[發明專利]一種基于ADS-B的通用航空飛行監視機載系統

有效

• 申請號: 201210138035.2
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102682627A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 羅喜伶;楊斯
• 申請（專利權）人: 北京民航天宇科技發展有限公司
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉

技術領域

本發明涉及基于ADS-B的飛行監視機載系統，特別是基于ADS-B的通用航空飛行監視機載系統，屬于通用航空領域，和空中交通管制領域。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，近年來我國通用飛機的數量較以往有大幅度的增長。截止到2005年年底，通用航空全行業飛機數量達46種共570架。民航總局預測顯示，到2012年我國需要各類通用航空飛機10000到12000架。預計未來幾年，通用航空飛機數量的年均增長率將達到30％。業內人士指出，隨著中國經濟的發展，公務飛行、商用飛行、空中游覽、私人駕照培訓等，正受到越來越多人的青睞，有了足夠大的市場需求。這必然導致為之提供服務的領域呈現快速發展的局面。目前全世界有大型民航飛機6萬架，約40萬名飛行員；而通用飛機高達33．6萬架，從事通用航空活動的飛行員已達70萬名。通用飛機在國家經濟中起著非常重要的作用。據有關市場預測，通用航空及其帶動的產業將形成十萬億人民幣以上的市場容量。未來10年通用航空將會得到飛速的發展，將會是繼干線飛機、支線飛機之后另一個迅速崛起的朝陽產業。

我國在“十一五”、“十二五”規劃中已將發展通用飛機列入高技術產業工程重大專項。而與此相對應，我國通用航空飛機制造及服務發展嚴重滯后。國家防空安全和低空飛行安全技術保障手段缺失是我國通用航空發展所面臨的重大現實問題。發展通用航空產業，必須解決通用航空飛行監視問題。

在低空空域通用航空的飛行監視方面，陸基雷達監視系統受地形影響大、精度有限、設備昂貴、運行效率低，空域資源利用率低，難以滿足我國低空空域日益繁忙的通用航空飛行活動的監視需求。同時，由于我國是空域高度設防的國家，與歐美等國開放式的低空空域劃分與使用不同，我國低空空域中相當一部分屬于監視空域和管制空域；傳統的雷達監視系統屬于被動式監視，對于類型多樣、飛行自主的通用航空而言，難以提供可靠、靈活的飛行服務，因此迫切需要ADS-B空地協同式的空域監視技術以保證低空空域飛行安全。

2009年，北京航空航天大學發明的“空地協同的民航空域監視新技術及裝備”榮獲國家技術發明一等獎。該項目在國內率先開展了空地協同的民航空域監視新技術的研究，發明了空地協同的空域監視系列化裝置，重點突破廣播式自動相關監視（ADS-B）數據完好性評估技術，ADS-B機載系統關鍵技術和地面系統關鍵技術，研制了空地一體的ADS-B技術原型系統，實現對空地協同空域監視新技術及裝置的綜合測試與校驗，解決了高原、荒漠、海洋等無雷達覆蓋地區安全高效飛行保障的難題。另外，北京航空航天大學聯合民航數據通信有限責任公司和北京民航天宇科技發展有限公司對ADS-B技術做了進一步研發，申請了“一種ADS－B監視技術的數據評估系統”（申請號：CN200710120275.9），“一種ADS－B管制工作站數據處理系統”（申請號：CN200710120274.4），“一種ADS－B航跡與飛行計劃的相關處理系統”（申請號：CN200710120276.3）和“一種用于OPNET中1090MHz?ADS－B系統的性能仿真模型”（申請號：CN200710176534.X）等關于ADS-B技術的專利。ADS-B技術在民航領域的應用研究已經比較完善，但ADS-B技術從設計之初，就定位于全球的商用飛機的航空監視，并未充分考慮到通用飛行器的航空飛行監視。主要體現在：ADS-B機載設備體積龐大、功耗大、設備價格高，與商用飛機相比，通航飛行器一般體型較小，傳統的ADS-B設備不適合安裝在通航飛行器上。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了一種基于ADS-B的通用航空飛行監視機載系統，解決了我國通用航空面臨的管制難題，實現了通用航空的ADS-B監視功能。

本發明的技術解決方案：一種基于ADS-B的通用航空飛行監視機載系統包括：基于UAT/1090ES的機載ADS-B收發信機、基于ADS-B的監視信息處理器和基于ADS-B的機載座艙交通信息顯示（CDTI）3部分，其中：

基于UAT/1090ES的機載ADS-B收發信機包括：發射模塊和接收模塊；發射模塊將機載飛行管理系統（FMS）、GNSS、GPS、氣壓高度計、飛行員輸入信息進行格式轉換，編碼，生成報文，將所述報文廣播；接收模塊通過UAT數據鏈和1090ES數據鏈接收他機飛行狀態ADS-B報文和地面監控報文，分離UAT信號和1090ES兩路信號，分別對所述兩路信號進行預處理，將預處理后的UAT報文/1090ES報文傳送給基于ADS-B的監視信息處理器；