[发明专利]一种基于北斗的通用航空运行监控系统及其监控方法

说明书

技术领域

本发明属于通用航空监控技术领域，特别是涉及一种基于北斗的通用航空运行监控系统及其监控方法。

背景技术

随着我国低空空域的逐步开放，通用航空飞行需求急剧增长。然而，针对类型多样、飞行自主的通用航空，民航现行陆基空管系统难以提供可靠、灵活的飞行服务。通用航空飞行安全技术保障手段的匮乏，在一定程度上制约了我国通用航空产业的发展。

雷达技术是世界范围类使用最为广泛的空域监视技术，但是其成本高昂且低空监视效果不甚理想，较难以全面推广使用，在国际民航组织推行广播式自动相关监视ADS-B作为低成本监视的背景下，着力发展主要用于通用航空监视的ADS-B系统。但是面对通用航空作业区域的不确定性，尤其是在一些应急突发事件处理区域，指挥中心需要时刻监视管辖通用航空飞机，向通用航空飞机发布指挥任务，ADS-B地面站有建设工程成本高、偏远地区施工难度大等问题，因此满足不了通用航空作业的需求。

我国自主研制的北斗卫星系统具有GPS系统所没有的短报文功能，北斗短报文具有不受地形、地域和环境限制的优点，运用在通用航空监控领域中，可以稳定实现对通用航空器实时监视、管制指挥、飞行情报和气象情报的传输，能够解决其他管制系统设备作用距离受限、低空受限等问题，只要在北斗信号覆盖的范围内，均可实现应用。但目前还没有面向基于北斗的通用航空监控系统成熟可靠的系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于北斗的通用航空运行监控系统及其监控方法。

为了达到上述目的，本发明提供的基于北斗的通用航空运行监控系统包括：地面监控系统和机载设备终端系统,地面监控系统通过北斗卫星与机载设备终端系统连接；所述地面监控系统为设置在地面控制中心的地面装置，用于监控通用航空机载设备终端系统的位置，收发位置报告、通信报告；所述机载设备终端系统为安装在通用航空飞机上的机载装置，用于对通用航空飞机定位、导航和收发位置报告、通信报告。

所述的基于北斗的通用航空运行监控系统包含一至多个机载设备终端系统。

所述的地面监控系统包括：监控天线、北斗指挥机、监控显示模块和监控主机；其中监控天线与北斗指挥机通过信号线连接，北斗指挥机和监控显示模块同时与监控主机通过数据线连接；其中监控主机包括:监控中央控制器、监控数据编码解码模块、监控数据存储模块和监控通信报告生成模块；所述监控中央控制器分别与监控数据编码解码模块、监控数据存储模块和监控通信报告生成模块连接，监控数据编码解码模块与北斗指挥机连接，监控中央控制器与监控显示模块连接。

所述的机载设备终端系统包括：机载天线、北斗用户机、驾驶舱交通信息显示器和机载主机；其中机载天线与北斗用户机通过信号线连接，北斗用户机和驾驶舱交通信息显示器同时与机载主机通过数据线连接；所述机载主机包括:机载中央控制器、机载数据编码解码模块、机载数据存储模块、位置报告生成模块和机载通信报告生成模块；机载中央控制器分别与机载数据编码解码模块、机载数据存储模块、位置报告生成模块和机载通信报告生成模块连接，机载数据编码解码模块与北斗用户机连接，机载中央控制器与驾驶舱交通信息显示器连接。

本发明提供的基于北斗的通用航空运行监控系统的监控方法包括机载设备终端系统的位置报告收发方法和地面监控系统的通信报告收发方法，其中机载设备终端系统的位置报告收发方法包括按顺序执行的下列步骤：

1)北斗定位阶段：在此阶段中，机载设备终端系统中的北斗用户机通过机载天线接收北斗卫星发射的信号完成定位解算，得到包括经度和纬度在内的用户位置、高程、高程异常、速度和时间；

2)位置数据处理存储显示阶段：在此阶段中，机载数据编码解码模块和机载中央控制器协同工作，将北斗用户机定位得到的数据进行处理、坐标转换，得到机载设备监控系统以及通用航空飞机的包括经度和纬度在内的位置、高程、高程异常、空中速度、方位角、飞行状态和时间，并储存在机载数据存储模块中，同时在驾驶舱交通信息显示器中实时显示地图和通用航空飞机的位置；

3)位置报告生成和发送阶段：在此阶段中，位置报告生成模块按照设定的规则、格式生成位置报告报文，经过机载数据编码析模块转换成北斗短报文规定的十六进制数据由北斗用户机发送给地面监控系统；