CN105629271A - 基于通航ads-b应用的北斗双模终端设备及其控制方法 - Google Patents

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    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/33—Multimode operation in different systems which transmit time stamped messages, e.g. GPS/GLONASS

Abstract

一种基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备，包括基带处理单元、数模处理单元和天线单元，关键在于所述基带处理单元包括RNSS模块和RDSS模块，采用RDSS模块与RNSS模块相结合的方式，利用RNSS模块测量飞行器的位置信息，尔后利用RDSS模块的入站短报文业务，向空管部门进行位置报告，其中RDSS模块采用多张IC用户卡集成调度机制的基本原理，分为静态模式和动态模式两种，可以灵活地支撑用户在不同场景下的使用需求，解决了长期以来ADS-B系统的定位数据源采用GPS的现状，充分利用我国的北斗资源，安全保密性得到提高。

Description

基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及航空管制技术领域，具体涉及一种基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备及其控制方法。
背景技术
随着航空工业的快速发展和低空空域的逐步全面开放，我国通用航空(简称“通航”)产业进入迅速成长期，伴随着通航飞行器数量的急剧增加，对我国的空中交通管制提出了严峻的挑战。与民航相比，通航具有飞行高度低、飞行器种类繁多、飞行区域复杂多变等特点，使得现有民航空管监视雷达和通信设备难以有效保障低空飞行时的监视和通信能力。现有空管手段无法满足全时域、全空域、全地域连续可靠且成本合理的监视、通信要求。同时，传统的空管系统建设成本与维护成本高，极大地阻碍了我国通航产业的发展和应用，并且现有的民航空管系统不能直接应用于通航空管。众所周知，我国自主研制的北斗卫星导航系统所特有的卫星无线电测定业务具有通信与导航融合的特性，集定位与信息传输于一体，具备对目标进行管理和监视的双重能力。在雷达不能覆盖的地区，提供位置报告和简单双向报文通信，解决空管雷达“看不见、管不着、叫不应”的问题，在空管雷达能够覆盖的地区，以较低的代价作为一种备份和增强。但目前北斗系统RDSS业务提供给民用用户的服务频度为10～60s/次，且严格限制10s/次的用户数量，这样不利于通航飞机的动态位置报告。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种覆盖距离长且无盲区，建设成本低廉，并且弥补了北斗系统RDSS业务服务频度低、刷新率低的问题的基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备，具体技术方案如下：
一种基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备，包括基带处理单元、数模处理单元和天线单元，所述基带处理单元包括RNSS模块和RDSS模块，所述RDSS模块的输入端经所述数模处理单元、S下变频通道、S低噪放模块后与S天线阵元连接；
所述RDSS模块的输入端经过所述数模处理单元、L下变频通道后与合路器后的输出端连接，该合路器的第一输入端经GPS低噪放模块与GPS天线连接，第二输入端经BDS-B1低噪放模块与BDS-B1天线连接；
所述RDSS模块的输出端经过所述数模处理单元、L上变频通道、功率放大器和RDSS发射天线连接；
所述RNSS模块的PVT信息输出端与所述RDSS模块的信息输入端连接，该RDSS模块的信息控制端与所述RNSS模块的接受端连接，信息上报端和控制信息接收端与ADS-B应答机相连。
为更好的实现本设备，可进一步为：所述RDSS模块的信息上报端和控制信息接受端还与显示设备连接。
本发明是这样实现的，S天线阵元、GPS天线和BDS-B1天线接受的卫星信号，经过低噪放模块放大，变频通道变频后送入数模转换模块进行数字化处理后，一部分提供给RNSS模块，另一部分提供给RDSS模块，其中RNSS模块将位置、速度和时间信息通过RDSS模块上报给ADS-B应答机或者其他的用户显示设备；RDSS模块中集成了多张IC用户卡，根据IC用户卡的指令发出报文信息，该报文信息经过数模转换，L上变频通道变频，功率放大器放大后经RDSS发射天线发出报文。
上述基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备的控制方法为：
在所述RDSS模块中设置有至少两张IC用户卡，其控制方法采用如下步骤：
步骤一：开始；
步骤二：初始化系统；
步骤三：轮询卡槽，读取IC用户卡参数；
步骤四：生成多卡组合调度机制；
步骤五：选择当前工作IC用户卡；
步骤六：IC用户卡复位；
步骤七：判断复位是否成功，否则进入步骤五，是则进入步骤八；
步骤八：IC用户卡自检；
步骤九：判断IC用户卡自检是否成功，是则进入步骤十，否则进入步骤八；
步骤十：读取IC用户卡信息；
步骤十一：读取IC用户卡位置信息；
步骤十二：启动通道跟踪捕捉获；
步骤十三：完成用户机功能；
步骤十四：结束。
为更好的实现本控制方法，可进一步为：
所述步骤四具体具体为，
4.1选定工作模式，为静态模式，则进入步骤4.2，为动态模式则进入步骤4.4；
4.2计算服务频度；
4.3按照服务频度顺序调用IC用户卡；
4.4根据设定的最小服务频度，自动调用IC用户卡。
所述4.1选定工作模式为动态模式则进入5.1；
5.1查询IC用户卡空闲状态；
5.2调用空闲IC用户卡。
本发明的有益效果为：针对通航ADS-B的应用需求，本发明采用多卡式北斗双模终端的设计方法，采用RDSS与RNSS相结合的方式，利用RNSS测量飞行器的位置信息，尔后利用RDSS的入站短报文业务，向空管部门进行位置报告，结构简单，控制方便，覆盖距离长且无盲区，建设成本低廉；同时采用北斗双模定位的方式，解决了长期以来ADS-B系统的定位数据源采用GPS的现状，充分利用我国的北斗资源，安全保密性得到提高；北斗双模终端设备采用的多IC用户卡设计弥补了北斗系统RDSS业务服务频度低、刷新率低的问题，可实时高效地将位置信息上报给空管部门，为基于北斗的ADS-B系统提供了有效的监控管理模式。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示：一种基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备，包括基带处理单元、数模处理单元和天线单元，所述基带处理单元包括RNSS模块和RDSS模块，所述RDSS模块的输入端经所述数模处理单元、S下变频通道、S低噪放模块后与S天线阵元连接；
所述RNSS模块的输入端经过所述数模处理单元、L下变频通道后与合路器后的输出端连接，该合路器的第一输入端经GPS低噪放模块与GPS天线连接，第二输入端经BDS-B1低噪放模块与BDS-B1天线连接；
所述RDSS模块的输出端经过所述数模处理单元、L上变频通道、功率放大器和RDSS发射天线连接；
所述RNSS模块PVT信息输出端与所述RDSS模块的信息输入端连接，该RDSS模块的信息控制端与所述RNSS模块的接受端连接，信息上报端和控制信息接受端分别与ADS-B应答机和显示设备相连。
如图2所示：基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备的控制方法，其中在所述RDSS模块中设置有至少两张IC用户卡，其控制方法采用如下步骤：
步骤一：开始；
步骤二：初始化系统；
步骤三：轮询卡槽，读取IC用户卡参数；
步骤四：生成多卡组合调度机制；
4.1选定工作模式，为静态模式，则进入步骤4.2，为动态模式则进入步骤4.4；
4.2计算服务频度T0，具体公式为：
T 0 = · 1 Σ i = 1 n 1 T i
其中T0为多张IC用户卡组合后的服务频度，Ti为第i张IC用户卡的服务频度；
4.3按照服务频度顺序调用IC用户卡；
4.4根据设定的最小服务频度，自动调用IC用户卡。
步骤五：选择当前工作IC用户卡；
步骤六：IC用户卡复位；
步骤七：判断复位是否成功，否则进入步骤五，是则进入步骤八；
步骤八：IC用户卡自检；
步骤九：判断IC用户卡自检是否成功，是则进入步骤十，否则进入步骤八；
步骤十：读取IC用户卡信息；
步骤十一：读取IC用户卡位置信息；
步骤十二：启动通道跟踪捕捉获；
步骤十三：完成用户机功能；
步骤十四：结束。
实施例二：在其它方法和上述相同的情况下，作为变形，所述步骤4.1选定工作模式为动态模式则进入5.1；
5.1查询IC用户卡空闲状态；
5.2调用空闲IC用户卡。

Claims (5)

1.一种基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备，包括基带处理单元、数模处理单元和天线单元，其特征在于：所述基带处理单元包括RNSS模块和RDSS模块，所述RDSS模块的输入端经所述数模处理单元、S下变频通道、S低噪放模块后与S天线阵元连接；
所述RDSS模块的输入端经过所述数模处理单元、L下变频通道后与合路器后的输出端连接，该合路器的第一输入端经GPS低噪放模块与GPS天线连接，第二输入端经BDS-B1低噪放模块与BDS-B1天线连接；
所述RDSS模块的输出端经过所述数模处理单元、L上变频通道、功率放大器和RDSS发射天线连接；
所述RNSS模块的PVT信息输出端与所述RDSS模块的信息输入端连接，该RDSS模块的信息控制端与所述RNSS模块的接受端连接，信息上报端和控制信息接收端与ADS-B应答机相连。
2.根据权利要求1所述基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备，其特征在于：所述RDSS模块的信息上报端和控制信息接受端还分别与显示设备连接。
3.根据权利要求1或者2所述基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备的控制方法，其特征在于：在所述RDSS模块中设置有至少两张IC用户卡，其控制方法采用如下步骤：
步骤一：开始；
步骤二：初始化系统；
步骤三：轮询卡槽，读取IC用户卡参数；
步骤四：生成多卡组合调度机制；
步骤五：选择当前工作IC用户卡；
步骤六：IC用户卡复位；
步骤七：判断复位是否成功，否则进入步骤五，是则进入步骤八；
步骤八：IC用户卡自检；
步骤九：判断IC用户卡自检是否成功，是则进入步骤十，否则进入步骤八；
步骤十：读取IC用户卡信息；
步骤十一：读取IC用户卡位置信息；
步骤十二：启动通道跟踪捕捉获；
步骤十三：完成用户机功能；
步骤十四：结束。
4.根据权利要求3所述基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备的控制方法，其特征在于：所述步骤四具体为，
4.1选定工作模式，为静态模式，则进入步骤4.2，为动态模式则进入步骤4.4；
4.2计算服务频度；
4.3按照服务频度顺序调用IC用户卡；
4.4根据设定的最小服务频度，自动调用IC用户卡。
5.根据权利要求4所述基于通航ADS-B应用的北斗双模终端设备的控制方法，其特征在于：所述4.1选定工作模式为动态模式则进入5.1；
5.1查询IC用户卡空闲状态；
5.2调用空闲IC用户卡。
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