CN111486869B - 一种基于5g的分布式飞行校验系统和方法 - Google Patents
一种基于5g的分布式飞行校验系统和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于民航飞行校验领域,公开了一种基于5G的分布式飞行校验系统和方法。本发明提出了基于5G的分布式飞行校验系统以及对应的协同方法,充分利用5G NR新空口、控制/用户平面分离和网络切片技术,为校验飞机和地面系统提供低延时、高可用性、高可靠性的空地数据和控制链路,采用5G的网络功能虚拟化和多接入边缘计算等设计理念,将传统的集中式飞行校验系统中的飞行校验计算功能从机载系统中分离出来,在5G地面边缘节点就近实现飞行校验计算功能,给出了分布式的飞行校验系统组成,通过空地协同工作流程和方法实现分布式飞行校验。该系统和方法不仅可以满足相关的飞行校验功能完整性、可用性要求,而且能大幅度减少机载设备的数量和重量。
Description
技术领域
本发明提供了一种基于5G的分布式飞机校验系统及方法,基于5G新技术、新架构实现飞行校验功能,属于民航飞行校验领域。
背景技术
飞行校验(Flight Inspection, FI)是指为保证飞行安全,使用装有专门校验设备的飞行校验飞机,按照飞行校验的有关标准、规范,制定和执行飞行校验程序,检查、校准和评估各种通信、导航、监视设备的空间信号质量、容限及系统功能,并依据检查、校准和评估结果出具飞行校验报告的过程。飞行校验系统是指实现飞行校验所需的空间信号采集、信号处理、地面基准、人机接口等功能的系统和设备。
目前已有的飞行校验系统都是在校验飞机上采用集中式架构,通过专用的通信设备接收地面发送的基准位置信息,并且通过安装特定机载校验设备来实现空间信号采集、信号处理、人机接口功能,同时还需具备空地无线通信的专用电台设备。这种架构虽然简单实用,但通常采用专用机载设备,成本高、体积大,运算、存储能力有限,不便于维护,使用成本高,也不能满足功能不断升级的地面系统要求。
第五代(fifth generation,简称 5G)移动通信网络(简称 5G 网络或 5G),是为构建网络型社会并实现万物互联的宏伟目标而提出的下一代移动网络。随着5G的发展和普及,2019年已经进入了5G商用元年。5G标准峰值速率可达20Gbit/s,在连接密度、时延、用户体验速率等指标的性能上是4G性能的10倍,有助于形成交互式生态系统,实现更智能、更高效、更互连的世界,5G带来的技术变革和客户体验已经开始逐步体现。
从技术角度看,5G把接入网(5G NR)和核心网(5G Core)分开来演进,在5G NR方面采用大规模天线MIMO、超密集组网、先进编码、灵活频谱接入等技术,在核心网采用了控制/用户平面分离(CUPS)、网络切片(Slicing)、网络功能虚拟化(NFV)和多接入边缘计算(MEC)技术,为特定用户提供定制化的服务,从而能够支持eMBB(增强型移动宽带)、URLLC(超可靠低时延通信)和mMTC(大规模机器通信)三大场景。
校验飞机的飞行速度快(通常在350km/h以上)、移动范围广(在机场周边80km),并且需要在低延时(传输延时<1ms才能达到米级的定位和校验精度)情况下可靠地传输大量的数据(采集的高清视频流和收集的无线电信号数据),是典型的eMBB增强移动宽带和URLLC(超可靠低时延通信)复合型应用,也是未来5G“万物互联”的重点领域。
发明内容
本发明的目的在于解决目前的飞行校验系统都是在校验飞机上采用集中式架构,存在采用专用机载设备,成本高、体积大,运算、存储能力有限,不便于维护,使用成本高,也不能满足功能不断升级的地面系统要求的问题,提供了一种基于5G的分布式飞机校验系统及方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种基于5G的分布式飞行校验系统,包括机载传感器子系统、地面基准子系统、5G网络配置和QoS监控子系统、地面计算和显控子系统,5G网络配置和QoS监控子系统为5G网络中的无线接入和网络切片配置虚拟专用通道后,通过虚拟专用通道实现机载传感器子系统、地面基准子系统及地面计算和显控子系统的信息交互;
5G网络配置和QoS监控子系统:
按照飞行校验任务的飞行路线对5G网络中的无线接入和核心网络资源进行规划,并在飞行校验执行过程中对5G网络进行配置,将5G控制平面和用户平面分离形成飞行校验数据传输所需的5G无线接入和网络切片,即为各个子系统之间的数据传输提供高带宽、低延时的虚拟专用通道;
在飞行校验任务结束后,释放各种5G网络资源,继续为其他用户提供5G通信服务;
地面基准子系统:
通过5G无线接入和网络切片形成的虚拟专用通道,周期性的向校验飞机提供位置参考基准;
机载传感器子系统:
在飞行过程中实时采集、存储空间无线电信号和机场灯光信号数据,并接收地面基准子系统发布的位置参考基准,结合惯性导航设备的姿态,建立空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,通过虚拟专用通道发送到地面;
地面计算和显控子系统:
在飞行校验任务开始执行时,向各子系统发出启动指令,分布式飞行校验系统开始协同工作;
在5G的边缘节点驻留飞行校验计算和显控软件,接收机载传感器子系统发送的飞行校验数据,即空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,并与对应位置的空间信号标称值进行对比,实时给出飞行校验是否通过的结论,并反馈给机载传感器子系统;
飞行校验结束后,向各个子系统发出飞行校验结束指令,各个子系统结束工作;
机载传感器子系统和所述5G网络配置和QoS监控子系统、地面基准子系统、机载传感器子系统接收启动指令后,启动自检,检验和确认自身工作状态。
在上述技术方案的基础上,5G网络配置和QoS监控子系统按照飞行校验任务的飞行路线对相应的5G接入点gNB和数据单元DU进行配置,使得飞机始终处在5G MIMO波束覆盖范围,并且在本地数据中心单元CU配置用户平面;
同时监控网络运行的QoS相关指标,保障相关服务质量满足飞行校验传输要求。
在上述技术方案的基础上,地面基准子系统包括GPS、北斗导航接收机、差分处理设备以及5G终端,通过接收GPS和北斗卫星导航系统的定位信息确定准确的位置,再依次通过差分处理设备以及5G终端,基于5G无线接入和网络切片提供的虚拟专用通道,周期性的向校验飞机提供位置参考基准。
在上述技术方案的基础上,所述机载传感器子系统包括用来在飞行过程中实时采集、存储、传输各种空间信号的飞行校验信号采集天线和无线电信号采集设备、微光夜视摄像机、GPS接收机、惯性导航设备,以及接口/协议管理设备、数据存储设备和5G终端;
所述空间无线电信号包括仪表着陆方向道/下滑道(Loc/GS)、甚高频全向无线电信标(VOR)、测距机(DME)、自动定向仪(ADF)等。
在上述技术方案的基础上,所述地面计算和显控子系统通过显控设备与机载传感器子系统协同工作,实现飞行校验实时计算和显示控制,同时实现数据管理、存储回放、空地协同、网络状态监控功能;
所述显控设备还用于显示QoS相关指标;
飞行校验的5G无线接入和网络切片已经提前规划好了无线接入的频点、波束和功率,使得机载传感器子系统可以平滑过渡接入新的5G gNB基站以及对应的地面网络。
本发明还提供了一种基于5G的分布式飞行校验方法,在飞行校验任务启动时,5G网络配置和QoS监控子系统开始按照飞行校验任务的对5G网络中的无线接入和核心网络资源进行规划,并在飞行校验执行过程中对5G网络进行配置,将5G控制平面和用户平面分离形成飞行校验数据传输所需的5G无线接入和网络切片,即为各个子系统之间的数据传输提供高带宽、低延时的虚拟专用通道,再通过虚拟专用通道实现机载传感器子系统、地面基准子系统、地面计算和显控子系统的信息交互;同时,各子系统启动后进行自检,检验和确认自身工作状态,其中,各子系统是指5G网络配置和QoS监控子系统、地面基准子系统、机载传感器子系统;
通过5G无线接入和网络切片形成的虚拟专用通道,地面基准子系统周期性的向校验飞机提供位置参考基准;
在飞行过程中,机载传感器子系统实时采集、存储空间无线电信号和机场灯光信号数据,并接收地面基准子系统发布的位置参考基准,结合惯性导航设备的姿态,建立空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,通过虚拟专用通道发送到地面;
地面计算和显控子系统在5G的边缘节点驻留飞行校验计算和显控软件,接收机载传感器子系统发送的飞行校验数据,即空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,并与对应位置的空间信号标称值进行对比,实时给出飞行校验是否通过的结论,并反馈给机载传感器子系统;
若飞行校验未完成,继续校验,若飞行校验结束后,向各个子系统发出飞行校验结束指令,各子系统结束工作,校验飞机返回地面,5G网络配置和QoS监控子系统关闭并释放所占用的无线接入和地面网络资源,此次飞行校验任务结束。
在上述技术方案的基础上,飞行校验的5G无线接入和网络切片已经提前规划好了无线接入的频点、波束和功率,使得机载传感器子系统可以平滑过渡接入新的5G gNB基站以及对应的地面网络。
在上述技术方案的基础上,5G网络资源包括确定的网络带宽、网络延时。
在上述技术方案的基础上,机载传感器子系统将空间信号、飞机位置和飞行姿态关联数据,通过虚拟专用通道发到地面计算和显控子系统的地面边缘计算节点进行本地存储。
在上述技术方案的基础上,地面计算和显控子系统在5G的边缘节点驻留飞行校验计算和显控软件,接收机载传感器子系统发送的飞行校验数据,即空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,并与对应位置的空间信号标称值进行对比,实时给出飞行校验是否通过的结论,并反馈给机载传感器子系统。
本发明因为采用上述技术方案,因此具备以下有益效果:
与传统的飞行校验系统相比,基于5G的分布式飞行校验系统充分利用5G NR新空口的灵活性保证了校验飞机的大范围移动接入,并结合5G地面网络的控制/用户平面分离(CUPS)和网络切片(Slicing)技术,为校验飞机、地面基准和地面系统提供低延时、高可用性、高可靠性的空地数据和控制链路;在此基础上,采用5G的网络功能虚拟化(NFV)和多接入边缘计算(MEC)等设计理念,将计算功能后移至地面网络边缘计算节点实现飞行校验计算和显控,既降低了机载系统复杂度、减少了机载设备的种类和数量,降低了成本并提高了可维护性。
附图说明
图1为本发明系统架构示意图;
图2为基于5G的分布式飞行校验系统工作流程图;
图3为基于5G的分布式飞行校验系统应用场景。
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,即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是,术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
基于5G的分布式飞行校验系统系统架构如下图1所示,主要包括机载传感器子系统、地面基准子系统、地面计算和显控子系统以及5G网络配置和QoS监控子系统,5G网络配置和QoS监控子系统为5G网络中的无线接入和核心网络资源配置5G无线接入和网络切片,这些子系统通过5G无线接入和网络切片(slicing)子形成专有的“用户平面UP”(即虚拟专用用户)进行互联互通,并保证服务质量。
与传统的飞行校验系统相比,基于5G的分布式飞行校验系统充分利用5G NR新空口的灵活性保证了校验飞机的大范围移动接入,并结合5G地面网络的控制/用户平面分离(CUPS)和网络切片(Slicing)技术,为校验飞机、地面基准和地面系统提供低延时、高可用性、高可靠性的空地数据和控制链路;在此基础上,采用5G的网络功能虚拟化(NFV)和多接入边缘计算(MEC)等设计理念,将计算功能后移至地面网络边缘计算节点实现飞行校验计算和显控,既降低了机载系统复杂度、减少了机载设备的种类和数量,降低了成本并提高了可维护性。
其中:
按照飞行校验任务的飞行路线对5G网络中的无线接入和核心网络资源进行规划,并在飞行校验执行过程中对5G网络进行配置,将5G控制平面和用户平面分离形成飞行校验数据传输所需的5G无线接入和网络切片,即为各个子系统之间的数据传输提供高带宽、低延时的虚拟专用通道;
同时监控网络运行的QoS相关指标,保障相关服务质量满足飞行校验传输要求;
在飞行校验任务结束后,释放各种5G网络资源,继续为其他用户提供5G通信服务;
5G接入和网络切片形成的虚拟专用通道为飞行校验系统提供稳定可靠的传输网络,并满足移动接入、传输带宽、传输延时,便于各子系统之间建立相互通信链路;
地面基准子系统:包括GPS、北斗导航接收机、差分处理设备以及5G终端,通过接收GPS和北斗卫星导航系统的定位信息确定准确的位置,再依次通过差分处理设备以及5G终端,基于5G无线接入和网络切片提供的虚拟专用通道,周期性的向校验飞机提供位置参考基准;
机载传感器子系统:主要用来收集、存储相关的空间无线电信号和机场灯光信号,其中,空间无线电信号包括仪表着陆方向道/下滑道、VOR、DME、ADF,还可收集空间信息,空间信息包括自身位置和姿态信息,机载传感器子系统包括采集天线和空间信号采集设备、微光夜视摄像机、GPS接收机、惯性导航设备,以及接口/协议管理设备、数据存储设备和5G终端(包括5G天线),用来按照飞行校验计划采集、存储和传输仪表着陆(ILS)方向道/下滑道、VHF全向无线电信标(VOR)、测距机(DME)、无方向性信标(NDB);主监视雷达具有A/C/S模式的备份监视雷达等无线电信号以及跑道灯光等光信号,获得地面位置参考基准,同时与飞机航电系统接口连接,获得飞行计划和飞行姿态相关信息;为了保证飞机航电系统的信息安全,飞行校验相关的5G无线接入设备需进行数据隔离,该功能通过符合信息安全要求的软件在“接口/协议管理设备”中实现;
机载传感器子系统:在飞行过程中实时采集、存储空间无线电信号和机场灯光信号数据,并接收地面基准子系统发布的位置参考基准,结合惯性导航设备的姿态,建立空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,通过虚拟专用通道发送到地面;
地面计算和显控子系统:
在飞行校验任务开始执行时,向各子系统发出启动指令,分布式飞行校验系统开始协同工作;
在5G的边缘节点驻留飞行校验计算和显控软件,接收机载传感器子系统发送的飞行校验数据,即空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,并与对应位置的空间信号标称值进行对比,实时给出飞行校验是否通过的结论,并反馈给机载传感器子系统;
飞行校验结束后,向各个子系统发出飞行校验结束指令,各个子系统结束工作;
地面计算和显控子系统还可实现数据管理、存储回放、空地协同、网络状态监控等功能;
机载传感器子系统和所述5G网络配置和QoS监控子系统、地面基准子系统、机载传感器子系统接收启动指令后,启动自检,检验和确认自身工作状态。
基于5G的分布式飞行校验系统的应用场景如下图所示,主要分为3个阶段:
1、在制定飞行校验计划(如图中飞行剖面所示)的过程中,5G网络配置与QoS监控子系统按照飞行路线对相应的5G接入点gNB和数据单元DU进行配置,使得飞机始终处在5GMIMO波束覆盖范围,并且在本地数据中心单元CU配置用户平面,即将5G控制平面和用户平面分离形成飞行校验数据传输所需的5G无线接入和网络切片,为各个子系统之间的数据传输提供高带宽、低延时的虚拟专用通道,再基于虚拟专用通道连接校验飞机机载、地面基准、指挥控制中心等,即通过虚拟专用通道实现机载传感器子系统、地面基准子系统及地面计算和显控子系统的信息交互。
2、在飞行校验实施过程中,机载传感器子系统不断采集采集、存储空间无线电信号和机场灯光信号数据等,并且接收来自地面基准子系统的位置参考基准,结合惯性导航设备的姿态,建立空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,校验飞机继续按照飞行计划进行飞行,并通过虚拟专用通道将空间信号、飞机位置和飞行姿态关联数据等发到地面边缘计算节点并在本地存储;
3、在飞行校验实施过程中,地面计算和显控子系统与机载传感器子系统协同工作,实时接收校验飞机机载传感器子系统发送的飞行校验数据,即空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,并与对应位置的空间信号标称值进行对比,对比后实时给出飞行校验是否通过的结论,并反馈给机载传感器子系统,同时显控终端通过显控软件将与机载传感器子系统进行协同,确定机载传感器系统工作状态并根据飞行校验计算结果更新相关指令,实时综合给出飞行校验结果;此外,显控终端还将显示来自5G控制平面的QoS信息。
根据应用场景图3所示分析进行结果,基于5G的分布式飞行校验系统的工作流程如图2所示。作为分布式系统,各个子系统需要协同工作,在飞行校验的全过程中,各个子系统稳定可靠的接入5G网络并且获得虚拟专用的用户平面是飞行校验功能正常完成的基础。
1、在飞行校验任务启动时,各个子系统接收来自地面计算和显控子系统的指令,5G网络配置和QoS监控子系统开始按照飞行计划对所涉及的5G gNB基站和地面网络进行配置,建立网络切片,形成覆盖全飞行路线的5G无线接入和地面网络的专用用户平面,即指5G无线接入和网络切片或虚拟专用通道;与此同时,其他子系统启动自检程序,检验和确认自身工作状态;
2、在为飞行校验过程中建立的虚拟专用通道建立好之后,各个子系统接入虚拟专用通道,并按照预定的资源分配规则获得5G网络资源(包括确定的网络带宽、网络延时等),各个子系统之间建立相互通信链路;
3、在飞行校验执行过程中,地面基准子系统周期性的发布位置参考基准,相关信息经过虚拟专用通道发送至机载传感器子系统,机载传感器子系统根据启动各种空间无线电信号、和机场灯光信号数据的采集,并根据自身位置、姿态信息(即空间信息),建立空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,通过虚拟专用通道发送到地面;
4、在飞行校验执行过程中,机载传感器子系统通过配置5G网络建立的虚拟专用通道,将飞行校验数据,即空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据发送到地面计算和显控子系统进行对比计算;实时给出飞行校验是否通过的结论,将计算结果和相关操作指令发送给机载传感器子系统,必要时校验飞机将调整飞行计划,对某个飞行科目或该区域的信号进行重新采集和核算;
5、在飞行校验执行过程中,当校验飞机跨越5G gNB基站覆盖的区域时,作为5G网络中移动节点的机载传感器子系统会进行跨区切换以保持网络链接,与普通的移动网络切换不同的是,面向飞行校验的5G无线接点和网络切片已经提前规划好了无线接入的频点、波束和功率,使得机载传感器子系统可以平滑过渡接入新的5G gNB基站以及对应的地面网络,从而保证数据传输的连续性、可用性、实时性;
在所有此次飞行校验科目都完成之后,地面计算和显控子系统给出此次所有科目的飞行校验结果,同时向各个子系统发出飞行校验结束指令,随后各个子系统完成各自工作结束程序,地面基准子系统停止发送,校验飞机返回地面,5G网络切片关闭并释放所占用的无线接入和地面网络资源。此次飞行校验任务结束。
Claims (6)
1.一种基于5G的分布式飞行校验系统,其特征在于,包括机载传感器子系统、地面基准子系统、5G网络配置和QoS监控子系统、地面计算和显控子系统,5G网络配置和QoS监控子系统为5G网络中的无线接入和网络切片配置虚拟专用通道后,通过虚拟专用通道实现机载传感器子系统、地面基准子系统及地面计算和显控子系统的信息交互;
5G网络配置和QoS监控子系统:
按照飞行校验任务的飞行路线对5G网络中的无线接入和核心网络资源进行规划,并在飞行校验执行过程中对5G网络进行配置,将5G控制平面和用户平面分离形成飞行校验数据传输所需的5G无线接入和网络切片,即为各个子系统之间的数据传输提供高带宽、低延时的虚拟专用通道;
在飞行校验任务结束后,释放各种5G网络资源,继续为其他用户提供5G通信服务;
地面基准子系统:
通过5G无线接入和网络切片形成的虚拟专用通道,周期性的向校验飞机提供位置参考基准;
机载传感器子系统包括用来在飞行过程中实时采集、存储、传输各种空间信号的飞行校验信号采集天线和无线电信号采集设备、微光夜视摄像机、GPS接收机、惯性导航设备,以及接口/协议管理设备、数据存储设备和5G终端;
机载传感器子系统在飞行过程中实时采集、存储空间无线电信号和机场灯光信号数据,并接收地面基准子系统发布的位置参考基准,结合惯性导航设备的姿态,建立空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,通过虚拟专用通道发送到地面;
地面计算和显控子系统:
在飞行校验任务开始执行时,向各子系统发出启动指令,分布式飞行校验系统开始协同工作;
在5G的边缘节点驻留飞行校验计算和显控软件,接收机载传感器子系统发送的飞行校验数据,即空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,并与对应位置的空间信号标称值进行对比,实时给出飞行校验是否通过的结论,并反馈给机载传感器子系统;
飞行校验结束后,向各个子系统发出飞行校验结束指令,各个子系统结束工作;
机载传感器子系统和所述5G网络配置和QoS监控子系统、地面基准子系统、机载传感器子系统接收启动指令后,启动自检,检验和确认自身工作状态;
所述地面计算和显控子系统通过显控设备与机载传感器子系统协同工作,实现飞行校验实时计算和显示控制,同时实现数据管理、存储回放、空地协同、网络状态监控功能;
所述显控设备还用于显示QoS相关指标;
飞行校验的5G无线接入和网络切片已经提前规划好了无线接入的频点、波束和功率,使得机载传感器子系统可以平滑过渡接入新的5G gNB基站以及对应的地面网络。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G的分布式飞行校验系统,其特征在于,5G网络配置和QoS监控子系统按照飞行校验任务的飞行路线对相应的5G接入点gNB和数据单元DU进行配置,使得飞机始终处在5G MIMO波束覆盖范围,并且在本地数据中心单元CU配置用户平面;
同时监控网络运行的QoS相关指标,保障相关服务质量满足飞行校验传输要求。
3.根据权利要求1所述的一种基于5G的分布式飞行校验系统,其特征在于,地面基准子系统包括GPS、北斗导航接收机、差分处理设备以及5G终端,通过接收GPS和北斗卫星导航系统的定位信息确定准确的位置,再依次通过差分处理设备以及5G终端,基于5G无线接入和网络切片提供的虚拟专用通道,周期性的向校验飞机提供位置参考基准;
所述空间无线电信号包括仪表着陆方向道/下滑道、甚高频全向无线电信标、测距机、自动定向仪。
4.一种基于5G的分布式飞行校验方法,其特征在于:
在飞行校验任务启动时,5G网络配置和QoS监控子系统开始按照飞行校验任务的对5G网络中的无线接入和核心网络资源进行规划,并在飞行校验执行过程中对5G网络进行配置,将5G控制平面和用户平面分离形成飞行校验数据传输所需的5G无线接入和网络切片,即为各个子系统之间的数据传输提供高带宽、低延时的虚拟专用通道,再通过虚拟专用通道实现机载传感器子系统、地面基准子系统、地面计算和显控子系统的信息交互;同时,各子系统启动后进行自检,检验和确认自身工作状态,其中,各子系统是指5G网络配置和QoS监控子系统、地面基准子系统、机载传感器子系统;
通过5G无线接入和网络切片形成的虚拟专用通道,地面基准子系统周期性的向校验飞机提供位置参考基准;
在飞行过程中,机载传感器子系统实时采集、存储空间无线电信号和机场灯光信号数据,并接收地面基准子系统发布的位置参考基准,结合惯性导航设备的姿态,建立空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,通过虚拟专用通道发送到地面;
地面计算和显控子系统在5G的边缘节点驻留飞行校验计算和显控软件,接收机载传感器子系统发送的飞行校验数据,即空间信号、飞机位置、飞行姿态关联数据,并与对应位置的空间信号标称值进行对比,实时给出飞行校验是否通过的结论,并反馈给机载传感器子系统;
若飞行校验未完成,继续校验,若飞行校验结束后,向各个子系统发出飞行校验结束指令,各子系统结束工作,校验飞机返回地面,5G网络配置和QoS监控子系统关闭并释放所占用的无线接入和地面网络资源,此次飞行校验任务结束;
所述地面计算和显控子系统通过显控设备与机载传感器子系统协同工作,实现飞行校验实时计算和显示控制,同时实现数据管理、存储回放、空地协同、网络状态监控功能;
所述显控设备还用于显示QoS相关指标;
飞行校验的5G无线接入和网络切片已经提前规划好了无线接入的频点、波束和功率,使得机载传感器子系统可以平滑过渡接入新的5G gNB基站以及对应的地面网络。
5.根据权利要求4所述的一种基于5G的分布式飞行校验方法,其特征在于:5G网络资源包括确定的网络带宽、网络延时。
6.根据权利要求4所述的一种基于5G的分布式飞行校验方法,其特征在于:
机载传感器子系统将空间信号、飞机位置和飞行姿态关联数据,通过虚拟专用通道发到地面计算和显控子系统的地面边缘计算节点进行本地存储。
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