[发明专利]基于无人机的导航设备在线监测及飞行校验系统和方法

说明书

本发明涉及一种基于无人机的导航设备在线监测及飞行校验系统和方法，所述系统包括：GPS天线、GPS定位系统模块、导航设备在线监测及飞行校验系统模块、传感器模块、机载计算机模块、执行机构模块，其中导航设备在线监测及飞行校验系统模块包括测试天线、中央控制器、信号采集处理模块、信号监测分析模块、飞行校验模块，将上述模块搭载在无人机上，使无人机按规定飞行路径飞行，以获取导航设备信号，并进行相应的监测分析和校验。本发明提供的基于无人机的导航设备在线监测及飞行校验系统和方法，结合无人机飞行技术，使得测量导航设备的信号客观全面有效，分析结果更可靠，精度更高，并减少因设备测试和飞行校验对机场运营造成的影响。

技术领域

本发明涉及技术领域，具体涉及一种基于无人机的导航设备在线监测及飞行校验系统和方法。

背景技术

民用航空导航设备是保障航空安全非常重要的设备，对它的测试目前在国内外皆很受重视，国际民航组织(ICAO)、国际无线电通信咨询委员会(CCIR)和国际无线电干扰特别委员会(CISPR)等国际组织，在各自制订和颁发的有关文件中，都提出了相关的航空导航设备的性能检测维护方法，中国民航也针对民用航空导航设备制定了相关的测试规程和要求、飞行校验规范。

民航导航设备是民用航空最重要的基础设施，与飞行安全密切相关。近20年来，随着电子技术、计算机技术等迅速发展，民用导航设备测试技术也得到很大的发展。ILS/VOR/DME/NDB测试设备作为装备研制、生产、测试和维修过程中必不可少的重要装备，在导航设备运行过程中发挥重要的作用，越来越受到行业内的高度重视。到2020年，我国通用机场数量将达到500个，随着新建机场的增加、航班流量的不断增长、国内大型机场II、III类仪表着陆系统运行的实施，机场运行对导航设备依赖程度越来越高，这对导航设备性能和运行保障提出了更高的要求。

飞行校验是机场开放和航路运行的最基本的前提之一，是保证通信、导航、雷达等设施设备符合航班正常运营要求的必要手段，是保障飞行安全和旅客生命、人民财产安全的重要环节。真正意义上的飞行校验始于1932年，随着地面导航设备和机载设施的不断改进，特别是仪表着陆系统(ILS)和全向信标/测距仪(VOR/DME)起用以来，飞行校验的内容不断丰富，飞行校验的程序和标准也日趋完善。飞行校验分为投产校验、监视性校验、定期校验、特殊校验四类。根据国际民航组织(ICAO)和我国民航总局的规定，对机场的导航设备进行飞行校验是强制性的，例如：新建机场必须进行飞行校验，I类仪表着陆系统每270天执行一次定期校验，机场全向信标每540天执行一次定期校验。当前国内外的飞行校验都是由专门的飞行校验人员驾驶装有专门校验设备的飞行校验飞机，按照飞行校验的有关规范，检查和评估各种导航、雷达、通信等设备的空间信号的质量及其容限，以及机场的进、离港飞行程序。面对我国机场数量的增加、机场周围建筑物的不断新建，飞行校验的需求越来越频繁，而目前我国的飞行校验人员数量少，可用的飞行校验飞机不超过20架，因此往往不能对有飞行校验需求的机场进行及时飞行校验，从而影响机场的运行和使用。

除定期的飞行校验外，对导航设备的巡检测试、维护性测试、特殊天气条件下的运行检测已经成为保障航空飞行安全的重要手段。根据导航设备的地面测量需求，在欧洲和美国，在上世纪九十年代就开始研究ILS和VOR地面测试工具的研究工作，并研发出相应的测试工具，国内外导航设备测试主要使用如Marconi IFR4000、R&S EVS300ILS/VOR分析仪、R&S ILSChecker软件、R&S TS6300ILS测试系统等专用设备，频谱分析仪、示波器、网络分析仪等通用设备。专用设备存在价格昂贵，缺乏自主知识产权等缺点；通用设备存在功能单一，测量受人为因素干扰较大等缺点。当前国内对导航设备在线测量技术主要还是对通用工具的应用和通用测试工具测量方法上的研究。