CN105915410B - 一种模拟atm系统监视数据的产生装置及其产生方法 - Google Patents

一种模拟atm系统监视数据的产生装置及其产生方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于数据处理和数据传输领域，特别涉及一种模拟ATM系统监视数据的产生装置及其产生方法。本发明包括数据产生装置、输入数据接口装置、数据处理装置、输出数据接口装置，数据产生装置的输入端连接模拟目标配置数据，输出端输出飞行数据至输入数据接口装置的输入端；输入数据接口装置的输入端连接模拟传感器配置数据，输出端输出所述飞行数据及所述模拟传感器配置数据至数据处理装置的输入端；数据处理装置用于产生监视数据，数据处理装置的输出端输出监视数据至输出数据接口装置的输入端；输出数据接口装置的输出端输出监视数据至ATM系统。本发明能产生多种传感器的多种格式的监视数据，进而对ATM系统的监视数据处理部分进行比较全面的测试。

Description

一种模拟ATM系统监视数据的产生装置及其产生方法
技术领域
本发明属于数据处理和数据传输领域，特别涉及一种模拟ATM系统监视数据的产生装置及其产生方法。
背景技术
ATM系统监视数据常被用来对ATM空管自动化系统进行测试，由于ATM空管自动化系统对监视数据的要求较高，通常需要模拟多种传感器的多种格式的监视数据，而且对模拟传感器的真实情况要求也较高，否则会导致测试结果不准确。
现有技术中ATM模拟系统中监视数据的产生大都采用网络直接传输到需要测试的ATM系统中，网络直接传输的方式产生的监视数据比较单一，不能够产生多种传感器的多种格式的监视数据，而且不能够动态调整产生的监视数据的发现概率、量程、数据包中各个数据段错误率等，因此，亟需提出一种能够产生多种传感器的多种格式的监视数据的产生装置及产生方法。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种模拟ATM系统监视数据的产生装置，本装置能够模拟多种传感器的多种格式的监视数据的产生，进而对ATM空管自动化系统进行比较全面的测试。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施：
一种模拟ATM系统监视数据的产生装置，包括数据产生装置、输入数据接口装置、数据处理装置、以及输出数据接口装置，其中，
数据产生装置，其输入端连接模拟目标配置数据，所述数据产生装置的输出端输出飞行数据至输入数据接口装置的输入端；
输入数据接口装置，其输入端连接模拟传感器配置数据，输入数据接口装置的输出端输出所述飞行数据及所述模拟传感器配置数据至数据处理装置的输入端；
数据处理装置，用于产生监视数据，其输出端输出所述监视数据至输出数据接口装置的输入端；
输出数据接口装置，其输出端输出所述监视数据至ATM系统。
本发明还可以通过以下技术措施进一步实现。
优选的，所述数据产生装置包括数据接收处理单元、航路信息处理单元、报文数据处理单元、飞行数据产生单元、飞行数据输出单元，其中，
数据接收处理单元，其输入端连接模拟目标配置数据，所述数据接收处理单元的输出端分别输出航路点名称和航路点坐标、FPL报文数据至航路信息处理单元、报文数据处理单元的输入端；
航路信息处理单元，用于建立所述航路点名称和航路点坐标的对应关系，并输出所述航路点名称和航路点坐标的对应关系至报文数据处理单元的输入端；
报文数据处理单元，其输出端输出至少包括目标起始时间、航路点坐标、航段速度、航段高度至飞行数据产生单元的输入端；
飞行数据产生单元，用于产生飞行数据，并输出所述飞行数据至飞行数据输出单元的输入端；
飞行数据输出单元，用于将所述飞行数据输出至输入数据接口装置的输入端。
优选的，所述输出数据接口装置至少包括网口和串口。
进一步的，所述模拟目标配置数据至少包括目标数量、目标起始时间、FPL报文数据；所述模拟传感器配置数据至少包括多个传感器的位置坐标、传感器扫描周期、传感器类型、目标发现概率、误差参数配置数据。
进一步的，所述FPL报文数据至少包括目标速度、目标高度、航路点名称和航路点坐标、目标型号。
进一步的，所述监视数据包括ADS-B、PSR、SSR监视数据。
本发明还提供了一种模拟ATM系统监视数据的产生装置的产生方法，包括以下步骤：
S1、所述数据产生装置的输入端接收模拟目标配置数据，并产生飞行数据，数据产生装置将所述飞行数据传送至输入数据接口装置的输入端；
S2、所述输入数据接口装置的输入端接收模拟传感器配置数据，并将所述飞行数据及模拟传感器配置数据传送至数据处理装置的输入端，所述数据处理装置产生监视数据；
S3、所述数据处理装置将所述监视数据通过输出数据接口装置传送至ATM系统的输入端。
优选的，步骤S1具体包括以下步骤：
S11、所述数据接收处理单元的输入端接收模拟目标配置数据，数据接收处理单元的输出端分别输出航路点名称和航路点坐标、FPL报文数据至航路信息处理单元、报文数据处理单元的输入端；
S12、所述航路信息处理单元建立所述航路点名称和航路点坐标的对应关系，即通过所述航路点名称查找到对应的航路点坐标，航路信息处理单元的输出端输出所述航路点名称和航路点坐标的对应关系至报文数据处理单元的输入端；
S13、所述报文数据处理单元的输入端接收到所述FPL报文数据及航路点名称和航路点坐标的对应关系后，对所述FPL报文数据进行报文解析，根据所述航路点名称和航路点坐标的对应关系得出目标起始时间、航路点坐标、航段速度、航段高度，并输出所述目标起始时间、航路点坐标、航段速度、航段高度至飞行数据产生单元的输入端；
S14、所述飞行数据产生单元根据所述各航段速度及航路点坐标，推算出目标到达每个航路点的时间，再根据当前系统时间，推算出目标在当前系统时间的位置，得到飞行数据，并输出所述飞行数据至飞行数据输出单元的输入端；
S15、所述飞行数据输出单元将所述飞行数据输出至输入数据接口装置的输入端。
优选的，步骤S2中的所述数据处理装置产生监视数据的具体步骤包括：
S21、所述数据处理装置接收到飞行数据及模拟传感器配置数据后，所述飞行数据根据模拟传感器配置数据的传感器类型进行坐标转换，得到以传感器的位置坐标为中心的极坐标；
S22、经过坐标转换的飞行数据根据模拟传感器配置数据，加入X方向坐标误差值、Y方向坐标误差值以及高度方向坐标误差值产生监视数据；各个方向的坐标误差值等于对应方向的误差参数配置数据乘以0～1的随机数。
进一步的，步骤S3具体包括以下步骤：
S31、当所述输出数据接口装置是串口，则需要根据ATM系统的通信接口来设置输出数据接口装置的串口配置参数；当所述输出数据接口装置是网口，则需要根据ATM系统的通信接口来设置输出数据接口装置的网络地址和端口号；
S32、所述输出数据接口装置将来自于数据处理装置的监视数据分别发送至ATM系统的各个通信接口。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明将模拟目标配置数据输入至数据产生装置，模拟目标配置数据经过数据产生装置内部的数据接收处理单元、航路信息处理单元、报文数据处理单元、飞行数据产生单元、飞行数据输出单元处理后产生监视数据，将监视数据与模拟传感器配置数据发送至数据处理装置的输入端，由于模拟传感器配置数据至少包括多个传感器的位置坐标、传感器扫描周期、传感器类型、目标发现概率、误差参数配置数据，因此数据处理装置在输出端能够产生多种传感器的多种格式的监视数据，进而对ATM系统进行比较全面的测试。
2)、所述误差参数配置数据用于模拟尽可能真实的传感器，能够输出ATM系统所要求格式的监视数据，而且可以通过改变模拟传感器配置数据中传感器的位置坐标、传感器扫描周期、传感器类型、目标发现概率或误差参数配置数据来动态的调整监视数据的控制发现概率、量程、数据包中各个数据段错误率。
附图说明
图1为本发明的结构原理框图；
图2为本发明的数据产生装置的结构原理框图；
图3为本发明的数据处理装置的数据处理过程原理图。
10—数据产生装置 11—数据接收处理单元
12—航路信息处理单元 13—报文数据处理单元
14—飞行数据产生单元 15—飞行数据输出单元
20—输入数据接口装置 30—数据处理装置
40—输出数据接口装置
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种模拟ATM系统监视数据的产生装置，包括数据产生装置10、输入数据接口装置20、数据处理装置30、以及输出数据接口装置40，所述数据产生装置10的输入端连接模拟目标配置数据，所述数据产生装置10的输出端输出飞行数据至输入数据接口装置20的输入端；所述输入数据接口装置20的输入端连接模拟传感器配置数据，输入数据接口装置20的输出端输出所述飞行数据及所述模拟传感器配置数据至数据处理装置30的输入端；所述数据处理装置30产生ADS-B、PSR、SSR监视数据，其输出端输出所述ADS-B、PSR、SSR监视数据至输出数据接口装置40的输入端；所述输出数据接口装置40的输出端输出所述ADS-B、PSR、SSR监视数据至ATM系统。本装置能够产生多种传感器的多种格式的监视数据，进而对ATM系统进行比较全面的测试。
若模拟传感器配置数据包括SENSOR01，410442N1174254E，001，4，99.8，15，15，20，P1…Pn，则表示所述模拟传感器配置数据包括传感器名称SENSOR01，传感器的位置坐标为410442N1174254E，传感器类型001表示PSR，传感器扫描周期则为4秒，目标发现概率为99.8％，目标x方向的误差为15米，目标y方向的误差为15米，目标垂直方向的误差为20米，数据项误差为P1…Pn。
ATM即为空中交通管理、ADS-B即为广播式自相关监视、PSR即为一次监视雷达、SSR即为二次监视雷达。
如图2所示，所述数据产生装置10包括数据接收处理单元11、航路信息处理单元12、报文数据处理单元13、飞行数据产生单元14、飞行数据输出单元15，所述数据接收处理单元11的输入端连接模拟目标配置数据，所述数据接收处理单元11的输出端分别输出航路点名称和航路点坐标、FPL报文数据至航路信息处理单元12、报文数据处理单元13的输入端；所述航路信息处理单元12用于建立所述航路点名称和航路点坐标的对应关系，并输出所述航路点名称和航路点坐标的对应关系至报文数据处理单元13的输入端；所述报文数据处理单元13的输出端输出至少包括目标起始时间、航路点坐标、航段速度、航段高度至飞行数据产生单元14的输入端；所述飞行数据产生单元14用于产生飞行数据，并输出所述飞行数据至飞行数据输出单元15的输入端；所述飞行数据输出单元15用于将所述飞行数据输出至输入数据接口装置20的输入端。
FPL即为飞行计划。
若FPL报文数据包括FPL-CES5827/A1537-IS，B733/M-SDE2E3FHIRW/S，ZUCK0150，K0798S0890 BONBO B213 WHA R343 HFE/K0802S0920 W127，ATVIM/K0780S0890 W127 XUZW125 DO W126 PIX A593 P58，ZSLY0204 ZSNJ ZSQD，EET/ZHWH0025 ZSHA0105 REG/B2966，SEL/EKCD，则表示所述FPL报文数据包括报文头FPL-航班号CES5827/A码1537-仪表常规飞行IS，机型B733/中型机M-机载设备SDE2E3FHIRW/S，起飞机场代码ZUCK以及预计撤轮档时间为UTC时间1点50分，巡航速度798Km/h和请求飞行高度8900米，航路点坐标，降落机场代码ZSLY和预计飞行总时间为UTC时间2点4分以及备降机场代码ZSNJ和ZSQD，预计到达ZHWH情报区边界耗时25分钟和到达ZSHA情报区边界耗时1小时5分钟以及航空器注册号为REG/B2966，选择呼叫代码为EKCD。
如图1～3所示，一种模拟ATM系统监视数据的产生装置的产生方法，包括以下步骤：
S1、所述数据产生装置10的输入端接收模拟目标配置数据，并产生飞行数据，数据产生装置10将所述飞行数据传送至输入数据接口装置20的输入端；
S2、所述输入数据接口装置20的输入端接收模拟传感器配置数据，并将所述飞行数据及模拟传感器配置数据传送至数据处理装置30的输入端，所述数据处理装置30接收到飞行数据及模拟传感器配置数据后，所述飞行数据根据模拟传感器配置数据的传感器类型进行坐标转换，所述坐标转换属于现有技术，得到以传感器的位置坐标为中心的极坐标；目前PSR和SSR类型传感器需要进行坐标转换。
经过坐标转换的飞行数据根据模拟传感器配置数据，加入X方向坐标误差值、Y方向坐标误差值以及高度方向坐标误差值产生监视数据；各个方向的坐标误差值等于对应方向的误差参数配置数据乘以0～1的随机数，即为坐标误差值＝对应方向的误差参数配置数据×(0～1的随机数)。
S31、当所述输出数据接口装置40是串口，则需要根据ATM系统的通信接口来设置输出数据接口装置40的串口配置参数；当所述输出数据接口装置40是网口，则需要根据ATM系统的通信接口来设置输出数据接口装置40的网络地址和端口号；
S32、所述输出数据接口装置40将来自于数据处理装置30的监视数据分别发送至ATM系统的各个通信接口。
步骤S1具体包括以下步骤：
S11、所述数据接收处理单元11的输入端接收模拟目标配置数据，数据接收处理单元11的输出端分别输出航路点名称和航路点坐标、FPL报文数据至航路信息处理单元12、报文数据处理单元13的输入端；
S12、所述航路信息处理单元12建立所述航路点名称和航路点坐标的对应关系，即通过所述航路点名称查找到对应的航路点坐标，航路信息处理单元12的输出端输出所述航路点名称和航路点坐标的对应关系至报文数据处理单元13的输入端；
S13、所述报文数据处理单元13的输入端接收到所述FPL报文数据及航路点名称和航路点坐标的对应关系后，对所述FPL报文数据进行报文解析，根据所述航路点名称和航路点坐标的对应关系得出目标起始时间、航路点坐标、航段速度、航段高度，并输出所述目标起始时间、航路点坐标、航段速度、航段高度至飞行数据产生单元14的输入端；
S14、所述飞行数据产生单元14根据所述各航段速度及航路点坐标，推算出目标到达每个航路点的时间，再根据当前系统时间，推算出目标在当前系统时间的位置即为目标在当前系统时间的坐标数据，得到飞行数据，并输出所述飞行数据至飞行数据输出单元15的输入端；
S15、所述飞行数据输出单元15将所述飞行数据输出至输入数据接口装置20的输入端。

Claims (8)

1.一种模拟ATM系统监视数据的产生装置，其特征在于：包括数据产生装置(10)、输入数据接口装置(20)、数据处理装置(30)、以及输出数据接口装置(40)，其中，
数据产生装置(10)，其输入端连接模拟目标配置数据，所述数据产生装置(10)的输出端输出飞行数据至输入数据接口装置(20)的输入端；
输入数据接口装置(20)，其输入端连接模拟传感器配置数据，输入数据接口装置(20)的输出端输出所述飞行数据及所述模拟传感器配置数据至数据处理装置(30)的输入端；
数据处理装置(30)，用于产生监视数据，其输出端输出所述监视数据至输出数据接口装置(40)的输入端；
输出数据接口装置(40)，其输出端输出所述监视数据至ATM系统；
所述数据产生装置(10)包括数据接收处理单元(11)、航路信息处理单元(12)、报文数据处理单元(13)、飞行数据产生单元(14)、飞行数据输出单元(15)，其中，
数据接收处理单元(11)，其输入端连接模拟目标配置数据，所述数据接收处理单元(11)的输出端分别输出航路点名称和航路点坐标、FPL报文数据至航路信息处理单元(12)、报文数据处理单元(13)的输入端；
航路信息处理单元(12)，用于建立所述航路点名称和航路点坐标的对应关系，并输出所述航路点名称和航路点坐标的对应关系至报文数据处理单元(13)的输入端；
报文数据处理单元(13)，其输出端输出至少包括目标起始时间、航路点坐标、航段速度、航段高度至飞行数据产生单元(14)的输入端；
飞行数据产生单元(14)，用于产生飞行数据，并输出所述飞行数据至飞行数据输出单元(15)的输入端；
飞行数据输出单元(15)，用于将所述飞行数据输出至输入数据接口装置(20)的输入端；
所述模拟目标配置数据至少包括目标数量、目标起始时间、FPL报文数据；所述模拟传感器配置数据至少包括多个传感器的位置坐标、传感器扫描周期、传感器类型、目标发现概率、误差参数配置数据。
2.如权利要求1所述的一种模拟ATM系统监视数据的产生装置，其特征在于：所述输出数据接口装置(40)至少包括网口和串口。
3.如权利要求1所述的一种模拟ATM系统监视数据的产生装置，其特征在于：所述FPL报文数据至少包括目标速度、目标高度、航路点名称和航路点坐标、目标型号。
4.如权利要求1所述的一种模拟ATM系统监视数据的产生装置，其特征在于：所述监视数据包括ADS-B、PSR、SSR监视数据。
5.如权利要求3所述的一种模拟ATM系统监视数据的产生装置的产生方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、所述数据产生装置(10)的输入端接收模拟目标配置数据，并产生飞行数据，数据产生装置(10)将所述飞行数据传送至输入数据接口装置(20)的输入端；
S2、所述输入数据接口装置(20)的输入端接收模拟传感器配置数据，并将所述飞行数据及模拟传感器配置数据传送至数据处理装置(30)的输入端，所述数据处理装置(30)产生监视数据；
S3、所述数据处理装置(30)将所述监视数据通过输出数据接口装置(40)传送至ATM系统的输入端。
6.如权利要求5所述的一种模拟ATM系统监视数据的产生装置的产生方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：
S11、所述数据接收处理单元(11)的输入端接收模拟目标配置数据，数据接收处理单元(11)的输出端分别输出航路点名称和航路点坐标、FPL报文数据至航路信息处理单元(12)、报文数据处理单元(13)的输入端；
S12、所述航路信息处理单元(12)建立所述航路点名称和航路点坐标的对应关系，即通过所述航路点名称查找到对应的航路点坐标，航路信息处理单元(12)的输出端输出所述航路点名称和航路点坐标的对应关系至报文数据处理单元(13)的输入端；
S13、所述报文数据处理单元(13)的输入端接收到所述FPL报文数据及航路点名称和航路点坐标的对应关系后，对所述FPL报文数据进行报文解析，根据所述航路点名称和航路点坐标的对应关系得出目标起始时间、航路点坐标、航段速度、航段高度，并输出所述目标起始时间、航路点坐标、航段速度、航段高度至飞行数据产生单元(14)的输入端；
S14、所述飞行数据产生单元(14)根据所述各航段速度及航路点坐标，推算出目标到达每个航路点的时间，再根据当前系统时间，推算出目标在当前系统时间的位置，得到飞行数据，并输出所述飞行数据至飞行数据输出单元(15)的输入端；
S15、所述飞行数据输出单元(15)将所述飞行数据输出至输入数据接口装置(20)的输入端。
7.如权利要求6所述的一种模拟ATM系统监视数据的产生装置的产生方法，其特征在于，步骤S2中的所述数据处理装置(30)产生监视数据的具体步骤包括：
S21、所述数据处理装置(30)接收到飞行数据及模拟传感器配置数据后，所述飞行数据根据模拟传感器配置数据的传感器类型进行坐标转换，得到以传感器的位置坐标为中心的极坐标；
S22、经过坐标转换的飞行数据根据模拟传感器配置数据，加入X方向坐标误差值、Y方向坐标误差值以及高度方向坐标误差值产生监视数据；各个方向的坐标误差值等于对应方向的误差参数配置数据乘以0～1的随机数。
8.如权利要求7所述的一种模拟ATM系统监视数据的产生装置的产生方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下步骤：
S31、当所述输出数据接口装置(40)是串口，则需要根据ATM系统的通信接口来设置输出数据接口装置(40)的串口配置参数；当所述输出数据接口装置(40)是网口，则需要根据ATM系统的通信接口来设置输出数据接口装置(40)的网络地址和端口号；
S32、所述输出数据接口装置(40)将来自于数据处理装置(30)的监视数据分别发送至ATM系统的各个通信接口。
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