[發(fā)明專利]一種基于多源定位數(shù)據(jù)融合處理的飛行再現(xiàn)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610005388.3
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105607102A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍立平;于潞;賈紹文;楊建新;王華新;蔡慧敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍航空工程學院青島校區(qū)
• 主分類號: G01S19/46
• 分類號: G01S19/46
• 代理公司: 中國人民解放軍海軍專利服務(wù)中心 11044
• 代理人: 鄧豪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行數(shù)據(jù)采集技術(shù)及飛行再現(xiàn)技術(shù)，特別涉及一種多源飛機定位數(shù)據(jù)的實時 采集、融合處理與再現(xiàn)的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

為了實現(xiàn)飛機飛行軌跡的實時再現(xiàn)，需要用到描述飛機位置隨時間不斷變化的飛行軌跡 數(shù)據(jù)，以及隨時間不斷變化的飛機姿態(tài)數(shù)據(jù)。通常，都是通過安裝在飛機上的衛(wèi)星接收天線 及接收機獲得飛機的位置數(shù)據(jù)。得到飛機的位置信息后，就可以利用飛機位置信息加上飛機 的航向、姿態(tài)信息驅(qū)動飛機模型在計算機屏幕上實時再現(xiàn)飛機的飛行過程了。

但是，在飛機大機動條件下，單純依靠導(dǎo)航衛(wèi)星將無法連續(xù)給出飛機位置信息，導(dǎo)致在 飛機再現(xiàn)過程中，無法確定飛機位置，飛行再現(xiàn)的航跡不連續(xù)，使地面人員無法實時掌握飛 機所處位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于多源定位數(shù)據(jù)融合處理的飛行再現(xiàn)系統(tǒng)及方 法，保證飛機在大機動條件下飛行軌跡實時再現(xiàn)的連續(xù)性。多源定位數(shù)據(jù)來源于衛(wèi)星定位數(shù) 據(jù)和機上航電系統(tǒng)中的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于多源定位數(shù)據(jù)融合處理的飛行再現(xiàn)系統(tǒng)，包括機載設(shè)備、地面超短波天線和地 面接收與展現(xiàn)設(shè)備，所述機載設(shè)備，安裝在飛機上，用于實時采集、發(fā)送飛機的位置信息和 姿態(tài)信息；所述地面超短波天線和地面接收與展現(xiàn)設(shè)備，用于接收機載設(shè)備發(fā)送來的飛機定 位信息和姿態(tài)信息，并對上述信息進行實時處理后以飛機航跡和三維姿態(tài)的方式進行飛行再 現(xiàn)。

優(yōu)選的，所述機載設(shè)備包括衛(wèi)星接收天線、主機和機載超短波天線；所述衛(wèi)星接收天線， 用于接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號；所述主機，用于接收衛(wèi)星接收天線送來的衛(wèi)星信號；采集并選擇性 過濾接收飛機航電系統(tǒng)1553B總線數(shù)據(jù)；對多源定位數(shù)據(jù)融合處理后連同飛機姿態(tài)數(shù)據(jù)進行 編碼、調(diào)制、放大，以射頻信號形式送給機載超短波天線；所述機載超短波天線，用于發(fā)射 主機送來的射頻信號。

優(yōu)選的，所述主機包括衛(wèi)星信號接收處理模塊、1553B總線數(shù)據(jù)接收處理模塊、基帶處 理模塊、功放模塊、電源模塊；所述衛(wèi)星信號接收處理模塊，用于處理衛(wèi)星接收天線送來的 衛(wèi)星信號，并向基帶處理模塊發(fā)送飛機位置信息、可用衛(wèi)星數(shù)信息；所述1553B總線數(shù)據(jù)接 收處理模塊，通過1553B總線連接器與飛機上1553B總線系統(tǒng)交聯(lián)，工作在總線監(jiān)視器模式， 根據(jù)飛機航電系統(tǒng)1553B總線接口控制文件定義的總線號、遠程終端地址、子地址和邏輯塊 實時從1553B總線上選擇性的采集飛機慣性導(dǎo)航系統(tǒng)送出的飛機位置信息和姿態(tài)信息；所述 基帶處理模塊，用于實時接收衛(wèi)星信號接收處理模塊和1553B總線數(shù)據(jù)接收處理模塊送來的 數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)當前使用衛(wèi)星數(shù)對多源定位數(shù)據(jù)進行融合處理，將處理后得到的飛機位置 信息和飛機姿態(tài)信息組合為一幀飛行數(shù)據(jù)，編碼、調(diào)制后發(fā)送給功放模塊；所述功放模塊， 完成射頻信號的功率放大，并發(fā)送給機載超短波天線；所述電源模塊，用來將機上的28V直 流供電轉(zhuǎn)換為主機內(nèi)部各模塊工作所需要的直流電。

優(yōu)選的，所述衛(wèi)星信號接收處理模塊給出的信息包括：UTC時間、使用衛(wèi)星數(shù)、經(jīng)度、 緯度、高度；所述飛機慣性導(dǎo)航系統(tǒng)給出的信息包括：飛機緯度、經(jīng)度、橫滾角、俯仰角、 真航向、高度。

一種基于多源定位數(shù)據(jù)融合處理的飛行再現(xiàn)系統(tǒng)的飛行再現(xiàn)方法，包括以下步驟：

步驟1：利用安裝在飛機上的機載設(shè)備實時采集飛機的位置信息和姿態(tài)信息，采集、處 理完畢后，以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給地面接收與展現(xiàn)設(shè)備；

步驟2：地面超短波天線和地面接收與展現(xiàn)設(shè)備接收空中飛機發(fā)送來的位置信息和姿態(tài) 信息，對所述信息進行處理后，以飛機航跡和三維姿態(tài)的方式進行展現(xiàn)。

優(yōu)選的，所述步驟1包括以下步驟：

步驟1.1：利用衛(wèi)星信號接收處理模塊接收、處理導(dǎo)航衛(wèi)星信號，得到UTC時間、使用 衛(wèi)星數(shù)、經(jīng)度、緯度、高度信息，并發(fā)送給基帶處理模塊；

步驟1.2：利用1553B總線數(shù)據(jù)接收處理模塊選擇性采集、接收飛機航電系統(tǒng)1553B總 線數(shù)據(jù)，根據(jù)飛機航電系統(tǒng)1553B總線接口控制文件，得到飛機慣性導(dǎo)航系統(tǒng)送出的飛機位 置信息和姿態(tài)信息，并發(fā)送給基帶處理模塊；

步驟1.3：基帶處理模塊根據(jù)當前使用衛(wèi)星數(shù)，對來自衛(wèi)星信號接收處理模塊和1553B 總線數(shù)據(jù)接收處理模塊的兩路飛機位置信息進行融合處理，并和飛機姿態(tài)信息組成一幀飛行 數(shù)據(jù)；