CN111585642B

CN111585642B - 机载短报文通信方法、装置、设备、系统及可读存储介质

Info

Publication number: CN111585642B
Application number: CN202010392623.3A
Authority: CN
Inventors: 吴飞; 马俊康; 谢永锋; 毛新胜; 胡俊; 宋志军
Original assignee: CETC Avionics Co Ltd
Current assignee: CETC Avionics Co Ltd
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2021-08-13
Anticipated expiration: 2040-05-11
Also published as: US11923959B2; CN111585642A; EP4152642A1; WO2021227492A1; US20230024689A1

Abstract

本发明公开了一种机载短报文通信方法、装置、设备、系统及可读存储介质，在本发明中所提供的技术方案中，机载短报文通信设备获取报文控制命令；利用所述报文控制命令，从可选报文类型中选定目标报文类型并确定出发送频率；生成与所述目标报文类型对应的目标报文；按照确定出的所述发送频率发送所述目标报文。本发明所提供的技术方案，能够避免因一成不变的报文类型和报文发送频率导致出现通信不及时，消耗大的问题，能够在紧急状态下通过改变报文类型以及报文发送频率，使得重要报文能够被及时发送。

Description

机载短报文通信方法、装置、设备、系统及可读存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种机载短报文通信方法、装置、设备、系统及可读存储介质。

背景技术

目前，在飞机对外通信中，采用诸如机载北斗等短报文方式传递飞机上的监视数据和情况。但是相关机载短报文通信方案，要么存在通信不及时不利于准确地导航和定位，要么存在系统负担过重，消耗大(包括能量消耗和计算机资源消耗)的问题。即，在用户众多，需传递短报文的数量为庞大时，短报文系统会出现过载，进而导致重要的监控数据无法有效传递。

综上所述，如何有效地降低机载短报文通信中的消耗和及时通信等问题，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种机载短报文通信方法、装置、设备、系统及可读存储介质，能够降低消耗，同时也可保证及时通信。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种机载短报文通信方法，应用于机载短报文通信设备，包括：

获取报文控制命令；

利用所述报文控制命令，从可选报文类型中选定目标报文类型并确定出发送频率；

生成与所述目标报文类型对应的目标报文；

按照所述发送频率发送所述目标报文。

优选地，利用所述报文控制命令，从可选报文类型中选定目标报文类型并确定出发送频率，包括：

若所述报文控制命令的数量大于1，则利用优先级从所述报文控制命令中确定出一个目标报文控制命令；

利用所述目标报文控制命令，选定所述目标报文类型并确定出所述发送频率。

优选地，所述获取报文控制命令，包括：

接收地面控制设备发送的报文控制命令。

优选地，所述获取报文控制命令，包括：

对飞机的通信控制输入设备进行监控，得到所述报文控制命令。

优选地，所述获取报文控制命令，包括：

从飞机的航电系统中获取导航信息和航线信息；

利用所述导航信息和所述航线信息生成所述报文控制命令。

优选地，利用所述导航信息和所述航线信息生成所述报文控制命令，包括：

利用所述导航信息和所述航线信息确定本机是否偏离预定航线；

如果是，则计算出航线偏离距离，并生成与所述航线偏离距离对应的报文控制命令。

一种机载短报文通信装置，应用于机载短报文通信设备，包括：

命令获取模块，用于获取报文控制命令；

报文调整模块，用于利用所述报文控制命令，从可选报文类型中选定目标报文类型并确定出发送频率；

报文生成模块，用于生成与所述目标报文类型对应的目标报文；

报文发送模块，用于按照所述发送频率发送所述目标报文。

一种机载短报文通信设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述机载短报文通信方法的步骤。

一种机载短报文通信系统，包括：

地面控制设备，北斗天线，北斗基带设备，以及飞机上的航电系统、通信控制输入设备、如上述机载短报文通信设备。

一种机载短报文通信设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述机载短报文通信方法的步骤。

一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述机载短报文通信方法的步骤。

在机载短报文通信设备中应用本发明实施例所提供的方法，获取报文控制命令；利用报文控制命令，从可选报文类型中选定目标报文类型并确定出发送频率；生成与目标报文类型对应的目标报文；按照确定出的发送频率发送目标报文。

经研究发现，导致相关机载短报文通信方案存在通信不及时或消耗大的原因在于报文发送频率和报文类型是固定不变的，例如，报文发送频率过低，则通信不及时，而报文发送频率过高，则消耗大。基于此，提出了一种可以调整报文类型以及报文发送频率的机载短报文通信方法，在该方法中，可利用报文控制命令从可选报文类型中选择对目标报文类型，并确定出发送频率，然后基于选定的目标报文类型以及确定出的发送频率进行报文生成以及报文发送。如此，便可避免因一成不变的报文类型和报文发送频率导致出现通信不及时，消耗大的问题，能够在紧急状态下通过改变报文类型以及报文发送频率，使得重要报文能够被及时发送。

相应地，本发明实施例还提供了与上述机载短报文通信方法相对应的机载短报文通信装置、设备、系统和可读存储介质，具有上述技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例中一种机载短报文通信方法的实施流程图；

图2为本发明实施例中一种机载短报文通信装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种机载短报文通信设备的结构示意图；

图4为本发明实施例中一种机载短报文通信系统的示意图；

图5为本发明实施例中一种机载短报文通信系统的具体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。

请参考图1，图1为本发明实施例中一种机载短报文通信方法的流程图，该方法应用于机载短报文通信设备(例如机载北斗短报文通信设备)中，该方法包括以下步骤：

S101、获取报文控制命令。

该报文控制命令支持多输入，报文控制命令的优先级支持出厂默认配置和对飞机进行检测时，利用地面专用设备对优先级进行修改调整。

具体来说，报文控制命令即控制报文类型以及发送频率的命令。该报文控制命令的输入/获取渠道主要分为两种，其一可以通过内部程序生成，其二可以以接收机载短报文通信设备外部的其他设备或平台发送的命令的方式获得。

在实际应用中，可任选其中一种或两种渠道获得。而对于接受机载短报文通信设备外部的其他设备或平台发送命令的方式获得这一渠道，又可针对发送报文控制命令的具体设备或平台的不同进行细分获取渠道的不同方式。

具体来说，若可通过不同的渠道/方式获得了报文控制命令，可基于这些渠道/方式对应的优先权等级，从多个报文控制命令中选择出其中一个需要被执行的报文控制命令(下文称此命令为目标报文控制命令)。

为便于理解，下面列举几种可获取报文控制命令优选方式。即报文控制命令的具体获取过程包括但不限于以下几种方式：

方式1、接收地面控制设备发送的报文控制命令。

其中，地面控制设备可具体为塔台/控制塔中的设备。

即，在地面控制设备可以向机载短报文通信设备发送报文控制命令。如此，地面人员便可基于调度需求或飞机监测的情况对机载短报文通信设备的报文发送以及报文生成进行控制。

方式2、对飞机的通信控制输入设备进行监控，得到报文控制命令。

在本实施例中，可在飞机上设置通信控制输入设备，该设备可具体为设置在驾驶舱内的通信控制按钮。即，在飞机遇到紧急情况，机组人员可通过该通信控制输入设备控制报文发送类型和频率。

即，机载短报文通信设备仅需对通信控制输入设备进行监控，即可在该通信控制输入设备被操作时，得到报文控制命令。

方式3、考虑到飞机偏离正常航线，此时为了安全考虑，需要重点关注飞机的当前情况。因此，还可从飞机的航电系统中获取到相关信息，并生成对应报文控制命令。具体实现过程包括：

步骤一、从飞机的航电系统中获取导航信息和航线信息；

步骤二、利用导航信息和航线信息生成报文控制命令。

为了便于描述，下面将上述两个步骤结合起来进行说明。

可通过A429或AFDX总线接收飞机航电系统的航线信息和导航信息。其中，航线信息可具体为一根存储有经纬度以及高度的三维位置信息的飞行路径曲线。导航信息即为飞机实时位置，可具体包括时间、经纬度以及高度的三维位置信息。

得到导航信息和航线信息之后，便可基于导航信息和航线信息生成报文控制命令。具体的实现过程包括：

步骤2.1、利用导航信息和航线信息确定本机是否偏离预定航线；

步骤2.2、如果是，则计算出航线偏离距离，并生成与航线偏离距离对应的报文控制命令。

具体的，报文控制命令的生成过程：报文类型选择包含时间与三维位置信息的短报文；计算飞机实时位置与航线位置信息的最近距离，即偏离距离，若偏离超过指定阈值Lkm(其中L的数值大小可以根据具体情况进行设置)，发送频率为最低发送频率的两倍，即加快报文发送频率，提高地面对飞机监位置监控的精准度和时效性；如果偏离每超过Lkm的2倍(也可为其他数值，如3倍)，将当前发送频率提升两倍，知道增大到最大发送频率。也就是说，假设最低发送频率为f，当偏离超过Lkm但未超过2Lkm，发送频率为2f；当偏离超过2Lkm但未超过4Lkm，发送频率为4f。

在实际应用中，可存在上述一种方式获得报文控制命令，也可通过至少两种方式获得报文控制命令。

另外，在实际应用中，可以预先设定一种报文类型以及报文发送频率作为初始值(或称之为正常状态下的报文类型以及发送频率)。

特别地，对于存在至少两种方式获得报文控制命令时，若同一时期从不同的渠道均获得的报文控制命令，此时可按照预先设置的优先级，选择其中一个报文控制命令进行执行即可。为便于理解，下面以应用上述三种方式均可获得报文控制命令对目标报文控制命令的确定进行详细说明。

首先，预先定义每一种获取方式对应的优先级，在本实施例中，优先级的设置从高到低可依次为：方式1、方式2和方式3。若从这三种方式中均得到了报文控制命令，则将利用方式1获得的报文控制命令作为目标报文控制命令。

S102、利用报文控制命令，从可选报文类型中选定目标报文类型并确定出发送频率。

可预先在系统内至短报文类型(即定义好具体的报文格式以及发送内容)和报文发送频率(例如，可设置1分钟～15分钟，以半分钟或其他时长为步进行设置)，分别进行编号，如1，……，N(如标号可从报文长度，从长到短进行标记)和1，……M。该报文控制命令中可直接指定对应的报文类型和发送频率。

基于报文控制命令，调整报文类型和发送频率。例如，报文控制命令可具体为包括两个编号的控制命令，其中一个编号对应报文类型，另外一个编号对应发送频率。

优选地，考虑到实际应用中，有多种获取报文控制命令的渠道，为了有效调整报文类型和报文发送频率。可预先为不同来源的报文控制命令设置优先级，在同时获得至少两个报文控制命令时，能够基于优先级从报文控制命令中确定出一个目标报文控制命令，然后基于该目标报文控制命令对报文类型和发送频率进行调整。即上述步骤S102可具体包括：

步骤一、若报文控制命令的数量大于1，则利用优先级从报文控制命令中确定出一个目标报文控制命令；

步骤二、利用目标报文控制命令，从可选报文类型中选定目标报文类型并确定出发送频率。

S103、生成目标报文类型对应的目标报文。

在调整好报文类型以及发送频率之后，可生成与调整后的报文类型对应的目标报文。

不同的报文类型可具体对应不同的报文长度、报文内容(即需要传递的具体数据信息，如飞行速度、燃油量、位置)。

生成目标报文的过程，可获取飞机的各项数据，然后基于报文类型对应的报文内容从各项数据中选择相应待传输的数据，按照调整后的报文类型生成目标报文。

S104、按照发送频率发送目标报文。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种可以应用于机载短报文通信设备的机载短报文通信装置，下文描述的机载短报文通信装置与上文描述的机载短报文通信方法可相互对应参照。

参见图2所示，该装置包括以下模块：

命令获取模块101，用于获取报文控制命令；

报文调整模块102，用于利用报文控制命令，从可选报文类型中选定目标报文类型并确定出发送频率；

报文生成模块103，用于生成与目标报文类型对应的目标报文；

报文发送模块104，用于按照发送频率发送目标报文。

在本发明的一种具体实施方式中，报文调整模块102，具体用于若报文控制命令的数量大于1，则利用优先级从报文控制命令中确定出一个目标报文控制命令；利用目标报文控制命令，选定目标报文类型并确定出发送频率。

在本发明的一种具体实施方式中，命令获取模块101，具体包括：

地面控制单元，用于接收地面控制设备发送的报文控制命令。

飞行员单元，用于对飞机的通信控制输入设备进行监控，得到报文控制命令。

飞机异常处理单元，用于从飞机的航电系统中获取导航信息和航线信息；利用导航信息和航线信息生成报文控制命令。

在本发明的一种具体实施方式中，飞机异常处理单元，具体用于利用导航信息和航线信息确定本机是否偏离预定航线；如果是，则计算出航线偏离距离，并生成与航线偏离距离对应的报文控制命令。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种机载短报文通信设备，下文描述的一种机载短报文通信设备与上文描述的一种机载短报文通信方法可相互对应参照。

参见图3所示，该机载短报文通信设备包括：

存储器D1，用于存储计算机程序；

处理器D2，用于执行计算机程序时实现上述方法实施例的机载短报文通信方法的步骤。

上文所描述的机载短报文通信方法中的步骤可以由机载短报文通信设备的结构实现。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种机载短报文通信系统，下文描述的一种机载短报文通信系统与上文描述的一种机载短报文通信方法可相互对应参照。

参见图4所示，该机载短报文通信系统包括：

上文所描述的机载短报文通信方法中的步骤可以在机载短报文通信系统的实现。

其中，通信控制输入设备在本实施例中，可具体为设置在驾驶舱内的通信控制按钮。即，在飞机遇到紧急情况，机组人员可通过该通信控制输入设备控制报文发送类型和频率。

请参考5，图5为本发明实施例中一种机载短报文通信系统的具体结构示意图。另外，机载短报文通信设备的具体结构划分，机载短报文通信装置的模块划分也可参考图5。

图5中，除地面控制软件、驾驶舱控制按钮、飞机航电系统、地面配置维护设备、北斗天线和北斗基带设备之外，可视为本发明实施例所提供的机载短报文通信设备中的组件，或视为本发明实施例所提供的机载短报文通信装置的功能性模块划分。

具体的，该系统包括报文发送管理单元，命令优先级配置模块、正常工作配置模块、飞行员模块、地面控制模块、飞行异常判断单元、北斗基带设备以及北斗天线。各个模块和单元的功能如下：

正常工作模块：存储报文的类型以及报文发送的频等信息；

命令优先级配置模块：存储来自飞行异常模块、地面控制模块、飞行员模块，注册工作配置模块的控制命令的优先级信息。该优先级信息可在飞机在地面是，使用地面维护配置设备通过网口或RS422进行配置。

地面控制模块：通过北斗短报文通道或其他的卫星通道接收来自地面控制软件的命令。

飞行员模块：可以通过离散线或A429接收来自驾驶舱控制按钮的命令。

飞行异常判断单元：为报文发送管理单元提供飞行异常命令，飞行异常命令的产生方法如下：

航线信息模块通过A429或AFDX总线接收来自飞机航电系统的航线信息；

导航信息模块通过A429或AFDX总线接收来自飞机航电系统的飞机实时位置。

飞行异常判断模块周期性地计算飞机实时位置与航线位置信息的最近距离确定出飞机飞行是否异常，并在飞行异常后产生飞行异常命令，发送给报文发送管理单元；

在产生飞行异常命令的同时，产生短报文类型和发送频率的报文控制命令，通过飞行异常模块发生给报文发送管理单元。

具体来说，该系统的过程流程大致如下：

报文发送管理单元的报文发送控制模块接收来自正常工作配置模块、飞行异常模块、地面控制模块和飞行员模块的信息；并且读取命令优先级配置模块的优先级信息，将正常工作配置模块、飞行异常模块、地面控制模块、飞行员模块作为报文控制命令的来源，并按照优先级处理各个模块发生的控制报文命令，得到报文类型和发送频率。

报文类型和发送频率的具体确定情况包括但不限于以下情况：

注册工作配置模块具备报文类型和报文发送频率控制的具体信息，可直接产生报文发送类型以及报文发送频率控制；当飞行异常模块、地面控制模块、飞行员模块具有报文类型和报文发送频率控制的具体信息时，直接产生报文发送联系以及报文发送频率控制，即报文控制命令；当飞行异常模块、地面控制模块、飞行员模块仅具有报文发送频率控制的具体信息时，报文类型可选择包含时间与位置信息长度最短的短报文类型；飞行异常模块、地面控制模块、飞行员模块不具有报文类型以及报文发送频率控制的具体信息时，也可选择包含时间与位置信息长度最短的短报文类型，并确定发送频率选择短板问能够发送的最快频率。

确定出报文类型以及发送频率之后，可产生报文发送联系以及报文发送频率控制，即选定报文类型以及确定发送频率，使得底层驱动模块能够控制北斗机载设备和北斗天线生成与目标报文类型对应的目标报文，并按照发送频率将其发出。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种机载短报文通信方法可相互对应参照。

一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的机载短报文通信方法的步骤。

该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

Claims

1.一种机载短报文通信方法，其特征在于，应用于机载短报文通信设备，包括：

获取报文控制命令；

生成与所述目标报文类型对应的目标报文；

按照所述发送频率发送所述目标报文；

其中，所述获取报文控制命令，包括：

从飞机的航电系统中获取导航信息和航线信息；

利用所述导航信息和所述航线信息生成所述报文控制命令；具体包括：

2.根据权利要求1所述的机载短报文通信方法，其特征在于，利用所述报文控制命令，从可选报文类型中选定目标报文类型并确定出发送频率，包括：

3.根据权利要求1所述的机载短报文通信方法，其特征在于，所述获取报文控制命令，包括：

接收地面控制设备发送的报文控制命令。

4.根据权利要求1所述的机载短报文通信方法，其特征在于，所述获取报文控制命令，包括：

5.一种机载短报文通信装置，其特征在于，应用于机载短报文通信设备，包括：

命令获取模块，用于获取报文控制命令；

报文发送模块，用于按照所述发送频率发送所述目标报文；

其中，所述命令获取模块，具体包括：

飞机异常处理单元，用于从飞机的航电系统中获取导航信息和航线信息；利用所述导航信息和所述航线信息生成所述报文控制命令；

其中，所述飞机异常处理单元，具体用于利用所述导航信息和所述航线信息确定本机是否偏离预定航线；

6.一种机载短报文通信设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述机载短报文通信方法的步骤。

7.一种机载短报文通信系统，其特征在于，包括：

地面控制设备，北斗天线，北斗基带设备，以及飞机上的航电系统、通信控制输入设备、如权利要求6的机载短报文通信设备。

8.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述机载短报文通信方法的步骤。