[发明专利]基于多数据链路的航空气象图像监视系统

说明书

技术领域

本发明涉及航空气象图像监视设备，特别涉及一种基于多数据链路的航空气象图像监视系统。

背景技术

目前，航空气象观测站及飞行服务站大部分只能采集常规的气象数据，而很少能够将天气的图像数据传输给气象用户使用,难以提高航空气象用户的情景意识。美国FAA（联邦航空局）的航空气象照相机项目能够给美国的航空用户提供气象图像信息，但没有集成所在地的气象报文信息，很难全面反映当地航空气象状况，并且仅仅采用了卫星单一链路传播来进行气象图像数据的监测。

如果通过单一链路传播的方式来提供气象图像信息存在以下问题：偏远地区专线传输的成本较高；无线传输需要长时间占用信道，带宽受限；气象图像服务的并发支持困难；大量用户并发浏览经常造成服务器超载；气象图像网站带宽不足就会产生阻塞或停顿；要保证服务品质，需要巨大的资金投入；由于服务品质和覆盖率的提高需要一个漫长的过程，因此用户数量难以快速扩张，短期内很难产生效益。

发明内容

本发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对航空气象站及通航服务站大多缺少气象图像监视、提供的气象信息不全面及只采用单数据链路传输的特点，提供一种设计方案，采用多数据链路的航空气象图像监视系统，多数据链路包括局域有线网络、3G网络和卫星通信网络。通过采用多数据链路的航空气象图像监视系统，灵活的提供给航空用户接近实时的图像，同时给用户提供实时的气象报文和气象图像对比画面,供航空用户判断气象条件,从而提高航空安全和效率，减少与气象相关的航空事故，减少与气象相关的中断飞行。

本发明是通过这样的技术方案实现的：基于多数据链路的航空气象图像监视系统，其特征在于，包括摄像头模块、图像采集模块、图像处理模块、图像传输模块、气象监视地面站和数据共享网络；

所述图像采集模块主要由FPGA芯片、ADC转换电路和接口电路构成；

所述图像处理模块主要由FPGA芯片、DSP芯片、存储器电路、时钟电路和接口电路构成；

所述图像传输模块包括数据链路选择模块和多数据链路传输接口；其中，数据链选择模块由3G模块、卫星传输模块和以太网传输模块构成，数据链路传输接口包括3G网络传输接口、卫星传输接口、局域有线网络传输接口；

数据链选择模块采用按键选择的方式进行数据链路选择，当观测站需要三中数据链中的一个或多个时，则根据所要选择数据链路传输对象，按下对应按钮，连通数据链电路；

摄像头与信号图像采集模块相连接，图像采集模块将采集的图像信号传送给图像处理模块，处理后的图像信号经图像传输模块的3G网络传输、卫星传输或局域有线网络传送给气象监视地面站，最后由气象监视地面站发送到数据共享网络；

图像传输模块的数据链路所包括的3G网络传输、卫星传输、局域有线网络

三种传输方式，由用户自行选择配置；气象监视地面站采用web网页加载，图像通过网站提供给用户，用于查看和数据的共享、分析。

所述摄像头采用远距离高分辨率广角红外摄像机,最大分辨率1600*1200；所述图像采集模块中的FPGA作为该设计的核心控制部分，采用ALTERA公司的EP2C5Q208C8芯片；DSP芯片采用TMS320C6713；存储器电路采用K9HCGZ8U1M存储芯片；接口电路包括3G模块接口、卫星传输模块接口、以太网传输模块接口、图像接入接口、图像输出接口；所述图像处理模块中的ADC转换电路采用ADI公司的AD9233芯片，图像处理芯片采用美国TI公司TMS320C6713数字信号处理芯片。所述数据链选择模块中的3G模块、卫星传输模块和以太网传输模块分别采用按键进行选择。

所述数据链路构建方法，包括：

（a）3G网络传输：采用电信、联通和移动3G网络，其中3G接收电路中，用于电信网络的3G设备卡采用中沃EA960，中兴AC582；用于联通网络的3G设备卡采用华为E160，用于移动3G网络的3G设备卡采用中兴A356华为E160，将上述3G上网卡（3G设备卡）插入到航空气象图像监视系统的3G发射插口，气象图像监测系统通过识别3G设备卡，自动连接到无线网络传输气象图像照片；

（b）卫星传输：在偏远的地区，3G基站较少的情况下，选择卫星定时传送气象图像照片的方式，其中卫星传输模块中，用于气象图像信息压缩编码采用TS视频流编码的方式，用于气象图像信息传输的天线采用卫星蝶形天线；