[發明專利]一種儀表著陸系統的無人機校驗系統及方法

在審

• 申請號: 201710486712.2
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107478244A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 高慶吉;閆婷;王立忠;趙迎春;牛國臣
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C23/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 龐學欣

技術領域

本發明屬于航空技術領域，特別是涉及一種儀表著陸系統的無人機校驗系統及方法。

背景技術

儀表著陸系統(Instrument Landing System,ILS)又譯為儀器降落系統，盲降系統，是應用最為廣泛的飛機精密進近和著陸引導系統，包括航向信標(LOC)系統、下滑信標(GS)系統、指點信標(MB)系統三部分。它的作用是由地面發射的兩束無線電信號實現航向道和下滑道指引，建立一條由跑道指向空中的虛擬下滑線，飛機通過機載接收設備，確定自身與該路徑的相對位置，使飛機沿正確方向飛向跑道并且平穩下降，最終實現安全著陸。根據民航組織要求，儀表著陸系統的通信導航信號必須接受飛行校驗。飛行校驗是機場開放和航路運行的最基本前提之一，是保證通信、導航、雷達等設施設備符合航班正常運營要求的必要手段。飛行校驗(以下簡稱“校飛”)的基本原理是使用裝有相應接收設備的飛機，按規定的航跡或通過地面引導飛向預定目標，機載接收設備在接收到導航信號的同時也記錄自己的位置信號，并由此計算出信號的誤差。

目前對于儀表著陸系統的通信導航信號的校驗都是通過搭載相應設備的校驗飛機來進行的。以校驗飛機搭載任務載荷并與其他保障系統一起構建的校飛系統具有可操控性強、飛行空域廣、攜帶任務載荷數量多等優點，是校飛系統的重要組成部分。但是，這種模式任務策劃時間長、組織協調困難、校驗要求條件嚴格，需停航來配合校驗工作，影響正常航班運行、有效控制周期難，不定因素多且校驗成本非常高，且全國民用機場日益增多，而取得校驗資格的機構僅有一家，當前國內飛行校驗基準系統的飛行校驗能力和效率遠遠不能滿足需求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種儀表著陸系統的無人機校驗系統及方法。

為了達到上述目的，本發明提供的儀表著陸系統的無人機校驗系統包括：校飛無人機和地面站；其中：

校飛無人機包括無人機本體和無人機機載設備；無人機本體為遙控多旋翼飛行器；無人機機載設備安裝在無人機本體上；地面站為地面監控設備；

所述的無人機機載設備包括：

飛行控制模塊、任務決策模塊、定位模塊、通導信號檢測模塊和通信模塊；其中，飛行控制模塊上帶有姿態測量單元，并且分別與任務決策模塊、定位模塊、通信模塊以及無人機本體的動力裝置相連接；任務決策模塊分別與通信模塊15和通導信號檢測模塊連接，通信模塊同時與地面站連接；

地面站主要包括無人機監控地面站和地面信號監測站，兩者分別與通信模塊連接，通信模塊通過無線的方式實現無人機機載設備與地面站之間的通信。

本發明提供的儀表著陸系統的無人機校驗系統所采用的校驗方法包括按順序進行的下列步驟：

步驟1)架設與本系統相關的通信及定位設備，進行飛行前準備工作；

步驟2)為整個系統上電，測試系統中各個部件的工作是否正常，如正常，再進行下一步測試；

步驟3)將校飛無人機移動到指定起飛區域，檢查無人機機載設備上各模塊的電源及工作狀態指示是否正常，全部正常后進入下一步操作；

步驟4)通過地面站的無人機監控地面站發送自主起飛的控制指令，該控制指令經通信模塊及飛行控制模塊傳送給校飛無人機，校飛無人機開始執行校驗任務，飛至待測區域；任務決策模塊進入工作狀態，利用校飛無人機上定位模塊提供的精確空間定位信息，結合儀表著陸系統的理論構型及對實際信號數據的記錄，計算出偏移誤差，通過處理得到地面需要的校正數據；

步驟5)通信模塊將任務決策模塊12處理后的數據發送給地面站上的地面信號監測站，由地面信號監測站進行顯示和存儲，地面信號監測站運行相應軟件為工作人員提供設備調整方法；

步驟6)執行完儀表著陸系統的飛行校驗任務后，由無人機監控地面站向校飛無人機發送自主返航降落的指令，校飛無人機自主返航并降落在指定區域。

本發明提供的儀表著陸系統的無人機校驗系統及方法的有益效果：

能夠模擬校驗飛機進近過程中對儀表著陸系統通信導航信號的校驗，大大提高了校驗效率，節省了很大的費用且檢驗精度很高；設備輕便易攜帶，簡化了校飛程序，只需兩人即可完成全部校驗任務，使飛行校驗更加方便快捷。本系統的校驗方法可滿足民航機場對儀表著陸系統的飛行校驗的各項指標要求，可以替代傳統的飛行校驗方式，可以為機場節省大量費用和人員消耗，具有高度的自動化和智能性，同時保證了儀表著陸系統作為降落引導指示的準確性，降低了飛行安全隱患，對機場的智能化和現代化建設具有重要意義。

附圖說明