CN104456365B - 一种利用gps引导飞机滑行的指示灯系统及控制方法 - Google Patents

一种利用gps引导飞机滑行的指示灯系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

一种利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统及控制方法。系统包括多个GPS基站、多个单片机控制终端、电源、多个助航灯、塔台控制端和GPS信号发射器；本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统及控制方法具有如下优点：1)能根据飞机的实际滑行位置通过助航灯的闪烁提示具体而明确的滑行路线。2)能有效节约能源，在飞机驶离某控制段后，该段助航灯自动关闭。3)能避免恶劣天气的影响，助航灯的闪烁可以有效提示飞行员，从而将助航灯与干扰源(如地面水膜反光灯)区分开，以避免因误判而驶离正确滑行路线的问题。

Description

一种利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统及控制方法
技术领域
本发明属于机场工程技术领域，特别是涉及一种利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统及控制方法。
背景技术
机场助航灯光在夜间能为飞行员提供正确的滑行路线信息，就像是飞行员的眼睛。但是，随着机场越来越大，不同停机位间飞机滑行路线存在一定程度的交叉，因此大型机场都专门设置了飞机引导车(也称FOLLOW ME)。但是，在雨天路面存在积水时，即使前方有引导车，飞行员也极其容易控制不好飞机的位置而驶出滑行线路，严重时还会造成飞机间的碰撞。
在目前国内外的助航灯光管理方法中，最新的控制方案是“一种飞行员自主控制的助航灯光呼控系统及控制方法(CN103841727A)”，虽然该控制系统能在一定程度上提高助航灯光的控制智能化，但是，由于相关控制终端设置在飞机上，而实施终端位于地面，因此如果机场控制终端出现通讯故障或遭到干扰，则会导致地面助航灯无法正常打开，并且地勤人员无法进行检修和维护，从而有可能造成较大的安全事故。此外，如果多架飞机预计到达时间不同，但是同时开启了控制终端，即呼叫地面助航灯开启，将可能有多条滑行线路被打开，使得现行着陆的飞机无法获得有效的指引。另外，该控制方法也无法解决恶劣天气下飞行员视线不好造成的偏离滑行路线问题。另外，虽然国外有一些应用报道，但在我国采用此类技术的机场尚未发现。而其它针对助航灯光的研究主要集中在助航灯光的控制方法、检测技术和测试设备方面。
因此，如何根据飞机的实际位置和预计到达的停机位自动控制助航灯的开启和关闭，仍然是一个值得研究的问题。解决此问题时，要尽量降低恶劣天气对飞行员视线的干扰影响，避免不同飞机间的相互影响，从而为飞行员提供明确的、唯一的滑行轨迹，由此真正达到无人值守以及创建节能环保绿色机场的目的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统及控制方法。
为了达到上述目的，本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统包括多个GPS基站、多个单片机控制终端、电源、多个助航灯、塔台控制端和GPS信号发射器；其中多个助航灯等间距设置于飞机规定滑行路线两侧的标识线内侧部位，每一飞机规定滑行路线沿其长度方向分成多个控制段；多个GPS基站和多个单片机控制终端设置于上述飞机规定滑行路线两侧的标识线外侧的道面板内部，每个控制段内的所有GPS基站和助航灯通过导线与一个单片机控制终端相连接；塔台控制端为设置于机场塔台内空中交通管理调度中心内且安装有控制程序的电脑，其同时与多个单片机控制终端相连接；电源与多个单片机控制终端、多个助航灯和塔台控制端相连接，用于为上述用电部件供电；GPS信号发射器安装在飞机上，并且与多个GPS基站以无线的方式连接。
所述的每一控制段的最前端和最后端两侧部位分别设置1个GPS基站。
所述的GPS信号发射器设置在飞机驾驶舱前面的控制面板上。
本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统的控制方法包括按顺序执行的下列步骤：
1)系统上电自检的S1阶段：在此阶段中，塔台控制端控制单片机控制终端充电启动，并通过单片机控制终端检测助航灯和GPS基站是否正确连接，然后进入S2阶段；
2)系统空闲的S2阶段：在此阶段中，系统等待GPS基站的信号输入，如有信号输入则进入S3阶段；
3)判断是否有飞机经过的S3阶段：在此阶段中，系统将根据GPS基站的输入信号来判断是否有飞机经过，如果判断结果为“是”，则进入S4阶段，否则返回S2阶段；
4)打开控制段助航灯的S4阶段：在此阶段中，在单片机控制终端的控制下，将输入信号的GPS基站所在控制段内的助航灯以距离传输信号的GPS基站由近到远的方式依次打开，待控制段最远端的助航灯开启后，再以距离传输信号的GPS基站由近到远的方式将助航灯依次关闭，提示飞行员沿此路线行驶，待助航灯按照上述方式重复开启、关闭3次后保持常开状态，然后系统进入S5阶段；
5)判断飞机是否驶离的S5阶段：在此阶段中，根据该控制段末端GPS基站的输入信号来判断飞机是否已经进入该控制段末端位置，如果判断结果为“是”，则表明飞机已经驶离该控制段，进入S6阶段，否则表明飞机仍在该段滑行，则进入S4阶段的入口，助航灯保持常开状态；
6)关闭控制段助航灯的S6阶段：在此阶段中，单片机控制终端控制该控制段的助航灯关闭，然后进入S7阶段；
7)判断系统是否继续运行的S7阶段：在此阶段中，单片机控制终端向塔台控制端反馈信号，表明飞机已经驶离该控制段，等待用户指示系统是否继续运行，如果用户选择“是”，则返回S2阶段的入口，如果用户选择“否”，则系统结束运行。
本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统及控制方法具有如下优点：1)能根据飞机的实际滑行位置通过助航灯的闪烁提示具体而明确的滑行路线。2)能有效节约能源，在飞机驶离某控制段后，该段助航灯自动关闭。3)能避免恶劣天气的影响，助航灯的闪烁可以有效提示飞行员，从而将助航灯与干扰源(如地面水膜反光)区分开，以避免因误判而驶离正确滑行路线的问题。
附图说明
图1为本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统中部分部件布置图。
图2为本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统部分部件组成框图。
图3为本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统及控制方法进行详细说明。
如图1—图2所示，本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统包括多个GPS基站1、多个单片机控制终端2、电源、多个助航灯4、塔台控制端5和GPS信号发射器；其中多个助航灯4等间距设置于飞机规定滑行路线两侧的标识线内侧部位，每一飞机规定滑行路线沿其长度方向分成多个控制段；多个GPS基站1和多个单片机控制终端2设置于上述飞机规定滑行路线两侧的标识线外侧的道面板内部，每个控制段内的所有GPS基站1和助航灯4通过导线与一个单片机控制终端2相连接；塔台控制端5为设置于机场塔台内空中交通管理调度中心内且安装有控制程序的电脑，其同时与多个单片机控制终端2相连接；电源与多个单片机控制终端2、多个助航灯4和塔台控制端5相连接，用于为上述用电部件供电；GPS信号发射器安装在飞机上，并且与多个GPS基站1以无线的方式连接。
所述的每一控制段的最前端和最后端两侧部位分别设置1个GPS基站1。由于前一控制段最后端的GPS基站1和与其相邻的下一控制段最前端的相应GPS基站1紧邻设置，因此可以保证飞机驶离前一控制段并进入下一控制段后相应的助航灯4能连续开启，以引导飞机沿正确的滑行路线前行。
所述的GPS信号发射器设置在飞机驾驶舱前面的控制面板上。
现将本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统工作原理阐述如下：当飞机在夜间接近机场而准备着陆时，飞行员可根据其所需的滑行路线按下GPS信号发射器上的相应按键而发出开启该滑行路线上第一控制段内助航灯4的控制指令，该信号首先传送给该控制段内的GPS基站1，GPS基站1接收到上述信号后传输给与其相连接的单片机控制终端2。在该单片机控制终端2的控制下，该控制段内的助航灯4将以距离上述传输信号的GPS基站1从近到远的方式依次打开，待最远端的助航灯4开启后，再将助航灯4以距离上述传输信号的GPS基站1从近到远的方式依次关闭，提示飞行员沿此路线行驶，待助航灯4按照上述方式重复开启、关闭3次后，助航灯4保持常开状态。当飞机行驶到接近该控制段末端位置的GPS基站1时，该GPS基站1将向单片机控制终端2发出信号，单片机控制终端2接收到上述信号后将控制该控制段内的所有助航灯4关闭，同时向塔台控制端5发出飞机正驶离第一控制段的信号。塔台控制端5接收到该信号后将该信号传送给下一控制段内的单片机控制终端2，然后由该单片机控制终端2按照上述方式控制该控制段内的助航灯4开启或关闭，以此类推。
如图3所示，本发明提供的利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统的控制方法包括按顺序执行的下列步骤：
1)系统上电自检的S1阶段：在此阶段中，塔台控制端(5)控制单片机控制终端2充电启动，并通过单片机控制终端2检测助航灯4和GPS基站1是否正确连接，然后进入S2阶段；
2)系统空闲的S2阶段：在此阶段中，系统等待GPS基站1的信号输入，如有信号输入则进入S3阶段；
3)判断是否有飞机经过的S3阶段：在此阶段中，系统将根据GPS基站1的输入信号来判断是否有飞机经过，如果判断结果为“是”，则进入S4阶段，否则返回S2阶段；
4)打开控制段助航灯的S4阶段：在此阶段中，在单片机控制终端2的控制下，将输入信号的GPS基站1所在控制段内的助航灯4以距离传输信号的GPS基站1由近到远的方式依次打开，待控制段最远端的助航灯4开启后，再以距离传输信号的GPS基站1由近到远的方式将助航灯4依次关闭，提示飞行员沿此路线行驶，待助航灯4按照上述方式重复开启、关闭3次后保持常开状态，然后系统进入S5阶段；
5)判断飞机是否驶离的S5阶段：在此阶段中，根据该控制段末端GPS基站1的输入信号来判断飞机是否已经进入该控制段末端位置，如果判断结果为“是”，则表明飞机已经驶离该控制段，进入S6阶段，否则表明飞机仍在该段滑行，则进入S4阶段的入口，助航灯4保持常开状态；
6)关闭控制段助航灯的S6阶段：在此阶段中，单片机控制终端2控制该控制段的助航灯4关闭，然后进入S7阶段；
7)判断系统是否继续运行的S7阶段：在此阶段中，单片机控制终端2向塔台控制端5反馈信号，表明飞机已经驶离该控制段，等待用户指示系统是否继续运行，如果用户选择“是”，则返回S2阶段的入口，如果用户选择“否”，则系统结束运行。

Claims (1)

1.一种利用GPS引导飞机滑行的指示灯系统的控制方法，指示灯系统包括多个GPS基站(1)、多个单片机控制终端(2)、电源、多个助航灯(4)、塔台控制端(5)和GPS信号发射器；其中多个助航灯(4)等间距设置于飞机规定滑行路线两侧的标识线内侧部位，每一飞机规定滑行路线沿其长度方向分成多个控制段；多个GPS基站(1)和多个单片机控制终端(2)设置于上述飞机规定滑行路线两侧的标识线外侧的道面板内部，每个控制段内的所有GPS基站(1)和助航灯(4)通过导线与一个单片机控制终端(2)相连接；塔台控制端(5)为设置于机场塔台内空中交通管理调度中心内且安装有控制程序的电脑，其同时与多个单片机控制终端(2)相连接；电源与多个单片机控制终端(2)、多个助航灯(4)和塔台控制端(5)相连接，用于为上述用电部件供电；GPS信号发射器安装在飞机上，并且与多个GPS基站(1)以无线的方式连接；
其特征在于：所述的控制方法包括按顺序执行的下列步骤：
1)系统上电自检的S1阶段：在此阶段中，塔台控制端(5)控制单片机控制终端(2)充电启动，并通过单片机控制终端(2)检测助航灯(4)和GPS基站(1)是否正确连接，然后进入S2阶段；
2)系统空闲的S2阶段：在此阶段中，系统等待GPS基站(1)的信号输入，如有信号输入则进入S3阶段；
3)判断是否有飞机经过的S3阶段：在此阶段中，系统将根据GPS基站(1)的输入信号来判断是否有飞机经过，如果判断结果为“是”，则进入S4阶段，否则返回S2阶段；
4)打开控制段助航灯的S4阶段：在此阶段中，在单片机控制终端(2)的控制下，将输入信号的GPS基站(1)所在控制段内的助航灯(4)以距离传输信号的GPS基站(1)由近到远的方式依次打开，待控制段最远端的助航灯(4)开启后，再以距离传输信号的GPS基站(1)由近到远的方式将助航灯(4)依次关闭，提示飞行员沿此路线行驶，待助航灯(4)按照上述方式重复开启、关闭3次后保持常开状态，然后系统进入S5阶段；
5)判断飞机是否驶离的S5阶段：在此阶段中，根据该控制段末端GPS基站(1)的输入信号来判断飞机是否已经进入该控制段末端位置，如果判断结果为“是”，则表明飞机已经驶离该控制段，进入S6阶段，否则表明飞机仍在该段滑行，则进入S4阶段的入口，助航灯(4)保持常开状态；
6)关闭控制段助航灯的S6阶段：在此阶段中，单片机控制终端(2)控制该控制段的助航灯(4)关闭，然后进入S7阶段；
7)判断系统是否继续运行的S7阶段：在此阶段中，单片机控制终端(2)向塔台控制端(5)反馈信号，表明飞机已经驶离该控制段，等待用户指示系统是否继续运行，如果用户选择“是”，则返回S2阶段的入口，如果用户选择“否”，则系统结束运行。
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