[发明专利]基于天通一号卫星的通用航空器机载系统及通信监视系统

说明书

本发明提供一种基于天通一号卫星的通用航空器机载系统及通信监视系统，系统包括通用航空器机载系统、地面数据处理系统以及卫星系统；卫星系统为天通系列通讯卫星，作为通用航空器机载系统与地面数据处理系统间的通信电路，地面数据处理系统根据机载系统发送的定位信息跟踪航空器的飞行位置及飞行轨迹，以及实现实时语音、数据通信。系统可根据不同卫星信号的强弱进行传输模式的自动切换，同时，系统利用天通一号语音通信功能，在实现地面与通用航空器语音通信功能的同时，建立地面对低空飞行的一个或多个通用航空器的灵活选呼。通过本系统可综合实现对通用航空器的无缝监视和语音通信，从而大大节约了地面设备的建设和运行成本。

技术领域

本技术涉及通用航空技术领域，尤指一种集话音通信与监视信号传输为一体的通用航空机载系统以及相应的地面数据处理系统。

背景技术

近几年来，随着我国低空空域改革的不断深入，通用航空迎来了快速发展的时期。但由于通信、监视技术手段的不足，有关部门无法实现对通用航空器的有效监视，也无法实现地面与航空器的实时语音通信，从而对通用航空的发展形成了制约。目前的通用航空语音通信、监视技术主要包括：

在地空语音通信方面，目前的通用航空器上也配置了甚高频(VHF)机载设备，通过机载VHF与地面VHF设备之间的通信实现飞行员与地面人员的语音通信。但由于VHF信号在3000米以下低空空域的信号覆盖范围有限，只能解决有限区域的通信，要满足通用航空语音通信要求，则需要投巨资建设大量的VHF地面设备，并且每个VHF地面设备需要租用相应的地面通信线路将信号传输到数据处理系统，大量的VHF地面设备必然需要大量的传输电路，通信费用高昂，通用航空难以承受。另外，由于频率资源有限，目前难以为这些VHF设备分配通用航空使用的频率资源。如果全国使用同一个频率为通用航空服务，又会对很多区域运输航空使用的频率造成互调干扰，影响运输航空的安全。因此，目前通用航空的地空语音通信一直是个难题。

在监视技术方面，目前主要使用一下几种技术：

广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)技术。在监视方面，部分通用航空器具有二次雷达应答机或ADS-B机载设备，这些航空器可以利用地面ADS-B基站站实现有限监视。该方法是利用GPS对通用航空器进行定位，通过1090ES频率将定位信息广播出去，地面ADS-B站接受该定位信息并进行数据处理，形成点迹在屏幕上显示出该飞行器的位置信息。

北斗应用。随着北斗的发展和应用，目前通过北斗进行通用航空器的定位、并通过北斗短报文将定位信息传回地面，由地面系统进行融合处理以显示飞行器的航迹。由于北斗系统能够实现无缝覆盖，该应用已逐步成为通航监视的主要应用。

多模或多元监视。在通用航空器监视方面，由于每种方式都存在不足，因此多模或多元式监视得到一定程度的应用。通用航空器通过北斗或GPS进行定位，其位置信息的传输使用ADS-B(1090ES)、4G、北斗短报文等混合模式。系统根据信号强度自动选择传输通道。

因此，在通用航空监视方面，虽然可以使用ADS-B、4G、北斗短报文等技术或多模技术实现对通用航空器定位信息的传送，但依然难以满足通航监视要求。一是ADS-B与VHF一样，需要在地面建设大量的台站并租用大量的传输电路，投资巨大。二是4G信号在空中的覆盖有限，在飞机上升一定高度后，信号稳定性降低或没有信号。三是北斗系统在信号覆盖方面完全能够满足通航的需求，但由于民用短报文刷新周期较长(通常为30秒)，因此，对于通用航空的监视来说，仍不尽理想。

发明内容

本发明旨在克服以上现有技术中存在的问题，提供一种基于天通一号通讯卫星的通用航空器机载系统及通信监视系统，系统采用天通一号通讯卫星的基本功能并进行相应的技术开发，从而实现集监视功能与语音、数据通信功能的融合，全面解决通用航空飞行的技术难题，大大节约了地面通信、监视地面站设备的建设成本。