[發明專利]一種基于無人機技術的民用機場助航燈光飛行校驗方法

有效

• 申請號: 201710020664.8
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106813900B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 熊杰;歐陽霆;魏剛;秦守亮;劉琨;蘇維;鄒仲恒;于亞超;陳韜
• 申請（專利權）人: 中國民用航空飛行校驗中心
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;杜國慶

1.一種基于無人機技術的民用機場助航燈光飛行校驗方法，對助航燈光不同仰角的顏色、光變和亮度變化進行校驗出具報告，包括無人機和機場跑道PAPI燈，所述無人機上設置有燈光感應傳感器、GPS定位裝置和無線數據交換傳輸裝置，所述方法包括直線平飛校驗法、曲線平飛校驗法和進近飛行校驗法；其特征在于：

所述直線平飛校驗法是：根據GPS定位，將無人機置于距離機場跑道五邊延長線6海里、高度不高于300米的位置，水平、直線飛向機場跑道，依據預先設定的接收光強度和色度閾值，接收PAPI燈光信號，然后根據GPS定位信號，計算獲取首先接收到PAPI燈光信號時無人機所處的觀測點位置和仰角；將觀測點位置和仰角與當地機場對外公布的PAPI燈光仰角進行比較，獲取PAPI燈光仰角和燈光變化的校驗數據，進行校驗取值和出具報告；

所述曲線平飛校驗法是：根據GPS定位，將無人機置于距離機場跑道以跑道頭為圓心、4至5海里為半徑、高度不低于300米的位置，按照五邊延長線左右各15°的方位角做水平弧線或水平切線飛行，依據預先設定的接收光強度和色度閾值，接收初始PAPI燈光信號的顏色、光變和亮度變化校驗數據，然后根據GPS定位信號計算獲取對應初始PAPI燈光信號的觀測點位置數據，將獲取的觀測點位置數據與當地機場對外公布的五邊延長線左右各15°的方位角數據比較，進行校驗取值和出具報告；

所述進近飛行校驗法是：將無人機置于機場進近航徑上空，按照當地機場對外公布的PAPI燈光設定角度和進近程序下降梯度下降至地面，依據預先設定的接收光強度和色度閾值，在下降過程中分別接收PAPI燈光信號，然后根據GPS定位信號計算下降過程中不同高距比時的PAPI燈光信號數據，將其與當地機場對外公布的PAPI燈光設定角度和下降梯度比較，進行校驗取值和出具報告；

所述GPS定位采用地面差分GPS定位設備作為輔助手段提供修正參數，將地面測算的定位數據與GPS定位數據相比較，先測算出差值，再加上無人機GPS提供的定位數據，生成最終的定位數據；

所述預先設定的接收光強度和色度閾值是所述燈光感應傳感器按照當地機場對外公布的PAPI燈光仰角、按照當地機場對外公布的五邊延長線左右各15°的方位角、按照當地機場對外公布的PAPI燈光設定角度和下降梯度感應到的PAPI燈光強度和色度設定的閾值；

所述直線平飛校驗法中，將所述無人機在到達的仰角觀測點位置時進行懸停或往復飛行觀測PAPI燈不同仰角的顏色、光變和亮度變化數據，將所述變化數據同時作為PAPI燈光仰角校驗數據；

所述曲線平飛校驗法中，在按照五邊延長線左右各15°的方位角水平弧線或切線飛行中進行懸停或往復飛行，獲取PAPI燈隨方位角變化的顏色、光變和亮度變化數據，并將其同時作為PAPI燈光方位角校驗數據；

所述進近飛行校驗法中，所述下降過程是按照當地機場對外公布的PAPI燈光設定角度和進近程序下降梯度進行懸停或往復飛行的下降過程，所述的PAPI燈光信號隨高度變化的顏色、光變和亮度變化的信號；

所述燈光感應傳感器采用的是吊艙式燈光感應傳感器，吊艙懸吊在無人機下端側，吊艙中按需加裝GPS差分信號接收設備、氣壓高度測量設備、前視紅外攝像機、視頻攝像機和激光高度/測距設備；

所述無線數據交換傳輸裝置直接輸出所述出具報告傳遞至地面接收站，或者，所述無線數據交換傳輸裝置實時將獲取的數據傳送至地面接收站，由地面接收站服務器進行自動或人工校驗取值和出具報告。

2.根據權利要求1所述的民用機場助航燈光飛行校驗方法，其特征在于，所述PAPI燈是4個，4個PAPI燈依據排列順序劃分為1號、2號、3號、4號。

3.根據權利要求1所述的民用機場助航燈光飛行校驗方法，其特征在于：所述直線平飛校驗法進一步包括找出進行懸停或往復飛行觀測PAPI燈不同仰角的顏色、光變和亮度變化數據中與閾值比較的最佳值，然后獲取最佳值的觀測點位置和仰角；

所述曲線平飛校驗法進一步包括找出進行懸停或往復飛行獲取的PAPI燈隨方位角變化的顏色、光變和亮度變化數據中與閾值比較的最佳值，然后獲取最佳值的觀測點位置數據。

4.根據權利要求1所述的民用機場助航燈光飛行校驗方法，其特征在于：所述高度是位于無人機飛行要用的區域內相對于機場跑道之上的高度。