[發明專利]一種基于北斗的通用航空運行監控系統及其監控方法

在審

• 申請號: 201711036588.6
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107808551A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 劉瑞華;朱一龍;夏田奇
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00;G08G5/04
• 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

本發明屬于通用航空監控技術領域，特別是涉及一種基于北斗的通用航空運行監控系統及其監控方法。

背景技術

隨著我國低空空域的逐步開放，通用航空飛行需求急劇增長。然而，針對類型多樣、飛行自主的通用航空，民航現行陸基空管系統難以提供可靠、靈活的飛行服務。通用航空飛行安全技術保障手段的匱乏，在一定程度上制約了我國通用航空產業的發展。

雷達技術是世界范圍類使用最為廣泛的空域監視技術，但是其成本高昂且低空監視效果不甚理想，較難以全面推廣使用，在國際民航組織推行廣播式自動相關監視ADS-B作為低成本監視的背景下，著力發展主要用于通用航空監視的ADS-B系統。但是面對通用航空作業區域的不確定性，尤其是在一些應急突發事件處理區域，指揮中心需要時刻監視管轄通用航空飛機，向通用航空飛機發布指揮任務，ADS-B地面站有建設工程成本高、偏遠地區施工難度大等問題，因此滿足不了通用航空作業的需求。

我國自主研制的北斗衛星系統具有GPS系統所沒有的短報文功能，北斗短報文具有不受地形、地域和環境限制的優點，運用在通用航空監控領域中，可以穩定實現對通用航空器實時監視、管制指揮、飛行情報和氣象情報的傳輸，能夠解決其他管制系統設備作用距離受限、低空受限等問題，只要在北斗信號覆蓋的范圍內，均可實現應用。但目前還沒有面向基于北斗的通用航空監控系統成熟可靠的系統。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種基于北斗的通用航空運行監控系統及其監控方法。

為了達到上述目的，本發明提供的基于北斗的通用航空運行監控系統包括：地面監控系統和機載設備終端系統,地面監控系統通過北斗衛星與機載設備終端系統連接；所述地面監控系統為設置在地面控制中心的地面裝置，用于監控通用航空機載設備終端系統的位置，收發位置報告、通信報告；所述機載設備終端系統為安裝在通用航空飛機上的機載裝置，用于對通用航空飛機定位、導航和收發位置報告、通信報告。

所述的基于北斗的通用航空運行監控系統包含一至多個機載設備終端系統。

所述的地面監控系統包括：監控天線、北斗指揮機、監控顯示模塊和監控主機；其中監控天線與北斗指揮機通過信號線連接，北斗指揮機和監控顯示模塊同時與監控主機通過數據線連接；其中監控主機包括:監控中央控制器、監控數據編碼解碼模塊、監控數據存儲模塊和監控通信報告生成模塊；所述監控中央控制器分別與監控數據編碼解碼模塊、監控數據存儲模塊和監控通信報告生成模塊連接，監控數據編碼解碼模塊與北斗指揮機連接，監控中央控制器與監控顯示模塊連接。

所述的機載設備終端系統包括：機載天線、北斗用戶機、駕駛艙交通信息顯示器和機載主機；其中機載天線與北斗用戶機通過信號線連接，北斗用戶機和駕駛艙交通信息顯示器同時與機載主機通過數據線連接；所述機載主機包括:機載中央控制器、機載數據編碼解碼模塊、機載數據存儲模塊、位置報告生成模塊和機載通信報告生成模塊；機載中央控制器分別與機載數據編碼解碼模塊、機載數據存儲模塊、位置報告生成模塊和機載通信報告生成模塊連接，機載數據編碼解碼模塊與北斗用戶機連接，機載中央控制器與駕駛艙交通信息顯示器連接。

本發明提供的基于北斗的通用航空運行監控系統的監控方法包括機載設備終端系統的位置報告收發方法和地面監控系統的通信報告收發方法，其中機載設備終端系統的位置報告收發方法包括按順序執行的下列步驟：

1)北斗定位階段：在此階段中，機載設備終端系統中的北斗用戶機通過機載天線接收北斗衛星發射的信號完成定位解算，得到包括經度和緯度在內的用戶位置、高程、高程異常、速度和時間；

2)位置數據處理存儲顯示階段：在此階段中，機載數據編碼解碼模塊和機載中央控制器協同工作，將北斗用戶機定位得到的數據進行處理、坐標轉換，得到機載設備監控系統以及通用航空飛機的包括經度和緯度在內的位置、高程、高程異常、空中速度、方位角、飛行狀態和時間，并儲存在機載數據存儲模塊中，同時在駕駛艙交通信息顯示器中實時顯示地圖和通用航空飛機的位置；

3)位置報告生成和發送階段：在此階段中，位置報告生成模塊按照設定的規則、格式生成位置報告報文，經過機載數據編碼析模塊轉換成北斗短報文規定的十六進制數據由北斗用戶機發送給地面監控系統；