空间信号的质量及其容限，并依据结果出具飞行校验报告，为空管决策部门提供详尽的数据、资料的过程。二次监视雷达(Secondary Surveillance Radar，SSR)是空中交通管制(Air Traffic Control, ATC)系统的基本组成设备之一，它相当于一部询问机，向空中发射询问信号，飞机上的应答器在收到询问信号后自动做出应答。SSR接收机载应答机回答的脉冲串信号，并送到信号处理设备解码，从而得出飞机的定位信息。由于同步窜扰和非同步窜扰及固定目标的反射等原因，降低了雷达的目标分辨力。如果应答机被占据或受到其他干扰，测得方位的精度也会降低。因此，我们需要一个平台对雷达的定位精度进行校验。雷达系统是我国空中动态校验的主要对象之一，目前在国内民用航空中，雷达校验的空中动态校准方法是在飞机飞到规定检查点位置时，校验员在飞行过程中接收雷达操作员报告的雷达距离或方位，瞬间按下事件按钮并将距离、方位等参数输入到校验系统中， 由校验系统与飞机雷达测定的距离或方位计算出测距或方位误差。该雷达校验方法只能在载有飞行校验系统的飞机上进行，随着机场业务的逐渐展开，潜在的国际雷达及空管自动化校验任务越来越多，空中交通繁忙，仅靠校验飞机难以满足飞行校验需求。因此，需要开发新的空中动态校验系统，扩大雷达校验的范围，提高飞行校验的精度和可靠性。双天线就是采用两个GPS接收天线来接收GPS卫星信号，其工作原理为两个GPS 天线采集的信号通过一个频率合成器合成一路信号传输到GPS接收机中进行定位，其使用条件是两个GPS天线不能有共视卫星。采用双天线减少了单天线对使用条件的限制，应用方便灵活，采用双天线的实现方案不需要对飞行进行任何改装，同时与飞机无电气交联，避免了适航认证需求。通过多次静态、动态试验验证，GPS双天线的静态定位精度达米级，动态定位精度达十几米甚至米级，根据国际民航组织相关标准文献的技术要求，空管监视雷达的定位精度为150m或距离的3% -5% (取两者中较大值)，因此GPS双天线技术可以应用于空管监视雷达的飞行校验中。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决必须使用专业校验飞机对现有雷达校验的局限问题， 提供一种便携式空管监视雷达的空中动态校验系统，该系统在实际应用中容易实施，实现了空管监视雷达的自动校验。该系统无需改装飞机结构及设备，因此无需再申请获得适航5认证，为非校验飞机提供了全球导航卫星系统(GlcAal Navigation Satellite System, GNSS)应用及空中动态校验能力，为缓解我国目前飞行校验资源紧张的问题提供一种解决途径。一种便携式空管监视雷达的空中动态校验系统，包括两个GPS接收天线、合成器、 GPS接收机和PC机；两个小型GPS接收天线分别贴于相对称的飞机两侧舷窗上，接收GPS卫星信号， GPS接收天线通过两根电缆线连至合成器中，合成一路信号进入便携式GPS接收机内，便携式GPS接收机得到飞机的GPS定位数据，GPS定位数据为WGS-84坐标系下飞机飞行的坐标， 然后通过标准RS-232串口送至PC机；地面雷达站获取雷达定位数据，定位数据为以雷达站为原点的站心直角坐标系下飞机的坐标，当系统采用实时工作模式时，地面雷达站通过语音通信系统的语音播报方式实时将雷达定位数据播报给机组人员，并且输入至PC机中，当系统采用后处理工作模式时，飞机校验飞行结束后，雷达定位数据直接输出给PC机中；PC机对雷达定位数据和GPS定位数据进行处理，将雷达定位数据与GPS定位数据比对，进行误差分析并对雷达定位精度做出评估。本专利技术的优点在于(1)兼容以往雷达校验技术；(2)无需对机载设备进行任何改装，与飞机也没有任何电性的连接，因此无需试航论证的要求；(3)便携，整个硬件系统由便携式GPS接收机，便携式PC机，小型GPS双天线，合成器及相应的接线组成，体积小，重量轻，携带方便；(4)操作简洁，灵活。附图说明图1是本专利技术的硬件设备接连图；图2是本专利技术的功能框图；图3是本专利技术软件系统的功能图；图4是本专利技术的软件流程图；图中IG-PS接收天线2-合成器3-GPS接收机4-PC机5-信号处理子系统 6-人机交互界面子系统501-GPS数据处理单元 502-雷达数据单元 503-误差模型单元504-误差分析及评估单元505-数据存储单元 601-图形显示单元602-用户设置单元603-数据报表单元 604-飞机轨迹显示单元605-误差曲线显示单元具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术是一种便携式空管监视雷达的空中动态校验系统，如图1所示，硬件方面，包括两个GPS接收天线1、合成器2、GPS接收机3和PC机4。两个小型GPS接收天线1分别贴于相对称的飞机两侧舷窗上，接收GPS卫星信号， GPS接收天线1通过两根电缆线连至合成器2中，合成一路信号进入便携式GPS接收机3 内，便携式GPS接收机3得到飞机的GPS定位数据，GPS定位数据为WGS-84坐标系下飞机飞行的坐标，然后通过标准RS-232串口送至PC机4的GPS数据处理单元501。如图2所示，地面雷达站获取雷达定位数据，定位数据为以雷达站为原点的站心直角坐标系下飞机的坐标，当系统采用实时工作模式时，地面雷达站通过语音通信系统的语音播报方式实时将雷达定位数据播报给机组人员，并且输入至PC机4中雷达数据单元 502的实时雷达数据单元506，当系统采用后处理工作模式时，飞机校验飞行结束后，雷达定位数据直接输出给PC机4中雷达数据单元502的后处理雷达数据单元507。GPS接收天线1、合成器2、GPS接收机3和地面雷达站构成空间信号采集子系统7， 空间信号采集子系统7主要完成对GPS空间信号和雷达数据的采集工作，建立空间信号采集模型，为校验系统提供信号处理的数据来源。如图2所示，PC机4包括信号处理子系统5和人机交互界面子系统6。信号处理子系统5对空间信号采集子系统7输出的相关导航信息进行处理，将雷达定位数据与GPS定位数据比对，进行误差分析并对雷达定位精度做出评估，同时完成数据存储，包括GPS数据处理单元501、雷达数据单元502、误差模型单元503、误差分析及评估单元504和数据存储单元505。GPS数据处理单元501采集GPS接收机3输出的GPS定位数据，并且将GPS定位数据输出给数据存储单元505和误差模型单元503，雷达数据单元502包括实时雷达数据单元506和后处理雷达数据单元507，当系统采用实时工作模式时，实时雷达数据单元506采集地面雷达站的雷达定位数据，并将雷达定位数据输出至数据存储单元505和误差模型单元503。当系统采用后处理工作模式时，飞机校验飞行结束后，后处理雷达数据单元507采集地面雷达站的雷达定位数据，并将雷达定位数据输出至数据存储单元505和误差模型单元 503。误差模型单元503将GPS定位数据的坐标系转为雷达定位数据的坐标系，并且，将雷达定位数据最终转换本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张军，朱衍波，史晓锋，张莉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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