CN103839445B - 一种通航集成塔台系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通航集成塔台系统，其包括：态势监视装置，用于获取飞行器的态势信息并将其传送至数据中心，其还从数据中心获取所述态势信息的分析结果并显示；航空情报装置，用于获取本场机场和其它机场的气象信息和飞行情报信息，并将所述气象信息和飞行信息传送至飞行器；飞行计划装置，用于从数据中心获取审批通过的飞行计划，并将执行过程中的飞行计划相关信息传送至数据中心。本发明提出的上述系统主要为通用航空公司管制人员及签派人员实施飞行实时监视、情报管理、飞行计划管理提供信息化工作平台。

Description

一种通航集成塔台系统

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种通航集成塔台系统。

背景技术

随着低空飞行器的逐渐增多，小型民用机场会随之越建越多，每个机场都需要实时指挥，使飞机能够安全的起飞、降落，有序的运行。为了通航机场的运营收益，这就需要塔台人员充分高效兼顾安全的使用机场，控制飞行任务执行状态以及执行的过程。

通航机场都是通过运营盈利得到的，这就使得提高机场的运行效率是很有必要的。通航飞行器的飞行任务通常都在低空空域，没有固定的飞行航线，提高飞行安全的关键就是可以监控当前低空空域中所有飞机器的飞行态势。现有的通航飞行器因为费用等各方面的原因并没有安装民航飞机通用的ADSB，这就使得飞行员和地面工作人员即无法有效准确得到飞行器的飞行态势，就更无法将飞行态势以二维和三维的方式呈现。通航飞机器的种类庞杂，所需要的起飞的环境也相对灵活，所以使得情报显得尤为重要，能否及时可靠的提供情报给塔台工作人员就成为了飞行安全的关键。

民航和通航有以下四点不同：一是民航的飞机都安装ADSB，这可以为其他的民航飞机以及地面工作人员提供了所处的准确态势信息；二是民航具有固定的航路，所有的民航飞机都会按照固定的航线行驶；三是民航飞机的飞行任务相对固定，而通航飞机的飞行相对于灵活；四是民航飞机起飞后在平流层飞行，障碍物基本没有，天气情报只对飞机的起飞和降落产生影响。而通航飞机：一、没有安装ADSB，无法获取其飞行态势；二、没有固定的航路；三、飞行任务不固定，具有随机性；四、在低空空域飞行，容易受天气等影响。由于通航所具有的特殊性，使得通航集成塔台系统为通航飞行器的安全飞行提供了可靠的保证，也可以使得通航机场更高效的运行，产生更大的效益。

发明内容

本发明主要目的是为了提高机场的运行效率，保障通航飞机的安全飞行，为通航塔台工作人员提供通航飞行器所需要的信息以及对当前信息进行分析的结果。

根据本发明一方面，其提供了一种通航集成塔台系统，其包括：

态势监视装置，用于获取飞行器的态势信息并将其传送至数据中心，其还从数据中心获取所述态势信息的分析结果并显示；

航空情报装置，用于获取本场机场和其它机场的气象信息和飞行情报信息，并将所述气象信息和飞行信息传送至飞行器；

飞行计划装置，用于从数据中心获取审批通过的飞行计划，并将执行过程中的飞行计划相关信息传送至数据中心。

其中，所述态势监视装置包括：

态势监视采集模块，其从ADSB接收器和追踪器获取飞行器的态势信息；所述追踪器包括：GPS／北斗追踪器和／或广域多点定位系统；

态势监视通信模块，用于将态势监视采集模块获取的飞行器的态势信息传送至数据中心，并获取数据中心对所述态势信息进行分析后得到的分析结果；

态势监视可视化模块，其用于显示所述态势监视通信模块从数据中心获取的分析结果。

其中，所述态势信息的分析结果包括飞行器的冲突告警和入侵告警信息。

其中，所述态势监视可视化模块在二维卫星地图上显示所述冲突告警和入侵告警信息。

其中，所述态势监视可视化模块在空域地图上标出已经划分的通航区域、已有的机场、国家的行政区域，所述态势监视可视化模块还实时绘制显示飞行器的态势数据、飞行器的尾迹。

其中，所述航空情报装置包括：

气象服务采集模块，其用于从本地气象仪和／或互联网络获取本地机场和其它相关区域的气象信息；

飞行情报采集模块，其用于获取本场机场的静态数据和动态数据、航行通告数据、其他通航公司就本场机场有关的飞行情报数据；

情报通信模块，其用于向飞行器提供气象信息和飞行情报信息。

其中，所述航空情报装置还为用户提供查看气象信息、飞行情报信息的接口。

其中，所述机场本场的静态数据包括：跑道信息、通信导航设备信息、地形特征和障碍物信息、本地气象特征和运行最低标准信息、空域限制规定、进离场和飞越规定、航行管制规定；所述动态信息包括：当前机场工作人员的调度位置、本场机场飞行计划执行的状态以及当前的飞行器状态。

其中，所述飞行计划系统包括：

飞行计划通信模块，用于从数据中心获取已经审批通过的飞行计划，供相关人员执行，并将执行过程中的信息上传到数据中心；

飞行计划维护模块，用于维护本场机场的日飞行计划信息，并为用户提供管理接口。

其中，所述飞行计划执行过程中的信息包括：飞行器的实际起飞时间、实际的降落时间、中途起降次数和中途起降的时间。

本发明提出的上述方案中态势监控系统将采集到的飞行器态势数据进行可视化显示(二维和三维地图显示)；航空情报系统会提供给塔台人员实时的气象数据，查询到历史数据；飞行计划系统可以得到已经审批的飞行计划，并将其提供给塔台人员，塔台人员可以灵活的对其进行维护，并通过飞行计划系统控制日飞行计划的执行过程，而系统可以将执行过程中产生的有意义的数据进行统计保存。这三个系统可以为塔台人员提供有效的信息支撑。

附图说明

图1是本发明中通航塔台集成系统的组成示意图；

图2是本发明中通航塔台集成系统中飞行计划系统的组成示意图；

图3是本发明中通航塔台集成系统中态势监视系统的组成示意图；

图4是本发明中通航塔台集成系统中航空情报系统的组成示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明提出了一种通航塔台指挥系统，包括：态势监视系统、航空情报系统、飞行计划系统三个子系统，下面给出了三个子系统的示意图以及运行过程。

图1示出了本发明提出的通航塔台指挥系统的组成示意图。如图1所示，该通航塔台指挥系统包括态势监视系统、航空情报系统、飞行计划系统三个子系统；其中，所述态势监视系统用于获取飞行器的态势信息并将其传送至数据中心，其还从数据中心获取所述态势信息的分析结果并显示；所述航空情报系统用于获取本场机场和其它机场的气象信息、飞行情报信息，并将所述气象信息和飞行信息传送至飞行器；所述飞行计划系统用于从数据中心获取审批通过的飞行计划，并将执行过程中的飞行计划相关信息传送至数据中心。该三个子系统与外部硬件如追踪器、气象仪等进行消息交互，还与数据中心和通航机场运控系统进行信息交互。其中数据中心是数据的存储、加工并对外提供服务的系统，而通航机场运控系统是对机场进行运营控制的系统。情报信息主要有本场情报以及外场情报，本场情报一般由塔台人员或者机场工作人员直接获取或者通信获取；而外场情报一般由官方发布或者其他的通航机场的工作人员进行电话通知。对于系统之间的联系会在下面的三个子系统中一一详细介绍。

图2示出了本发明提供的通航塔台指挥系统中飞行计划系统的功能框架结构图。如图2所示，其中，所述飞行计划系统包括飞行计划维护模块和飞行计划通信模块。所述飞行通信模块用于从数据中心获取已经审批通过的飞行计划，供相关人员执行，并将执行过程中的信息上传到数据中心；所述飞行计划维护模块用于维护通航机场的日飞行计划信息，还提供日飞行计划的查看、增加、删除、更新、打印等接口。所述飞行计划执行过程中的信息包括飞行器的实际起飞时间、实际的降落时间、中途起降次数和中途起降的时间。

图3示出了本发明提出的通航塔台指挥系统中态势监视系统与其他系统进行交互的功能框架结构图。如图3所示，所述态势监视系统包括：态势监视采集模块、态势通信模块和态势监视可视化模块。其中，所述态势监视采集模块用于获取采集到的飞行器的态势信息；态势监视通信模块用于将态势监视采集模块获取的飞行器的态势信息传送至数据中心，并获取数据中心对所述态势信息进行分析后得到的结果；态势监视的可视化模块用于将态势信息采集模块获取的飞行器态势信息和态势监视通信模块获取的态势信息的分析结果进行展示。其中，所述态势监视采集模块用于从ADSB接收器和追踪器获取飞行器的态势信息。

态势监视采集模块可以接入追踪器的信息，也支持接入ADSB地面端，得到空中民航或者军航飞机发布的态势数据。追踪器的主要使用的技术包括：GPS／北斗追踪器、广域多点定位系统(WAM)等数据的接入。根据上述的技术在通航飞机上装有追踪器就可以将其进行定位，并会将其数据广播到通航塔台集成系统。

对态势数据的分析是在将数据上传到数据中心后，由数据中心对飞机的态势信息进行分析，分析的依据主要有已经划分的通航区域以及在这个区域中的所有飞行器的态势。当两个飞行器处于相对较近的距离时，会发出冲突告警；当飞行器侵入不可任意飞行的通航区域时会给出对应的入侵告警。数据中心最终会将分析结果如冲突告警和入侵告警等推送给通航塔台集成系统。

态势数据可视化模块，其用于将采集到的飞行器态势信息显示给塔台工作人员，将数据中心分析结果生成结果分析图显示给塔台工作人员，还用于将警告信息报告给塔台工作人员等等。所述结果分析数据具体为：已经划分的通航区域、已有的机场、国家的行政区域、飞行器的态势数据、飞行器的尾迹、二维的卫星地图和告警。已经划分的通航区域、已有的机场、国家的行政区域会在空域地图上标出；飞行器的态势数据和飞行器的尾迹会根据当前飞行器的态势实时的进行绘制；二维的卫星地图会和空域地图实现切换；冲突告警会给出两个飞行器的冲突区域；入侵告警会闪现入侵的区域。

图4示出了本发明提出的通航塔台指挥系统中航空情报系统的功能框架结构图。气象信息以及飞行的情报数据会直接影响到飞机的起飞、降落等重要环节，而训练特殊环境下的起飞、降落也是培训课程的重要内容之一。如图4所示，航空情报系统分为以下几部分组成：气象服务采集模块、飞行情报采集模块和情报通信模块。

其中所述气象服务采集模块用于获取采集到的气象信息并将其提供给塔台工作人员。气象服务采集模块会在系统启动后自动收集由气象仪发布的本地数据，并将其上传到数据中心。气象服务采集模块还可以通过互联网获取全国各主要机场、航路、中低空空域的气象信息。塔台工作人员不仅可以实时得到气象情报，还可以查询气象情报的历史数据，得到气象情报的趋势图。

所述飞行情报采集模块用于采集本场机场的静态数据和动态数据、航行通告数据、其他通航公司就本场机场有关的飞行情报数据等。所述本场机场静态数据主要有通用航空机场的跑道信息、通信导航设备、地形特征和障碍物、本地气象特征和运行最低标准、空域限制、进离场和飞越规定、航行管制规定等规定；空管的信息可以通过空管局的发布的数据而地形信息可以通过直接测量得到。

所述本场机场动态信息主要有当前机场工作人员的调度位置以及本场飞行计划执行的状态以及当前的飞行器状态；其中机场工作人员的位置是否到位关系到飞机的调度，飞机计划的执行状态主要有起飞、降落、停车等。

所述航行通告数据是由航行情报中心以网络互连的方式实时提供，主要是民航和军用的航行通告。

所述其他通航公司有关的本场飞行情报数据具体包括：当其他通航机场出现在本场时，需要其他机场的工作人员及时向本场的塔台工作人员进行通报。

所述情报通信模块，其用于向飞行员传送气象信息和飞行情报信息。其通过语音信息传送装置，如通信电话塔台人员通过语音告知飞行员当前的气象条件和其他的飞行情报；根据飞行员的语音指令，系统自动搜索到对应的情报，然后通过语音播报系统提供给飞行员。

本发明的工作原理是：

态势监控系统将采集到的飞行器态势数据进行可视化显示(二维和三维地图显示)，并将其上传到数据中心，然后数据中心分析态势得到冲突告警和入侵告警，推送给通航集成塔台系统，系统会根据得到告警在地图进行可视化展示。

航空情报系统会提供给塔台人员实时的气象数据，查询到历史数据，将采集到的气象情报数据上传到数据中心。航空情报系统可以采集到本场的飞行情报，其中有机场的信息、飞行器的状态、人员调度状态、航行通告以及其他通航公司的相关飞行器的飞行情报，对这些情报进行整理以备塔台人员和飞行员进行查询。飞行员可以直接询问塔台人员得到想要的气象数据和飞行情报，也可以直接通过指令系统得到对应的信息。

飞行计划系统可以得到通航机场运控系统已经审批的飞行计划，并将其提供给塔台人员，塔台人员可以灵活的对其进行维护。塔台人员可以通过飞行计划系统控制日飞行计划的执行过程，而系统可以将执行过程中产生的有意义的数据进行存储，这里的数据一般是指飞机计划真实的起降时间，以及中途起降次数。飞行计划系统支持塔台人员对飞行计划进行查询统计，并可以将查询统计的结果进行打印。

本发明涉及到其他两个重要的系统之间的交互：一是数据中心；二是通航机场运控系统。这两个系统的功能在上面都有描述，在这里就不一一赘述了。

本发明提出的上述系统主要为通用航空公司管制人员及签派人员实施飞行实时监视、情报管理、飞行计划管理提供信息化工作平台。本系统包括态势监视系统、航空情报系统、飞行计划系统三部分。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

可以接入各个平台的飞机态势数据，并使用GIS技术将其进行显示。飞机的态势数据的来源主要有GPS／北斗追踪器、ADS-B、广域多点定位系统(WAM)。

可以采集到通航机场本场的气象情报以及本场的军用、民用和通航的飞行情报，并通过数据中心对采集到的情报进行分析将结果呈现给塔台工作人员。

可以支持语音输入指令，并针对语音的指令给出查询情报结果，给飞行员和塔台人员有力的支持。

可以对日飞行计划执行进行监视，将其执行过程中产生的数据进行分析，最终提供给塔台人员。

提供告警服务，将采集到的态势数据上传到数据中心后，数据中心对态势数据进行整合分析，将最终的告警结果提供给机场的塔台人员。

以上所述的方法步骤，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通航集成塔台系统，其包括：

态势监视装置，用于获取飞行器的态势信息并将其传送至数据中心，其还从数据中心获取所述态势信息的分析结果并显示；

航空情报装置，用于获取本场机场和其它机场的气象信息和飞行情报信息，并将所述气象信息和飞行信息传送至飞行器；

飞行计划装置，用于从数据中心获取审批通过的飞行计划，并将执行过程中的飞行计划相关信息传送至数据中心；所述态势监视装置包括：

态势监视采集模块，其从ADSB接收器和追踪器获取飞行器的态势信息；所述追踪器包括：GPS/北斗追踪器和/或广域多点定位系统；

态势监视通信模块，用于将态势监视采集模块获取的飞行器的态势信息传送至数据中心，并获取数据中心对所述态势信息进行分析后得到的分析结果；

态势监视可视化模块，其用于显示所述态势监视通信模块从数据中心获取的分析结果；

所述航空情报装置包括：

气象服务采集模块，其用于从本地气象仪和/或互联网络获取本地机场和其它相关区域的气象信息；

飞行情报采集模块，其用于获取本场机场的静态数据和动态数据、航行通告数据、其他通航公司就本场机场有关的飞行情报数据；

情报通信模块，其用于向飞行器提供气象信息和飞行情报信息。

2.如权利要求1所述的通航集成塔台系统，其中，所述态势信息的分析结果包括飞行器的冲突告警和入侵告警信息。

3.如权利要求2所述的通航集成塔台系统，其中，所述态势监视可视化模块在二维卫星地图上显示所述冲突告警和入侵告警信息。

4.如权利要求3所述的通航集成塔台系统，其中，所述态势监视可视化模块在空域地图上标出已经划分的通航区域、已有的机场、国家的行政区域，所述态势监视可视化模块还实时绘制显示飞行器的态势数据、飞行器的尾迹。

5.如权利要求1所述的通航集成塔台系统，其中，所述航空情报装置还为用户提供查看气象信息、飞行情报信息的接口。

6.如权利要求1所述的通航集成塔台系统，其中，所述机场本场的静态数据包括：跑道信息、通信导航设备信息、地形特征和障碍物信息、本地气象特征和运行最低标准信息、空域限制规定、进离场和飞越规定、航行管制规定；所述动态数据包括：当前机场工作人员的调度位置、本场机场飞行计划执行的状态以及当前的飞行器状态。

7.如权利要求1所述的通航集成塔台系统，其中，所述飞行计划系统包括：

飞行计划通信模块，用于从数据中心获取已经审批通过的飞行计划，供相关人员执行，并将执行过程中的信息上传到数据中心；

飞行计划维护模块，用于维护本场机场的日飞行计划信息，并为用户提供管理接口。

8.如权利要求7所述的通航集成塔台系统，其中，所述飞行计划执行过程中的信息包括：飞行器的实际起飞时间、实际的降落时间、中途起降次数和中途起降的时间。