[发明专利]一种基于无人机的航空导航设备数据采集系统及方法

权利要求书

1.一种基于无人机的航空导航设备数据采集系统，包括：无人机飞行控制系统、导航设备测试天线阵列、多路信号处理模块、信号采集模块、ADS-B发射模块、GNSS接收机、UHF数据链接收机、电源模块、地面站；其特征在于，

所述导航设备测试天线阵列与所述多路信号处理模块通过射频电缆连接；所述多路信号处理模块与所述信号采集模块通过ARINC429总线连接；所述信号采集模块与所述无人机飞行控制系统连接，与所述ADS-B发射模块、GNSS接收机通过RS232总线连接；所述ADS-B发射模块与所述GNSS接收机通过RS232总线连接，所述GNSS接收机与所述UHF数据链接收机通过RS232总线连接；所述电源模块分别与所述导航设备测试天线阵列、多路信号处理模块、信号采集模块、ADS-B发射模块、GNSS接收机连接，并通过电压转换模块与所述UHF数据链接收机连接；

所述导航设备测试天线阵列用于接收地面导航设备数据；所述多路信号处理模块用于处理所述导航设备测试天线阵列接收的导航设备数据；所述信号采集模块用于接收并存储所述多路信号处理模块所处理导航设备数据，同时将数据发送至无人机飞行控制系统，并接收无人机飞行控制系统发送的多路信号处理模块切换指令；所述ADS-B发射模块接收GNSS接收机发送的定位数据并通过ADS-B报文形式进行广播，并将ADS-B报文数据发送至数据采集模块；所述UHF数据链接收机用于接收地面差分站发送的差分定位信息，并将差分定位信息发送给GNSS接收机；所述GNSS接收机用于接收卫星定位信息；所述电源模块由无人机提供，用于所连接设备供电；

所述信号采集模块通过ARINC429总线采集多路信号处理模块处理的导航设备数据，通过RS232总线接收ADS-B报文数据和差分定位数据组成飞行校验数据，信号采集模块一方面对飞行校验数据进行备份，另一方面通过以太网发送至无人机飞行控制系统，无人机飞行控制系统通过无人机数据链发送至地面站；地面站发送多路信号处理模块切换指令至无人机飞行控制系统，无人机飞行控制系统将多路信号处理模块切换指令通过RS422总线发送至信号采集模块，信号采集模块通过ARINC429总线将多路信号处理模块切换指令发送至多路信号处理模块，实现对多路信号处理模块的切换，从而实现对地面不同导航设备的飞行校验；所述GNSS接收机模块输出PPS（秒脉冲）信号连接多路信号处理模块与信号采集模块，保证数据的同步性，减少数据延时。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的航空导航设备数据采集系统，其特征在于，所述系统设置有飞机轮重或起落架着陆检测，所述ADS-B发射模块设置着陆检测（ON GND）输入接口，飞机轮重或起落架着陆检测输出与ADS-B发射模块着陆检测输入接口连接，用于判断飞机是否着陆。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的航空导航设备数据采集系统，其特征在于，所述导航设备测试天线阵列包括VOR/LOC（航向）天线、GS（下滑）天线、MKR（指点信标）天线、DME（测距仪天线）、NDB（无方向信标）天线、ADF（自动定向机）天线。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的航空导航设备数据采集系统，其特征在于，所述电源模块选用锂电池，所提供的基准电压值为28V直流电压，电压转换模块为28V转5V。

5.一种基于无人机的航空导航设备数据采集方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：多路数据处理模块通过导航设备测试天线阵列接收地面导航设备导航信号并处理，得到导航设备数据；

步骤2：信号采集模块采集导航设备数据、ADS-B数据和差分定位数据组成飞行校验数据，并将飞行校验数据进行备份，

步骤3：信号采集模块同时将飞行校验数据发送至无人机飞行控制系统，无人机飞行控制系统通过无人机数据链将飞行校验数据发送至地面站；

步骤4：地面站发送多路信号处理模块切换指令至无人机飞行控制系统；

步骤5：无人机飞行控制系统将多路信号处理模块切换指令发送至信号采集模块，通过信号采集模块实现对多路信号处理模块的切换，完成不同导航设备的飞行校验；

步骤6：当无人机着陆时，ADS-B发射模块检测到飞机着陆信号并通过ADS-B报文广播，地面站人员接收飞机着陆信号，完成飞行校验过程。