CN104406578A - 一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统及方法，该系统包括微处理器、磁航向传感器、主显示终端、跟随显示终端和输入设备；微处理器的内部设有8点校准处理模块或12点校准处理模块；磁航向传感器设在飞机底部或顶部的飞机纵轴线上或平行于飞机纵轴线的位置，且其航向与飞机的航向一致；主显示终端设置在方便机务人员查看的飞机座舱内；跟随显示终端设置在牵引车上，用于指导驾驶员校罗盘时准确牵引飞机及定点停车；这样即可同时指导牵引司机和驾驶舱罗盘校准人员进行罗盘校准的功能，校准时间短、效率高，劳动强度低，且适用于各种飞机的罗盘校准，对罗盘校准场地要求低，制造成本低、结构简单、科技含量高，市场需求大、前景广阔。

Description

一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统及方法

技术领域

本发明属于航空制造技术领域，特别涉及一种外场便携式飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统及方法。

背景技术

在飞机上通常都会安装有航空罗盘，这些航空罗盘包括有磁罗盘、陀螺半罗盘、陀螺罗盘、陀螺磁罗盘、无线电罗盘、捷联航姿系统和激光惯性导航系统等，主要用于提供方位基准,测定、指示飞机航向，对航空罗盘的精确要求非常高，因此常常需要对机载罗盘、航姿系统等进行校准；然而，目前国内外基本上都是采用传统的罗盘校准方法，即采用罗盘仪加人工推动飞机或用机动车牵引飞机，同时在比较远的地方找一个比较明显的参照物作为基准。

发明内容

现有传统的罗盘校准方法为选定一个空旷的场地作为罗盘场，将罗盘仪架设在飞机顶部相对比较平坦的地方，调整好罗盘仪，在远方选定一个高大而明显的建筑物作为基准；但这种校准方法操作罗盘仪至少为2人，飞机驾驶舱调整人员为1～2人，机身下部天线附近或尾梁内磁航向传感器附近2～3人，牵引飞机的人员为2～3人，地面电源车操作人3～5人，飞机上面、驾驶舱及司机靠对讲机进行沟通，均听从罗盘仪操作员指挥，首先是0位调整，罗盘仪操作员指挥司机向0位牵引，到达0位时喊停，司机刹车，然后驾驶舱机务人员进行校准，机身下部天线附近或尾梁内磁航向传感器附近的调整人员进行相应调整，然后罗盘仪操作员指挥司机向下一个方位牵引，进行下一个方位校准，直至完成。该校准方法技术落后，需要指挥者与司机精确配合才能完成，司机在校准过程中完全处于被动状态，他不知道自己应该在什么地方停车才能准确，只能听从指挥才能完成工作，因此罗盘校准时间往往很长，校准过程费时费力，人工成本非常高，对人工熟练程度要求较高，校准精度、效率均比较低。

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可同时指导牵引司机和驾驶舱罗盘校准人员进行罗盘校准的功能，校准时间短，校准效率高，劳动强度轻，且价格便宜、制造成本低、结构简单、科技含量高，市场需求量大，市场应用前景广阔的飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统，包括有

微处理器，内部设有8点校准处理模块或12点校准处理模块；

磁航向传感器，放置在飞机底部或顶部的飞机纵轴线上或与飞机纵轴线平行的任何位置，并使磁航向传感器的航向与飞机的航向一致；

主显示终端，设置在方便机务人员查看的飞机座舱内，用于指导机务人员校罗盘时检查罗盘显示的一致性和校准操作；

跟随显示终端，设置在牵引车上，用于指导驾驶员校罗盘时准确牵引飞机及定点停车；

输入设备，设置在方便机务人员操作的飞机座舱内，用于输入飞机校准方式和校准转动轨迹；

而且，所述磁航向传感器和输入设备均连接在微处理器的输入端上，所述主显示终端和跟随显示终端均连接微处理器的输出端上。

进一步地，所述磁航向传感器是三轴电子罗盘，其通过RS232通信接口和专用RS232通信接口芯片与微处理器连接。

进一步地，所述三轴电子罗盘的1脚、2脚、3脚、4脚与RS232通信接口的13脚、5脚、8脚、14脚一对一地依次连接，所述RS232通信接口的12脚、9脚、11脚与微处理器的6脚、8脚、7脚一对一地依次连接，以实现三轴电子罗盘与微处理器的通信连接。

进一步地，所述主显示终端是液晶显示屏，所述液晶显示屏的数据端BD0～BD7与微处理器的21～28脚一对一依次连接，所述液晶显示屏的E脚、R/W脚、RS脚与微处理器的17脚、16脚、15脚一对一依次连接，以实现液晶显示屏与微处理器的通信连接。

进一步地，本系统还包括有触控屏，所述主显示终端是所述触控屏的LCD屏幕，所述输入设备是所述触控屏的检测部件。

进一步地，本系统还包括有语音提示装置，所述语音提示装置包括扩音器、音频编程存储器和音频放大器，所述音频编程存储器、音频放大器、扩音器依次连接，所述扩音器设置在飞机座舱内和牵引车上，且微处理器的1脚、2脚分别与音频编程存储器的2脚、3脚连接，以实现声音编程控制。

一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准方法，首先，将磁航向传感器放置到飞机底部或顶部的飞机纵轴线上或与飞机纵轴线平行的任何位置，并使传感器的航向与飞机的航向一致；接着，通过输入设备选择输入8点校准方式或12点校准方式和左转动轨迹或右转动轨迹，并按下开始校准键；然后，磁航向传感器向微处理器输送航向信号，微处理器对该航向信号和校准方式、校准转动轨迹处理后得出飞机目前的航向状态、调整方向和角度等罗盘校准信息，并输送至飞机座舱内的主显示终端和牵引车上跟随显示终端进行显示；最后，机务人员根据主显示终端显示的罗盘校准信息对罗盘进行调整，牵引车司机根据跟随显示终端显示的罗盘校准信息准确地牵引飞机至任何罗盘校准方位，并准确停车，完成罗盘校准工作。

进一步地，本飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准方法，具体包括有以下步骤：

a1.将磁航向传感器放置到飞机底部或顶部的飞机纵轴线上或与飞机纵轴线平行的任何位置；

a2.微处理器对磁航传感器传送的航向信号处理后控制飞机座舱内的主显示终端和牵引车上跟随显示终端显示飞机当前的磁航向值；

a3.调整磁航传感器的航向与飞机的航向一致；具体为：判断该罗盘是否无线电子罗盘；“是”则通过输入设备输入本罗盘场的无线电0位的磁航向角度，若判断飞机当前的磁航向值不在无线电0方位上时，微处理器将牵引飞机至无线电0方位的最近线路发送至跟随显示终端，指导牵引车司机将飞机牵引至无线电0方位上；“否”则若判断飞机当前的磁航向值不在磁北方位上时，微处理器将牵引飞机至磁北方位的最近线路发送至跟随显示终端，指导牵引车司机将飞机牵引至磁北方位上；

a4.通过输入设备选择输入8点校准方式或12点校准方式和左转动轨迹或右转动轨迹；

a5.微处理器对该航向信号和校准方式、校准转动轨迹处理后得出飞机目前的航向状态、调整方向和角度等罗盘校准信息，并输送至飞机座舱内的主显示终端和牵引车上跟随显示终端，机务人员根据主显示终端显示的罗盘校准信息对罗盘进行调整，牵引车司机根据跟随显示终端显示的罗盘校准信息准确地牵引飞机至罗盘的第一个校准点，并准确停车，完成罗盘当前校准点的校准；

a6.在机务人员通过输入设备输入确定已完成当前校准点的罗盘校准后，微处理器控制跟随显示终端显示下一个校准点的具体方位和牵引转动方向，指导牵引车司机将飞机准确牵引至下一个校准点；

a7.在飞机被牵引至下一个校准点的同时，微处理器控制主显示终端和跟随显示终端显示到位信息，机务人员根据主显示终端显示的罗盘校准信息对罗盘进行调整，完成罗盘当前校准点的校准；

a8.在机务人员通过输入设备输入确定已完成当前校准点的罗盘校准后，微处理器判断是否已完成罗盘在校准方式的全部校准点的校准；“是”则结束，“否”则控制跟随显示终端显示下一个校准点的具体方位和牵引转动方向，指导牵引车司机将飞机准确牵引至下一个校准点继续校准。

进一步地，所述“微处理器控制跟随显示终端显示下一个校准点的具体方位和牵引转动方向”中“下一个校准点的具体方位和牵引转动方向”具体为：向左或向右转动牵引至下一个间隔45度或30度的校准点。

本发明的有益效果是：

本发明通过上述技术方案，即可同时指导牵引司机和驾驶舱罗盘校准人员进行罗盘校准的功能，所有人员均可以在本系统的指导下主动工作，方向、目标明确，提高了校准效率，创新了罗盘校准方法，减轻了人员的劳动强度，大大缩短了罗盘的校准时间，属于国内首创，填补了国内该项技术的空白；而且价格便宜、制造成本低、结构简单、科技含量高，市场需求量大，市场应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明所述一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统实施例的结构原理示意框图；

图2是本发明所述一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统实施例的电路结构示意图；

图3是本发明所述一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统的校准方法流程示意图；

图4是本发明所述一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统的校准方法具体操作流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3中所示：

本发明实施例提供了一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统，包括有微处理器1、磁航向传感器2、主显示终端3、跟随显示终端4和输入设备5；所述微处理器1的内部设有8点校准处理模块或12点校准处理模块11，所述磁航向传感器2设置在飞机底部或顶部的飞机纵轴线上，并使磁航向传感器2的航向与飞机的航向一致，所述主显示终端3设置在方便机务人员查看的飞机座舱内；所述跟随显示终端4设置在牵引车上，用于指导驾驶员校罗盘时准确牵引飞机及定点停车；所述输入设备5可以是键盘或控制按钮，用于飞机的机型、机号、校准日期等信息；而且磁航向传感器2和输入设备5均连接在微处理器1的输入端上，所述主显示终端3和跟随显示终端4均连接微处理器1的输出端上。

具体结构可以为：所述磁航向传感器2是三轴电子罗盘，其通过RS232通信接口21和专用RS232通信接口芯片(MAX232)22与微处理器1连接，所述三轴电子罗盘的1脚、2脚、3脚、4脚与RS232通信接口21的13脚、5脚、8脚、14脚一对一地依次连接，所述RS232通信接口21的12脚、9脚、11脚与微处理器1的6脚、8脚、7脚一对一地依次连接，以实现三轴电子罗盘与微处理器1的通信连接。所述主显示终端3可以是液晶显示屏，所述液晶显示屏的数据端BD0～BD7与微处理器1的21～28脚一对一依次连接，所述液晶显示屏的E脚、R/W脚、RS脚与微处理器1的17脚、16脚、15脚一对一依次连接，以实现液晶显示屏与微处理器1的通信连接。所述跟随显示终端4采用RS482总线并通过RS485转换电路41与微处理器1连接(即微处理器1的11脚和10脚分别与RS485转换电路的RXD端和TXD端连接)，当然跟随显示终端4与微处理器1之间也可以是无限通信连接。

如图3和图4，本发明所述飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统的校准方法，首先，将磁航向传感器放置到飞机底部或顶部的飞机纵轴线上或与飞机纵轴线平行的任何位置，并使传感器的航向与飞机的航向一致；

接着，通过输入设备输入选择输入8点校准方式(在0～360度是按45度角为一个点的8个方位特定校正点)或12点校准方式在0～360度是按30度角为一个点的12个方位特定校正点)和左转动轨迹或右转动轨迹，并按下开始校准键；然后，磁航向传感器向微处理器输送航向信号(飞机的磁航向，即飞机纵轴相对于磁北的夹角。)，微处理器对该航向信号和校准方式、校准转动轨迹处理后得出飞机目前的航向状态、调整方向和角度(左偏角度值或右偏角度值)等罗盘校准信息，并输送至飞机座舱内的主显示终端和牵引车上跟随显示终端进行显示；最后，机务人员根据主显示终端显示的罗盘校准信息对罗盘进行调整，牵引车司机根据跟随显示终端显示的罗盘校准信息准确地牵引飞机至任何罗盘校准方位，并准确停车，完成罗盘校准工作。具体可以包括有以下步骤：

步骤A1.将磁航向传感器放置到飞机底部或顶部的飞机纵轴线上或与飞机纵轴线平行的任何位置。

步骤A2.微处理器对磁航传感器传送的航向信号处理后控制飞机座舱内的主显示终端和牵引车上跟随显示终端显示飞机当前的磁航向值。

步骤A3.调整磁航传感器的航向与飞机的航向一致；具体为：判断该罗盘是否无线电子罗盘(因为无线电罗盘的0方位是特殊的，它的0方位不是磁北，而是跟磁北有一个夹角，夹角的大小与罗盘场的位置有关，但磁罗盘、捷联惯导系统、激光惯导系统等其它罗盘的0位均是磁北，即磁方位0)；

“是”则通过输入设备输入本罗盘场的无线电0位的磁航向角度，若判断飞机当前的磁航向值不在无线电0方位上时，微处理器将牵引飞机至无线电0方位的最近线路发送至跟随显示终端，指导牵引车司机将飞机牵引至无线电0方位上；“否”则若判断飞机当前的磁航向值不在磁北方位上时，微处理器将牵引飞机至磁北方位的最近线路发送至跟随显示终端，指导牵引车司机将飞机牵引至磁北方位上。

步骤A4.通过输入设备选择输入8点校准方式或12点校准方式和左转动轨迹或右转动轨迹。

步骤A5.微处理器对该航向信号和校准方式、校准转动轨迹处理后得出飞机目前的航向状态、调整方向和角度等罗盘校准信息，并输送至飞机座舱内的主显示终端和牵引车上跟随显示终端，机务人员根据主显示终端显示的罗盘校准信息对罗盘进行调整，牵引车司机根据跟随显示终端显示的罗盘校准信息准确地牵引飞机至罗盘的第一个校准点，并准确停车，完成罗盘当前校准点的校准。

步骤A6.在机务人员通过输入设备输入确定已完成当前校准点的罗盘校准后，微处理器控制跟随显示终端显示下一个校准点的具体方位和牵引转动方向，指导牵引车司机将飞机准确牵引至下一个校准点。

步骤A7.在飞机被牵引至下一个校准点的同时，微处理器控制主显示终端和跟随显示终端显示到位信息，机务人员根据主显示终端显示的罗盘校准信息对罗盘进行调整，完成罗盘当前校准点的校准。

步骤A8.在机务人员通过输入设备输入确定已完成当前校准点的罗盘校准后，微处理器判断是否已完成罗盘在校准方式的全部校准点的校准；“是”则结束，“否”则控制跟随显示终端显示下一个校准点的具体方位和牵引转动方向，指导牵引车司机将飞机准确牵引至下一个校准点继续校准。

其中，所述“微处理器控制跟随显示终端显示下一个校准点的具体方位和牵引转动方向”中“下一个校准点的具体方位和牵引转动方向”具体为：向左或向右转动牵引至下一个间隔45度或30度的校准点。

这样，通过本发明所述飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统和方法即可同时指导牵引司机和驾驶舱罗盘校准人员进行罗盘校准的功能，主要用于飞机在制造完成后进行仪表罗盘、无线电罗盘、捷联航姿系统以及激光惯导系统等导航系统的出厂时精确校准和罗差调整等关键生产过程，且适用于各种型号、吨位的飞机、直升机的罗盘校准，尤其是适用于用人工无法推动、必需用机动车牵引的大型运输机的罗盘校准工作，所有人员均可以在本系统的指导下主动工作，方向、目标明确，大大缩短了罗盘的校准时间，提高了校准效率，创新了罗盘校准方法，减轻了人员的劳动强度，属于国内首创，填补了国内该项技术的空白；而且对罗盘校准场地的要求比其他校准方法要低很多，价格便宜、制造成本低、结构简单、科技含量高，同时还适用于飞机使用单位(飞机运营单位，如航空公司、航空兵部队等)定期维护、维修工作的罗盘复查及校准工作，市场需求量大，市场应用前景广阔。

当然，本系统还包括有触控屏，所述主显示终端是所述触控屏的LCD屏幕，所述输入设备是所述触控屏的检测部件。所述输入设备还可用于输入飞机的机型、机号、校准日期等信息，以便罗盘校准资料的查询和归档。

作为本发明一优选方案，所述飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统还包括有语音提示装置6，所述语音提示装置6包括扩音器61、音频编程存储器62和音频放大器(LM386)63，所述音频编程存储器62、音频放大器63、扩音器61依次连接，所述扩音器61设置在飞机座舱内和牵引车上，且微处理器1的1脚、2脚分别与音频编程存储器62的2脚、3脚连接，以实现声音编程控制。

本飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统在运行时，微处理器1通过控制音频编程存储器62和音频放大器63，并经扩音器61实现语音校准提示，大大提高校准的便利性，校准过程机务人员和牵引车司机可不用一直看着主显示终端3和跟随显示终端4，校准操作更轻松。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统，其特征在于，包括有微处理器，内部设有8点校准处理模块或12点校准处理模块；

磁航向传感器，放置在飞机底部或顶部的飞机纵轴线上或与飞机纵轴线平行的任何位置，并使磁航向传感器的航向与飞机的航向一致；

主显示终端，设置在方便机务人员查看的飞机座舱内，用于指导机务人员校罗盘时检查罗盘显示的一致性和校准操作；

跟随显示终端，设置在牵引车上，用于指导驾驶员校罗盘时准确牵引飞机及定点停车；

输入设备，设置在方便机务人员操作的飞机座舱内，用于输入飞机校准方式和校准转动轨迹；

而且，所述磁航向传感器和输入设备均连接在微处理器的输入端上，所述主显示终端和跟随显示终端均连接微处理器的输出端上。

2.根据权利要求1所述的飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统，其特征在于，所述磁航向传感器是三轴电子罗盘，其通过RS232通信接口和专用RS232通信接口芯片与微处理器连接。

3.根据权利要求2所述的飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统，其特征在于，所述三轴电子罗盘的1脚、2脚、3脚、4脚与RS232通信接口的13脚、5脚、8脚、14脚一对一地依次连接，所述RS232通信接口的12脚、9脚、11脚与微处理器的6脚、8脚、7脚一对一地依次连接，以实现三轴电子罗盘与微处理器的通信连接。

4.根据权利要求3所述的飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统，其特征在于，所述主显示终端是液晶显示屏，所述液晶显示屏的数据端BD0～BD7与微处理器的21～28脚一对一依次连接，所述液晶显示屏的E脚、R/W脚、RS脚与微处理器的17脚、16脚、15脚一对一依次连接，以实现液晶显示屏与微处理器的通信连接。

5.根据权利要求1所述的飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统，其特征在于，本系统还包括有触控屏，所述主显示终端是所述触控屏的LCD屏幕，所述输入设备是所述触控屏的检测部件。

6.根据权利要求1至5任一所述的飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准系统，其特征在于，本系统还包括有语音提示装置，所述语音提示装置包括扩音器、音频编程存储器和音频放大器，所述音频编程存储器、音频放大器、扩音器依次连接，所述扩音器设置在飞机座舱内和牵引车上，且微处理器的1脚、2脚分别与音频编程存储器的2脚、3脚连接，以实现声音编程控制。

7.一种飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准方法，其特征在于，

首先，将磁航向传感器放置到飞机底部或顶部的飞机纵轴线上或与飞机纵轴线平行的任何位置，并使传感器的航向与飞机的航向一致；

接着，通过输入设备选择输入8点校准方式或12点校准方式和左转动轨迹或右转动轨迹，并按下开始校准键；

然后，磁航向传感器向微处理器输送航向信号，微处理器对该航向信号和校准方式、校准转动轨迹处理后得出飞机目前的航向状态、调整方向和角度等罗盘校准信息，并输送至飞机座舱内的主显示终端和牵引车上跟随显示终端；

最后，机务人员根据主显示终端显示的罗盘校准信息对罗盘进行调整，牵引车司机根据跟随显示终端显示的罗盘校准信息准确地牵引飞机至任何罗盘校准方位，并准确停车，完成罗盘校准工作。

8.根据权利要求7所述的飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准方法，其特征在于，具体包括有以下步骤：

a1.将磁航向传感器放置到飞机底部或顶部的飞机纵轴线上或与飞机纵轴线平行的任何位置；

a2.微处理器对磁航传感器传送的航向信号处理后控制飞机座舱内的主显示终端和牵引车上跟随显示终端显示飞机当前的磁航向值；

a3.调整磁航传感器的航向与飞机的航向一致；具体为：判断该罗盘是否无线电子罗盘；“是”则通过输入设备输入本罗盘场的无线电0位的磁航向角度，若判断飞机当前的磁航向值不在无线电0方位上时，微处理器将牵引飞机至无线电0方位的最近线路发送至跟随显示终端，指导牵引车司机将飞机牵引至无线电0方位上；“否”则若判断飞机当前的磁航向值不在磁北方位上时，微处理器将牵引飞机至磁北方位的最近线路发送至跟随显示终端，指导牵引车司机将飞机牵引至磁北方位上；

a4.通过输入设备选择输入8点校准方式或12点校准方式和左转动轨迹或右转动轨迹；

a5.微处理器对该航向信号和校准方式、校准转动轨迹处理后得出飞机目前的航向状态、调整方向和角度等罗盘校准信息，并输送至飞机座舱内的主显示终端和牵引车上跟随显示终端，机务人员根据主显示终端显示的罗盘校准信息对罗盘进行调整，牵引车司机根据跟随显示终端显示的罗盘校准信息准确地牵引飞机至罗盘的第一个校准点，并准确停车，完成罗盘当前校准点的校准；

a6.在机务人员通过输入设备输入确定已完成当前校准点的罗盘校准后，微处理器控制跟随显示终端显示下一个校准点的具体方位和牵引转动方向，指导牵引车司机将飞机准确牵引至下一个校准点；

a7.在飞机被牵引至下一个校准点的同时，微处理器控制主显示终端和跟随显示终端显示到位信息，机务人员根据主显示终端显示的罗盘校准信息对罗盘进行调整，完成罗盘当前校准点的校准；

a8.在机务人员通过输入设备输入确定已完成当前校准点的罗盘校准后，微处理器判断是否已完成罗盘在校准方式的全部校准点的校准；“是”则结束，“否”则控制跟随显示终端显示下一个校准点的具体方位和牵引转动方向，指导牵引车司机将飞机准确牵引至下一个校准点继续校准。

9.根据权利要求8所述的飞机罗盘航向指引及罗盘指导校准方法，其特征在于，所述“微处理器控制跟随显示终端显示下一个校准点的具体方位和牵引转动方向”中“下一个校准点的具体方位和牵引转动方向”具体为：向左或向右转动牵引至下一个间隔45度或30度的校准点。