[发明专利]基于分布式时钟的多边定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种定位系统，具体来说是一种基于原子钟同步技术的分布式多边定位系统，更进一步地，涉及一种机场对空间飞行器的多边定位系统。

背景技术

目前机场空管系统雷达监视设备主要有PSR（Primary Surveillance Radar，一次监视雷达）、SSR（Secondary Surveillance Radar，二次监视雷达）等。PSR通过主动发射电磁波并接收检测回波来探测目标，仅可获得目标距离和方位信息，无航空器识别能力，覆盖范围小，建设和运行维护成本高，地面站建设受地形限制；SSR应用航空器应答机发射的应答信号可获得比PSR更多的监视目标信息，但建设和运行维护成本同样偏高，数据更新率较低，其地面站建设亦受地形限制。这些传统的空管雷达监视系统普遍具有成本高、定位精度低及架设困难的缺点，因此，亟需寻求一种成本低、定位精度高、易于架设的新型空管监视系统，以适应我国航空运输业的高速发展。

基于分布式时钟的多边定位系统，通过布置在机场附近的多个传感器（远端单元）捕获飞机（车辆）的应答信号，测量该信号到达各传感器（远端单元）的时间，并在中心站利用多站信号时差定位技术，对目标进行精确定位，从而实现对机场场面飞机（车辆）目标及过航飞机的探测和跟踪监视，以提供机场地面及附近空域中各目标的位置，为机场管理提供安全和技术保障。

发明内容

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种基于分布式时钟的多边定位系统。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：一种基于分布式时钟的多边定位系统，包括：一个中心站和至少四个接收站，所述中心站和每个接收站均有一个以原子钟为核心的时钟基准；所述中心站根据不同接收站的信号到达时间差计算出被定位目标的精确位置；所述接收站分布在目标场地上不同的位置，各个接收站相互独立，并且每个接收站带有用于接收目标发出的应答信号并记录到达时刻的传感器；所述接收站通过光纤链路和中心站进行数据通信。

所述原子钟为铷原子钟、铯原子钟、氢原子钟中的一种。

所述接收站包括天线、接收机、信号处理接收站分机、时钟插件、接收站监控插件和发射光端机；天线接收到信号传给接收机，接收机进行信号处理后转成光纤信号传送给信号处理接收站分机；信号处理接收站分机对各应答信号进行解码和到达时间测量，其测时的时间标尺由分布式时钟插件提供，信号处理接收站分机将应答信号的解码和测时结果通过发射光端机传送给中心站；接收站监控插件监控接收站所有设备的工作状态并送给中心站，同时传递系统控制信息。

所述中心站包括接收光端机、信号处理主站分机、标准时钟插件、终端显示分机、中心站监控插件；接收光端机接收由发射光端机传送过来的数据，并直接送给信号处理主站分机；信号处理主站分机对接收站处理数据进行匹配和组建求解时间差方程组，最终获得目标的高精度位置信息；标准时钟插件通过光纤链路对所有时钟插件双向主动校准；终端显示分机将目标位置信息显示于大屏幕液晶屏幕上；中心站监控插件对中心站运行状况进行监控，同时中心站监控插件将中心站运行状况在终端显示分机进行显示。

所述多边定位系统还包括至少一个用于提高目标定位精度的校标站。

本发明的有益效果是：

本发明所述的基于分布式时钟的多边定位系统，采用先进的时差定位技术，其场面定位精度优于1m，三维定位精度优于5m，可满足大中型复杂机场的场面监视需求。该系统建设与使用成本较低，定位精度高，数据更新率高，且易于架设，可广泛使用在空管雷达监视领域。

附图说明

图1为本发明所述基于分布式时钟的多边定位系统结构示意图；

图2为本发明所述定位系统接收站结构示意图；

图3为本发明所述定位系统中心站结构示意图；

图4为基于分布式时钟的多边定位系统校正原理示意图。

图中：10—中心站、11—接收光端机、12—信号处理主站分机、13—标准时钟插件、14—终端显示分机、15—中心站监控插件、20—接收站、21—天线、22—接收机、23—信号处理接收站分机、24—时钟插件、25—接收站监控插件、26—发射光端机、30—校标站。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。