CN106899364B - 一种民用航空无线电安全预警的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出了一种民用航空无线电安全预警的装置和方法，其中该装置包括：谱传感节点、数据中心和展示终端；其中，所述谱传感节点包括：无线电监测天线、无线电监测模块、ADS‑B接收天线、ADS‑B模块、航空频段AM接收天线、AM接收模块、数据处理模块；所述无线电监测天线连接所述无线电监测模块；所述ADS‑B接收天线连接所述ADS‑B模块；所述航空频段AM接收天线连接所述AM接收模块；所述无线电监测模块、所述ADS‑B模块和所述AM接收模块分别连接所述数据处理模块；所述数据处理模块连接所述数据中心；所述数据中心连接所述展示终端；以此实现了自动化的无线电干扰查找，提高了无线电干扰查找的时效性，保证了航空安全。

Description

一种民用航空无线电安全预警的装置和方法

技术领域

本发明涉及无线电监测领域，特别涉及一种民用航空无线电安全预警的装置和方法。

背景技术

无线电频谱作为一种有限的自然资源，是人类社会和经济发展的物质基础，也是构成现代人类生存和发展的基本要素。民用航空通信依赖于无线电频谱，因此无线电频谱安全对保证民航通信尤为重要，是保障民航安全的关键环节。

而目前查找民用航空无线电干扰的模式是：民用航空无线通信受到干扰后，民航空管向无线电监测部门进行投诉，监测部门收到投诉后调用设备和人员进行无线电干扰溯源，这一过程可能需要几天或者更长的时间，导致民用航空无线电干扰查找的时效性很差，会影响到航空安全。

因此，如何提高无线电干扰查找的时效性是目前需要解决的关键问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种民用航空无线电安全预警的装置和方法，用以提高无线电干扰查找的时效性，保证航空安全。

具体的，本发明提出了以下具体的实施例：

本发明实施例提出了一种民用航空无线电安全预警的装置，包括：谱传感节点、数据中心和展示终端；其中，所述谱传感节点包括：无线电监测天线、无线电监测模块、ADS-B接收天线、ADS-B模块、航空频段AM接收天线、AM接收模块、数据处理模块；所述无线电监测天线连接所述无线电监测模块；所述ADS-B接收天线连接所述ADS-B模块；所述航空频段AM接收天线连接所述AM接收模块；所述无线电监测模块、所述ADS-B模块和所述AM接收模块分别连接所述数据处理模块；所述数据处理模块连接所述数据中心；所述数据中心连接所述展示终端。

在一个具体的实施例中，所述数据处理模块具体为计算机。

在一个具体的实施例中，所述谱传感节点的数量为一个或多个。

在一个具体的实施例中，所述展示终端具体为手机。

在一个具体的实施例中，所述无线电监测天线具体为全向天线。

在一个具体的实施例中，所述数据中心具体为服务器。

本发明实施例还提出了一种民用航空无线电安全预警的方法，应用于上述民用航空无线电安全预警的装置，该方法包括：

通过无线电监测天线和无线电监测模块连续测量87MHz-137MHz频段范围内沿飞机飞行航线方向的实时无线电频谱，并发送给数据处理模块；

通过ADS-B接收天线和ADS-B模块接收民用航空数据链路的数据，并发送给数据处理模块；其中，所述数据包括飞行时间、飞行位置、飞行高度、飞行速度。

通过航空频段AM接收天线与AM接收模块接收118MHz-137MHz频段范围内的飞行员通话信号，并发送给数据处理模块；

通过数据处理模块对所接收的数据进行关联融合，并将关联融合后的数据发送给数据中心；

通过数据中心基于融合后的数据与预先存储的87MHz-137MHz频段范围内的标准频谱数据进行比对，以及基于正常情况下飞行员通话话音数据进行判断，基于比对和判断结果确定是否存在异常无线电发射以及当存在异常无线电发射时的干扰程度；

通过数据中心将比对的结果以及确定是否存在异常无线电发射以及当存在异常无线电发射时的干扰程度的信息以及关联融合后的数据发送至展示终端。

在一个具体的实施例中，所述“通过数据处理模块对所接收的数据进行关联融合”包括：

获取飞行时间、飞行位置、飞行高度、实时无线电频谱，以及飞行员通话信号；

将所获取的飞行时间、飞行位置、飞行高度、实时无线电频谱，以及飞行员通话信号进行关联；并在关联之后进行融合处理。

在一个具体的实施例中，所述“通过数据中心基于融合后的数据与预先存储的87MHz-137MHz频段范围内的标准频谱数据进行比对，以及基于正常情况下飞行员通话话音数据进行判断，基于比对和判断结果确定是否存在异常无线电发射以及当存在异常无线电发射时的干扰程度”包括：

通过数据中心，将融合后的数据与预先存储的87MHz-137MHz频段范围内的标准频谱数据进行比对，判断是否一致；

若判断结果为不一致，则确定实时无线电频谱异常，并判断所接收到的飞行员通话信号与预先存储的正常情况下的通话语音进行比较，以确定飞行员通话信号的MOS值；

若MOS值小于或等于预设阈值，则确定干扰程度的级别为严重；

若MOS值大于预设阈值，则确定干扰程度的级别为一般。

在一个具体的实施例中，该方法还包括：

通过展示终端以可视化的方式显示飞行位置，飞行高度以及飞行信息，以及根据关联融合后的数据中的异常无线电的场强值显示异常无线电的发射区域。

以此，本发明实施例提出了一种民用航空无线电安全预警的装置和方法，其中该装置包括：谱传感节点、数据中心和展示终端；其中，所述谱传感节点包括：无线电监测天线、无线电监测模块、ADS-B接收天线、ADS-B模块、航空频段AM接收天线、AM接收模块、数据处理模块；所述无线电监测天线连接所述无线电监测模块；所述ADS-B接收天线连接所述ADS-B模块；所述航空频段AM接收天线连接所述AM接收模块；所述无线电监测模块、所述ADS-B模块和所述AM接收模块分别连接所述数据处理模块；所述数据处理模块连接所述数据中心；所述数据中心连接所述展示终端；以此实现了自动化的无线电干扰查找，提高了无线电干扰查找的时效性，保证了航空安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提出的一种民用航空无线电安全预警的装置的结果示意图；

图2为本发明实施例提出的一种民用航空无线电安全预警的装置的结果示意图；

图3为本发明实施例提出的一种民用航空无线电安全预警的方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提出的一种民用航空无线电安全预警的方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提出的一种民用航空无线电安全预警的方法中确定MOS值的流程示意图。

图例说明：

谱传感节点-1、数据中心-2、展示终端-3、

无线电监测天线-11、无线电监测模块-12、ADS-B接收天线-13

ADS-B模块-14、航空频段AM接收天线-15、AM接收模块-16、

数据处理模块17。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本公开的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。

在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

本发明实施例1公开了一种民用航空无线电安全预警的装置，如图1所述，包括：谱传感节点1、数据中心2和展示终端3；其中，所述谱传感节点1包括：无线电监测天线11、无线电监测模块12、ADS-B(Automatic Dependent Surveillance–Broadcast，广播式自动相关监视)接收天线13、ADS-B模块14、航空频段AM接收天线15、AM(Amplitude Modulation，调幅)接收模块16、数据处理模块17；所述无线电监测天线11连接所述无线电监测模块12；所述ADS-B接收天线13连接所述ADS-B模块14；所述航空频段AM接收天线15连接所述AM接收模块16；所述无线电监测模块12、所述ADS-B模块14和所述AM接收模块16分别连接所述数据处理模块17；所述数据处理模块17连接所述数据中心2；所述数据中心2连接所述展示终端3。

在一个具体的实施例中，所述数据处理模块具体为计算机；具体的，可以为配置了数据融合和预处理功能的工业计算机。

在一个具体的实施例中，如图2所示，所述谱传感节点的数量为一个或多个。在实际的应用场景中，谱传感节点可以沿飞机飞行航线进行网格化部署，具体谱传感节点的数量根据监控的范围以及各谱传感节点的监测范围以及实际的精度需要来进行设置。

在一个具体的实施例中，所述展示终端具体为手机。

具体的，除了手机以外，展示终端还可以为PC(personal computer，个人计算机)，平板电脑，或者其他的移动终端，具体的优选的可以为手机，以便用户可以随时掌控监测的结果。具体的展示终端也可以设置有多个，

在一个具体的实施例中，所述无线电监测天线具体为全向天线；可以结合无线电监测模块实现连续监控87MHz-137MHz频段范围内沿飞行航线的实时无线电频谱。

在一个具体的实施例中，所述数据中心具体为服务器。在实际的应用过程中，还可以为多个服务器所组成的处理集群。

实施例2

为了对本方案进行进一步的说明，本发明实施例2还提出了一种民用航空无线电安全预警的方法，实施例1中所述的民用航空无线电安全预警的装置，如图3-图4所示，该方法包括：

步骤101、通过无线电监测天线和无线电监测模块连续测量87MHz-137MHz频段范围内沿飞机飞行航线方向的实时无线电频谱，并发送给数据处理模块；

步骤102、通过ADS-B接收天线和ADS-B模块接收民用航空数据链路的数据，并发送给数据处理模块；其中，所述数据包括飞行时间、飞行位置、飞行高度、飞行速度。

步骤103、通过航空频段AM接收天线与AM接收模块接收118MHz-137MHz频段范围内的飞行员通话信号，并发送给数据处理模块；

步骤104、通过数据处理模块对所接收的数据进行关联融合，并将关联融合后的数据发送给数据中心；

步骤105、通过数据中心基于融合后的数据与预先存储的87MHz-137MHz频段范围内的标准频谱数据进行比对，以及基于正常情况下飞行员通话话音数据进行判断，基于比对和判断结果确定是否存在异常无线电发射以及当存在异常无线电发射时的干扰程度；

步骤106、通过数据中心将比对的结果以及确定是否存在异常无线电发射以及当存在异常无线电发射时的干扰程度的信息以及关联融合后的数据发送至展示终端。

在一个具体的实施例中，所述“通过数据处理模块对所接收的数据进行关联融合”包括：

获取飞行时间、飞行位置、飞行高度、实时无线电频谱，以及飞行员通话信号；

将所获取的飞行时间、飞行位置、飞行高度、实时无线电频谱，以及飞行员通话信号进行关联；并在关联之后进行融合处理。

在一个具体的实施例中，所述“通过数据中心基于融合后的数据与预先存储的87MHz-137MHz频段范围内的标准频谱数据进行比对，以及基于正常情况下飞行员通话话音数据进行判断，基于比对和判断结果确定是否存在异常无线电发射以及当存在异常无线电发射时的干扰程度”包括：

通过数据中心，将融合后的数据与预先存储的87MHz-137MHz频段范围内的标准频谱数据进行比对，判断是否一致；

若判断结果为不一致，则确定实时无线电频谱异常，并判断所接收到的飞行员通话信号与预先存储的正常情况下的通话语音进行比较，以确定飞行员通话信号的MOS(MeanOpinion Score,平均意见分)值；

若MOS值小于或等于预设阈值，则确定干扰程度的级别为严重；

若MOS值大于预设阈值，则确定干扰程度的级别为一般。

在一个具体的实施例中，具体的确定MOS值的过程可以如图5所示；若监测到87-137MHz频段范围内存在异常无线电发射，并且飞行员通话话音质量MOS值≤2，判断为严重干扰；若监测到87-137MHz频段范围内有异常无线电发射，但飞行员通话话音质量MOS值>2，则判断为一般干扰；当前具体的预设阈值可以根据实际情况以及实际的需要进行灵活的调整。

在一个具体的实施例中，该方法还包括：

通过展示终端以可视化的方式显示飞行位置，飞行高度以及飞行信息，以及根据关联融合后的数据中的异常无线电的场强值显示异常无线电的发射区域；以此可直观体现干扰的情况。例如后续进行干扰的查询与清除操作。

以此，本发明实施例提出了一种民用航空无线电安全预警的装置和方法，其中该装置包括：谱传感节点、数据中心和展示终端；其中，所述谱传感节点包括：无线电监测天线、无线电监测模块、ADS-B接收天线、ADS-B模块、航空频段AM接收天线、AM接收模块、数据处理模块；所述无线电监测天线连接所述无线电监测模块；所述ADS-B接收天线连接所述ADS-B模块；所述航空频段AM接收天线连接所述AM接收模块；所述无线电监测模块、所述ADS-B模块和所述AM接收模块分别连接所述数据处理模块；所述数据处理模块连接所述数据中心；所述数据中心连接所述展示终端；以此实现了自动化的无线电干扰查找，提高了无线电干扰查找的时效性，保证了航空安全。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种民用航空无线电安全预警的方法，其特征在于，该方法包括：

通过无线电监测天线和无线电监测模块连续测量87MHz-137MHz频段范围内沿飞机飞行航线方向的实时无线电频谱，并发送给数据处理模块；

通过ADS-B接收天线和ADS-B模块接收民用航空数据链路的数据，并发送给数据处理模块；其中，所述数据包括飞行时间、飞行位置、飞行高度、飞行速度；

通过航空频段AM接收天线与AM接收模块接收118MHz-137MHz频段范围内的飞行员通话信号，并发送给数据处理模块；

通过数据处理模块对所接收的数据进行关联融合，并将关联融合后的数据发送给数据中心；

通过数据中心基于融合后的数据与预先存储的87MHz-137MHz频段范围内的标准频谱数据进行比对，以及基于正常情况下飞行员通话话音数据进行判断，基于比对和判断结果确定是否存在异常无线电发射以及当存在异常无线电发射时的干扰程度；

通过数据中心将比对的结果以及确定是否存在异常无线电发射以及当存在异常无线电发射时的干扰程度的信息以及关联融合后的数据发送至展示终端。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“通过数据处理模块对所接收的数据进行关联融合”包括：

获取飞行时间、飞行位置、飞行高度、实时无线电频谱，以及飞行员通话信号；

将所获取的飞行时间、飞行位置、飞行高度、实时无线电频谱，以及飞行员通话信号进行关联；并在关联之后进行融合处理。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述“通过数据中心基于融合后的数据与预先存储的87MHz-137MHz频段范围内的标准频谱数据进行比对，以及基于正常情况下飞行员通话话音数据进行判断，基于比对和判断结果确定是否存在异常无线电发射以及当存在异常无线电发射时的干扰程度”包括：

通过数据中心，将融合后的数据与预先存储的87MHz-137MHz频段范围内的标准频谱数据进行比对，判断是否一致；

若判断结果为不一致，则确定实时无线电频谱异常，并判断所接收到的飞行员通话信号与预先存储的正常情况下的通话语音进行比较，以确定飞行员通话信号的平均意见分值；

若平均意见分值小于或等于预设阈值，则确定干扰程度的级别为严重；

若平均意见分值大于预设阈值，则确定干扰程度的级别为一般。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

通过展示终端以可视化的方式显示飞行位置，飞行高度以及飞行信息，以及根据关联融合后的数据中的异常无线电的场强值显示异常无线电的发射区域。