CN111932952A - Ads-b监视系统及监视数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开ADS‑B监视系统及监视数据处理方法；ADS‑B监视系统包括机载导航监视设备及机载应答设备；机载导航监视设备用以接收全球导航卫星系统发射的信号，以获取航空器当前位置信息并对外发送；机载应答设备包括信息接收模块、信息处理模块、ADS‑B收发模块、5G收发模块及信号自动切换模块；效果：本发明在传统ADS‑B监视系统中，增设5G收发模块及信号自动切换模块来构建不同网络数据传输链路，使得本发明的航空器适应环境能力强，地‑空监视及空‑空监视覆盖效果好，且5G网络本身具有数据传输速率快的优点，使得具有较低的网络延迟，使得信息传输及时性好，使得本申请应用起来更加安全可靠，从而，本申请必然能得到有效推广。

Description

ADS-B监视系统及监视数据处理方法
技术领域
本发明涉及医用器材技术领域，具体地讲，涉及一种ADS-B监视系统及监视数据处理方法。
背景技术
目前，随着我国国民经济发展水平的提高，对航空行业的服务需求也越来越大。由于我国的低空空域在不断地开放，但目前航空业的空中管理检测技术已经不能够为低空空域的飞行提供比较完备的监视以及相关的情报等一些航空技术服务。而广播式自动相关监视系统ADS-B因为具备比较突出的监视管理的优良性能、低廉的经济成本以及技术的灵敏性能，所以，其则成为当下通用民航监视系统部门中主要运用的系统。
ADS-B技术依托精确的全球卫星定位系统和航空器的自我测算能力，使位置和高度的探测精度得到大幅度提高；通过在地空和空空之间建立有效的数据链接，实现对多种信息的交换，其数据更新率快，信息内容丰富，可以为空中飞行员提供更加快捷的飞行服务和飞行通告校验传输数据服务，并提升地面系统或周边航空器的态势感知。
但是，ADS-B设备的发送和接收信息的要求可视，且距离是有限的，在低空受环境的制约程度十分明显，尤其在有高山及高楼遮挡的情况，以及超出了ADS-B地面站接收范围或在未建立ADS-B地面站的区域航行的航空器就无法起到监视。
而目前5G网络较为火热，其优点在于：数据传输速率远远高于以前的3G和4G移动网络，最高可达10Gbit/s，比当前的有线互联网还要快，比先前的4GLTE蜂窝网络还要快100倍，其另一个优点是：具有较低的网络延迟(更快的响应时间)，低于1毫秒，而4G为30-70毫秒。由于数据传输更快。因此，5G网络在当下的流行必然势不可挡。
所以，结合5G网络，解决上述受环境制约程度十分明显的低空飞行管制系统对装有ADS-B机载设备的航空器进行监视，必然具有重大意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术之不足而提供的一种ADS-B监视系统及监视数据处理方法。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种ADS-B监视系统，包括：
机载导航监视设备；所述机载导航监视设备安装于航空器，用以接收全球导航卫星系统发射的信号，以获取航空器当前位置信息并对外发送当前位置信息；
机载应答设备；所述机载应答设备安装于航空器，包括用以接收所述当前位置信息的信息接收模块、用以处理所述当前位置信息以将所述当前位置信息生成报文的信息处理模块、用以向ADS-B地面站发送报文并接收附近其他航空器飞行的ADS-B信息的ADS-B收发模块、用以定位航空器当前位置信息并对地面服务器发送相关定位信息且接收地面服务器提供的空中附近其他航空器飞行的ADS-B信息的5G收发模块及用以根据信号强弱自动切换数据传输链路的信号自动切换模块；所述信息接收模块、信息处理模块及所述信号自动切换模块依次相连；所述ADS-B收发模块及所述5G收发模块分别与所述信号自动切换模块相连。
下面对以上技术方案作进一步阐述：
优选地，还包括ADS-B地面站；所述ADS-B地面站用以接收所述报文，并对所述报文进行解析，以获取所述航空器当前位置信息。
优选地，所述航空器当前位置信息包括飞行高度、速度、经纬度及飞行状态。
优选地，所述机载应答设备还包括存储有安装其的航空器的航班信息的数据存储模块；所述数据存储模块与所述信息处理模块相连。
优选地，所述航班信息包括所述航空器的航班号及航空器码。
优选地，所述机载应答设备还包括用以显示所述航空器当前位置信息及航班信息的显示模块；所述显示模块与所述信息处理模块相连。
优选地，所述机载应答设备还包括以供飞行员应答管空人员所传输飞行指令的对讲模块；所述对讲模块与所述信息处理模块相连。
优选地，所述ADS-B地面站及所述地面服务器均设于机场监控指挥中心。
本发明解决现有技术问题所采用的另一技术方案是：一种ADS-B监视数据处理方法，应用于上述所述ADS-B监视系统，包括以下步骤：
S1、通过安装于航空器的机载导航监视设备接收全球导航卫星系统发射的信号，以获取航空器当前位置信息并对外发送当前位置信息；
S2、通过安装于航空器的机载应答设备的信息接收模块接收所述当前位置信息；
S3、通过安装于航空器的机载应答设备的信息处理模块处理所述当前位置信息以将所述当前位置信息生成报文；
S4、通过安装于航空器的机载应答设备的信号自动切换模块实时切换数据传输链路；
当所述航空器处在ADS-B信号强于5G信号的飞行区域时，通过安装于航空器的机载应答设备的ADS-B收发模块提供数据传输链路来向ADS-B地面站发送报文并接收附近其他航空器飞行的ADS-B信息；
当所述航空器处在ADS-B信号弱于5G信号的飞行区域时，通过安装于航空器的机载应答设备的5G收发模块提供数据传输链路来定位航空器当前位置信息并对地面服务器发送相关定位信息且接收地面服务器提供的空中附近其他航空器飞行的ADS-B信息。
下面对以上技术方案作进一步阐述：
优选地，步骤S4中，所述ADS-B地面站用以接收所述报文，并对所述报文进行解析，以获取所述航空器当前位置信息。
本发明的有益效果是：
本发明所提供的ADS-B监视系统，在具体实施时，在传统的ADS-B监视系统中，增设5G收发模块及信号自动切换模块来构建不同的网络数据传输链路，在其监视数据处理方法中，当所述航空器处在ADS-B信号强于5G信号的飞行区域时，通过安装于航空器的机载应答设备的ADS-B收发模块提供数据传输链路来向ADS-B地面站发送报文并接收附近其他航空器飞行的ADS-B信息，如此，即实现地-空监视及空-空监视，当所述航空器所处低空受环境的制约程度十分明显，如有高山及高楼遮挡信号，或者其在超出ADS-B地面站接收范围或在未建立ADS-B地面站的区域航行，那么，其所处低空ADS-B信号则必然弱于其自身携带的5G信号，此时，所述航空器即可通过所述5G收发模块定位其当前位置信息并对地面服务器发送相关定位信息且接收地面服务器提供的空中附近其他航空器飞行的ADS-B信息，由此一来，即依然能实现地-空监视及空-空监视，使得使用本发明的航空器适应环境能力强，地-空监视及空-空监视覆盖效果好，且5G网络本身具有数据传输速率快的优点，使得具有较低的网络延迟，使得信息传输及时性好，使得本申请应用起来更加安全可靠，从而，本申请必然能得到有效推广。
附图说明
图1是本发明ADS-B监视系统的整体框架拓扑图；
图2是本发明ADS-B监视系统的整体方框图；
图3是本发明ADS-B监视数据处理方法的步骤流程图；
图4是图3中，步骤1的具体步骤流程图；
图5是图3中，步骤2的具体步骤流程图；
图6是图3中，步骤3的具体步骤流程图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
附图标号：
ADS-B监视系统1000；
机载导航监视设备10；
机载应答设备20；
信息接收模块201；信息处理模块202；ADS-B收发模块203；5G收发模块204；信号自动切换模块205；数据存储模块206；显示模块207；对讲模块208；
ADS-B地面站30；
地面服务器40；
航空器2000；
机场监控指挥中心3000；
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便更清楚、直观地理解本发明的发明实质。
结合图1及图2所示；
本发明所提供的一种ADS-B监视系统1000，包括：
机载导航监视设备10；所述机载导航监视设备10安装于航空器2000，用以接收全球导航卫星系统发射的信号，以获取航空器2000当前位置信息并对外发送当前位置信息；
机载应答设备20；所述机载应答设备20安装于航空器2000，包括用以接收所述当前位置信息的信息接收模块201、用以处理所述当前位置信息以将所述当前位置信息生成报文的信息处理模块202、用以向ADS-B地面站30发送报文并接收附近其他航空器2000飞行的ADS-B信息的ADS-B收发模块203、用以定位航空器2000当前位置信息并对地面服务器40发送相关定位信息且接收地面服务器40提供的空中附近其他航空器2000飞行的ADS-B信息的5G收发模块204及用以根据信号强弱自动切换数据传输链路的信号自动切换模块205；所述信息接收模块201、信息处理模块202及所述信号自动切换模块205依次相连；所述ADS-B收发模块203及所述5G收发模块204分别与所述信号自动切换模块205相连。
显然，在本实施例中，所述机载导航监视设备10及所述机载应答设备20均安装于航空器2000，所述机载应答设备20相对于传统的机载应答机，其主要改进点在于：增设了5G网络数据传输链路以供应对ADS-B信号质量差时进行各种数据的及时性传输。
优选的，在一实施例中，本申请还包括ADS-B地面站30；所述ADS-B地面站30用以接收所述报文，并对所述报文进行解析，以获取所述航空器2000当前位置信息。
且优选的，在本申请中，所述航空器2000当前位置信息至少包括飞行高度、速度、经纬度及飞行状态。
并且，优选的，在本申请中，所述机载应答设备20还包括存储有安装其的航空器2000的航班信息的数据存储模块206；所述数据存储模块206与所述信息处理模块202相连。
在本技术方案中，所述航班信息至少包括所述航空器2000的航班号及航空器2000编码。
由此，本申请的所述机载应答设备20则还包括用以显示所述航空器2000当前位置信息及航班信息的显示模块207；所述显示模块207与所述信息处理模块202相连。
如此，通过所述显示模块207进行航班信息及航空器2000当前位置信息的显示，即可实时的让飞行员知晓其所驾驶的航空器2000当前飞行态势。
进一步的，本申请的所述机载应答设备20还包括以供飞行员应答管空人员所传输飞行指令的对讲模块208；所述对讲模块208与所述信息处理模块202相连。
由此，在管空人员发送控指挥指令时，所述管空人员即可利用所述对讲模块208进行及时的应答。
再者，需要说明的是，在上述实施例中，所述ADS-B地面站30及所述地面服务器40均设于机场监控指挥中心，所述机场监控指挥中心由所述管空人员管控。
如此，即使得能大大方便管空人员进行实时的监视及管控。
而针对上文所述，本申请则还提供一种ADS-B监视数据处理方法，其应用于上述所述ADS-B监视系统1000，具体实施时，参照图3-图6所述，其包括以下步骤：
S1、通过安装于航空器2000的机载导航监视设备10接收全球导航卫星系统发射的信号，以获取航空器2000当前位置信息并对外发送当前位置信息；
具体的，上述S1包括步骤：
S11、开启安装于航空器2000的机载导航监视设备10；
S12、以使其与全球导航卫星系统连接通信；
S13、通过全球导航卫星系统向安装于航空器2000的机载导航监视设备10发送定位信号，以获取航空器2000当前位置信息；
S14、通过安装于航空器2000的机载导航监视设备10对外发送航空器2000当前位置信息；
S2、通过安装于航空器2000的机载应答设备20的信息接收模块201接收所述当前位置信息；
具体的，上述S2包括步骤：
S21、开启安装于航空器2000的机载应答设备20；
S22、以使其与安装于航空器2000的机载导航监视设备10连接通信；
S23、通过所述机载应答设备20的信息接收模块201接收所述机载导航监视设备10所对外发送的航空器2000当前位置信息；
S3、通过安装于航空器2000的机载应答设备20的信息处理模块202处理所述当前位置信息以将所述当前位置信息生成报文；
具体的，上述S3包括步骤：
S31、以使所述机载应答设备20的信息接收模块201与所述机载应答设备20的信息处理模块202信号连接；
S32、通过所述机载应答设备20的信息接收模块201向所述机载应答设备20的信息处理模块202发送其所接收的所述机载导航监视设备10所对外发送的航空器2000当前位置信息；
S33、通过所述机载应答设备20的信息处理模块202处理其所接收的所述当前位置信息；
S34、通过所述机载应答设备20的信息处理模块202将处理后的所述当前位置信息生成报文；
S4、通过安装于航空器2000的机载应答设备20的信号自动切换模块205实时切换数据传输链路；
当所述航空器2000处在ADS-B信号强于5G信号的飞行区域时，通过安装于航空器2000的机载应答设备20的ADS-B收发模块203提供数据传输链路来向ADS-B地面站30发送报文并接收附近其他航空器2000飞行的ADS-B信息；
当所述航空器2000处在ADS-B信号弱于5G信号的飞行区域时，通过安装于航空器2000的机载应答设备20的5G收发模块204提供数据传输链路来定位航空器2000当前位置信息并对地面服务器40发送相关定位信息且接收地面服务器40提供的空中附近其他航空器2000飞行的ADS-B信息。
需要补充的是，在具体实施时，在上述步骤S4中，所述ADS-B地面站30用以接收所述报文，并对所述报文进行解析，以获取所述航空器2000当前位置信息。
基于上述所述，可以明确的是，在具体实施时，本发明所提供的一种ADS-B监视系统1000，主要为在传统的ADS-B监视系统1000中，增设5G网络数据传输链路。
一方面，当所述航空器2000处在ADS-B信号强于5G信号的飞行区域时，所述航空器2000通过所述ADS-B收发模块203向ADS-B地面站30发送报文并通过所述ADS-B收发模块203接收附近其他航空器2000飞行的ADS-B信息，如此一来，即实现地-空监视及空-空监视，
另一方面，当所述航空器2000所处低空受环境的制约程度十分明显，如有高山及高楼遮挡信号，以及其在超出了ADS-B地面站30接收范围或在未建立ADS-B地面站30的区域航行，那么，其所处低空ADS-B信号则必然弱于其自身携带的5G信号，此时，所述航空器2000即可通过所述5G收发模块204定位其当前位置信息并对地面服务器40发送相关定位信息且接收地面服务器40提供的空中附近其他航空器2000飞行的ADS-B信息，由此，即依然能实现地-空监视及空-空监视，使得使用本发明的航空器2000适应环境能力强，地-空监视及空-空监视覆盖效果好。
并且，5G网络本身具有数据传输速率快的优点，使得具有较低的网络延迟，使得信息传输及时性好，使得本申请应用起来更加安全可靠。
从而，本申请必然能得到有效推广及广泛普及。
优选的，在本ADS-B监视数据处理方法中，所述ADS-B地面站30用以接收所述报文，并对所述报文进行解析，以获取所述航空器2000当前位置信息。
且优选的，在本ADS-B监视数据处理方法中，所述航空器2000当前位置信息包括飞行高度、速度、经纬度及飞行状态。
同时，在本ADS-B监视数据处理方法中，所述机载应答设备20还包括存储有安装其的航空器2000的航班信息的数据存储模块206；所述数据存储模块206与所述信息处理模块202相连。
优选的，所述航班信息包括所述航空器2000的航班号及航空器2000码。
并且，在本ADS-B监视数据处理方法中，所述机载应答设备20还包括用以显示所述航空器2000当前位置信息及航班信息的显示模块207；所述显示模块207与所述信息处理模块202相连。
如此，通过所述显示模块207进行航班信息及航空器2000当前位置信息的显示，即可实时的让飞行员知晓其所驾驶的航空器2000当前飞行态势。
此外，在本ADS-B监视数据处理方法中，所述机载应答设备20还包括以供飞行员应答管空人员所传输飞行指令的对讲模块208；所述对讲模块208与所述信息处理模块202相连。
由此，在管空人员发送控指挥指令时，所述管空人员即可利用所述对讲模块208进行及时的应答。
再者，在本ADS-B监视数据处理方法中，所述ADS-B地面站30及所述地面服务器40均设于机场监控指挥中心，所述机场监控指挥中心由所述管空人员管控。
如此，即使得能大大方便管空人员对其周边低空飞行的航空器2000进行实时的监视及管控。
综上所述，本发明易实施，易操作，实用性强，专用性强，使得本发明必然具有很好的市场推广价值，本发明会非常的受欢迎，能得到有效普及。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非而因此限制了本发明的专利保护范围，凡是利用本发明的说明书及附图内容所作出的等效结构或等效流程的变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种ADS-B监视系统，其特征在于，包括：
机载导航监视设备；所述机载导航监视设备安装于航空器，用以接收全球导航卫星系统发射的信号，以获取航空器当前位置信息并对外发送当前位置信息；
机载应答设备；所述机载应答设备安装于航空器，包括用以接收所述当前位置信息的信息接收模块、用以处理所述当前位置信息以将所述当前位置信息生成报文的信息处理模块、用以向ADS-B地面站发送报文并接收附近其他航空器飞行的ADS-B信息的ADS-B收发模块、用以定位航空器当前位置信息并对地面服务器发送相关定位信息且接收地面服务器提供的空中附近其他航空器飞行的ADS-B信息的5G收发模块及用以根据信号强弱自动切换数据传输链路的信号自动切换模块；所述信息接收模块、信息处理模块及所述信号自动切换模块依次相连；所述ADS-B收发模块及所述5G收发模块分别与所述信号自动切换模块相连。
2.根据权利要求1所述的ADS-B监视系统，其特征在于，还包括ADS-B地面站；所述ADS-B地面站用以接收所述报文，并对所述报文进行解析，以获取所述航空器当前位置信息。
3.根据权利要求2所述的ADS-B监视系统，其特征在于，所述航空器当前位置信息包括飞行高度、速度、经纬度及飞行状态。
4.根据权利要求2所述的ADS-B监视系统，其特征在于，所述机载应答设备还包括存储有安装其的航空器的航班信息的数据存储模块；所述数据存储模块与所述信息处理模块相连。
5.根据权利要求4所述的ADS-B监视系统，其特征在于，所述航班信息包括所述航空器的航班号及航空器码。
6.根据权利要求4所述的ADS-B监视系统，其特征在于，所述机载应答设备还包括用以显示所述航空器当前位置信息及航班信息的显示模块；所述显示模块与所述信息处理模块相连。
7.根据权利要求6所述的ADS-B监视系统，其特征在于，所述机载应答设备还包括以供飞行员应答管空人员所传输飞行指令的对讲模块；所述对讲模块与所述信息处理模块相连。
8.根据权利要求1所述的ADS-B监视系统，其特征在于，所述ADS-B地面站及所述地面服务器均设于机场监控指挥中心。
9.一种ADS-B监视数据处理方法，应用于权利要求1-8任一项，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过安装于航空器的机载导航监视设备接收全球导航卫星系统发射的信号，以获取航空器当前位置信息并对外发送当前位置信息；
S2、通过安装于航空器的机载应答设备的信息接收模块接收所述当前位置信息；
S3、通过安装于航空器的机载应答设备的信息处理模块处理所述当前位置信息以将所述当前位置信息生成报文；
S4、通过安装于航空器的机载应答设备的信号自动切换模块实时切换数据传输链路；
当所述航空器处在ADS-B信号强于5G信号的飞行区域时，通过安装于航空器的机载应答设备的ADS-B收发模块提供数据传输链路来向ADS-B地面站发送报文并接收附近其他航空器飞行的ADS-B信息；
当所述航空器处在ADS-B信号弱于5G信号的飞行区域时，通过安装于航空器的机载应答设备的5G收发模块提供数据传输链路来定位航空器当前位置信息并对地面服务器发送相关定位信息且接收地面服务器提供的空中附近其他航空器飞行的ADS-B信息。
10.根据权利要求9所述的ADS-B监视数据处理方法，其特征在于：步骤S4中，所述ADS-B地面站用以接收所述报文，并对所述报文进行解析，以获取所述航空器当前位置信息。
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