CN103135106A - 一种先进的网络计算解决航空空域安全的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种先进的网络计算解决航空空域安全的方法，所述方法步骤为:利用广域分布的地面基站向空中发送宽带无线信号；利用地面基站内的宽带数字接收机接收基站发出的宽带射频监控信号的反射波信号，输出探测结果信号到数字信号处理单元；数字信号处理单元将处理后的数据通过地面宽带网络上传控制计算中心；控制计算中心汇聚所有基站的测量计算结果，进行数据处理得到飞行物的轨迹，根据飞行轨迹与规定航道的差异度，进行报警，提醒空域管理部门进行警告或拦截。本发明可及时发现低空领域非授权飞行物，并对其航迹进行监控，从而解决低空领域安全问题。
Description
技术领域
本发明涉及航空空域安全领域，尤其涉及一种先进的网络计算解决航空空域安全的方法。
背景技术
国家航空领域是各国都极为重视的国家领土主权，因此其安全性尤为重要。目前主要是采用雷达对领土或领空外来的飞行物进行监视和预警。但雷达由于仰角大等技术特点，对于低空飞行以及小型飞行物分辨率低，经常误检测或漏检测，并且，传统雷达进行不明目标扫描属于一次性防御，一旦不明飞行物越过雷达监控站，在一个很大的范围内再无任何监控手段，这样会导致重大危机出现，造成不必要的经济损失以及一些非常严重的国家安全问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中雷达对于低空飞行以及小型飞行物分辨率低，经常误检测或漏检测，造成不必要的经济损失以及一些非常严重的国家安全的问题，提供一种先进的分布基站解决航空空域安全的方法。该方法高效率、高精度、无缝隙持续监控低空飞行以及小型飞行物，可即时发现不明飞行物，避免安全危机发生。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种先进的网络计算解决航空空域安全的方法，所述方法包括如下步骤：
A、利用广域分布的若干对空无线地面基站中的发射机向天空实时连续发送宽带射频监控信号；
B、利用地面基站内的宽带数字接收机接收基站发射机发出的宽带射频监控信号的反射波信号，探测上方空域内飞行物，并输出探测结果信号；
C、地面基站的数字信号处理单元接收所述宽带数字接收机输出的探测结果信号，计算上方空域飞行物的速度和方向信息；
D、地面基站通过宽带网络将所述数字信号处理单元计算得到的飞行物的速度和方向信息数据传输到控制计算中心；
E、控制计算中心汇聚所有地面基站的测量计算结果，进行数据处理，做出预警，提醒空域管理部门进行警告或拦截。
上述技术方案中，所述步骤B具体为：所述宽带数字接收机根据是否接收到基站发射机发送的宽带射频监控信号碰到空中的飞行物产生的反射波信号判断上方空域内是否存在飞行物；若不存在，则继续检测；若存在，则输出探测结果信号。
上述技术方案中，所述步骤E具体为：控制计算中心汇聚所有地面基站的测量计算结果，将数据处理后在电子地图上展开，即可标明监视空域内所有飞行物的航线轨迹以及飞行物大小，再与国家规定的航道数据进行比对，若发现飞行物未按照规定航线飞行，则进行预警，提醒空域管理部门进行警告或拦截，若飞行物按照规定航线飞行，则继续监视。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用广域分布的若干对空无线地面基站，借用民用通讯基站站点，迅速建网，维护简单，基站分布广，安全性高，不容易被破坏。基站内包括发射机、宽带数字接收机和数字信号处理单元，发射机全天候实时发送宽带射频监控信号进行探测，宽带数字接收机跟踪处理，数字信号处理单元进行信号的数字化计算处理，再通过地面高速宽带网络将各基站测量计算的数据传输到控制计算中心，控制计算中心汇聚所有基站的测量计算数据，进行数据处理后作出预警，精度高，可即时发现不明飞行物，准确定位，避免危机发生，避免了军用雷达的盲区。本发明投入产出比高，抗打击能力强，成本低，可以解决低空空域安全问题，实时监控低空领域，促进国内空域开放，扩大民用航空领域商业开发。
附图说明
图1为本发明多基站网络汇聚接入示意图；
图2为本发明地面基站结构和信号走向示意图；
图3为本发明方法流程图。
图中标记：1-发射机，2-宽带数字接收机，3-数字信号处理单元，4-宽带网络，5-控制计算中心，6-飞行物。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明的一种先进的网络计算解决航空空域安全的方法，首先根据需要监视的空域范围内的地面情况，进行地面基站网络规划，选择合适的地面基站站点；其次，规划基站发射功率，根据覆盖空域的高度，设计覆盖空域范围的信号强度，保证空中的信号强度满足检测要求，另外，地面基站接入宽带网络，确保数据传输通道容量满足设计要求；最后，开始全部网络调试工作，通过在覆盖空域上方的飞行物试飞实验，调试地面基站网络的控制参数，保证测量测试计算数据的准确度和精确度;在此基础上，进行多目标试飞，验证整个网络同时监控目标的容量，从而完成整个航空空域安全网络建设工作，下面结合附图具体介绍。
如图1、图2所示，本发明的一种先进的网络计算解决航空空域安全的方法中，所述地面基站包括发射机1，用于向天空实时连续发送宽带射频监控信号，射频监控信号碰到任何物体，都会产生发射波信号；宽带数字接收机2，用于接收基站发射机1发出的宽带射频监控信号碰到空中飞行物6后的反射波信号，输出探测结果信号到数字信号处理单元3；数字信号处理单元3，用于接收宽带数字接收机2送来的探测结果信号，对该信号进行计算处理，得到飞行物6的飞行方向和速度信息。然后，各地面基站将测量计算得到的飞行物6的飞行方向和速度信息数据通过高速宽带网络4上传到控制计算中心5，控制计算中心5汇聚所有基站的测量计算结果，进行数据处理，做出判断进行预警，提醒空域管理部门进行警告或拦截。
具体的，所述宽带数字接收机2为高灵敏度宽带数字接收机，根据是否接收到基站发射机1发出的宽带射频监控信号碰到空中的飞行物6产生的反射波信号判断上方空域内是否存在飞行物6；若不存在，则继续检测；若存在，则输出探测结果信号到数字信号处理单元3；所述控制计算中心5汇聚所有地面基站的测量计算结果，将数据处理后在电子地图上展开，即可标明监视空域内所有飞行物6的航线轨迹以及飞行物大小，再与国家规定的航道数据进行比对，若发现飞行物6未按照规定航线飞行，则进行预警，提醒空域管理部门进行警告或拦截，若飞行物6按照规定航线飞行，则继续监视。
图3是本发明的一种先进的网络计算解决航空空域安全的方法流程图，详述如下：
步骤S1，利用广域分布的若干对空无线地面基站中的发射机1向天空实时连续发送宽带射频监控信号；
步骤S2，利用地面基站内的宽带数字接收机2探测接收基站发射机1发出的宽带射频监控信号的反射波信号，探测上方空域内飞行物，若接收到发射波信号，则输出探测结果信号，转入步骤S3，若没有接收到反射波信号，则转入步骤S1；
步骤S3，地面基站的数字信号处理单元3接收所述宽带数字接收机2输出的探测结果信号，计算上方空域飞行物6的速度和方向信息；
步骤S4，地面基站通过宽带网络4将所述数字信号处理单元3计算得到的飞行物6的速度和方向信息数据传输到控制计算中心5；
步骤S5，控制计算中心5汇聚所有地面基站的测量计算结果，进行数据处理，将数据处理后在电子地图上展开，即可标明监视空域内所有飞行物6的航线轨迹以及飞行物大小，再与国家规定的航道数据进行比对，若发现飞行物6未按照规定航线飞行，则转入步骤S6，若飞行物6按照规定航线飞行，则转入步骤S1，继续监视；
步骤S6，控制计算中心5进行报警，将紧急情报信息上报，提醒空域管理部门进行警告或拦截，避免危机发生。
本发明利用广域分布的若干对空无线地面基站，借用民用通讯基站站点，迅速建网，维护简单，基站分布广，安全性高，不容易被破坏。基站内包括发射机、宽带数字接收机和数字信号处理单元，发射机全天候实时发送宽带射频监控信号进行探测，宽带数字接收机跟踪处理，数字信号处理单元进行信号的数字化计算处理，再通过地面高速宽带网络将各基站测量计算的数据传输到控制计算中心，控制计算中心汇聚所有基站的测量计算数据，进行数据处理后作出预警，精度高，可即时发现不明飞行物，准确定位，避免危机发生，避免了军用雷达的盲区。本发明投入产出比高，抗打击能力强，成本低，可以解决低空空域安全问题，实时监控低空领域，促进国内空域开放，扩大民用航空领域商业开发。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (3)
1.一种先进的网络计算解决航空空域安全的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
A、利用广域分布的若干对空无线地面基站中的发射机向天空实时连续发送宽带射频监控信号；
B、利用地面基站内的宽带数字接收机接收基站发射机发出的宽带射频监控信号的反射波信号，探测上方空域内飞行物，并输出探测结果信号；
C、地面基站数字信号处理单元接收所述宽带数字接收机输出的探测结果信号，计算上方空域飞行物的速度和方向信息；
D、地面基站通过宽带网络将所述数字信号处理单元计算得到的飞行物的速度和方向信息数据传输到控制计算中心；
E、控制计算中心汇聚所有地面基站的测量计算结果，进行数据处理，做出预警，提醒空域管理部门进行警告或拦截。
2.根据权利要求1所述的一种先进的分布基站解决航空空域安全的方法，其特征在于：所述步骤B具体为：所述宽带数字接收机根据是否接收到基站发射机发送的宽带射频监控信号碰到空中的飞行物产生的反射波信号判断上方空域内是否存在飞行物；若不存在，则继续检测；若存在，则输出探测结果信号。
3.根据权利要求1所述的一种先进的分布基站解决航空空域安全的方法，其特征在于：所述步骤E具体为：控制计算中心汇聚所有地面基站的测量计算结果，将数据处理后在电子地图上展开，即可标明监视空域内所有飞行物的航线轨迹以及飞行物大小，再与国家规定的航道数据进行比对，若发现飞行物未按照规定航线飞行，则进行预警，提醒空域管理部门进行警告或拦截，若飞行物按照规定航线飞行，则继续监视。
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