CN113346942B - 用于自动切换飞行器的通信系统的方法及飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动切换飞行器的通信系统的方法及飞行器，其中第一通信系统能够以预定时间间隔定期向外部导航追踪系统发送包含追踪信息的报文，第二通信系统能够可操作地与外部通信系统进行通话，该方法包括：监测第二通信系统是否发生接听、操作、挂断操作；响应于第二通信系统发生的接听操作和拨打操作之一者，中断第一通信系统的工作；响应于第二通信系统发生的挂断操作，恢复第一通信系统的工作。根据本发明的用于自动切换飞行器的通信系统的方法及飞行器，通过监测针对通信系统的一些操作，并基于监测到不同操作的情况及时执行通信系统间的自动切换，从而能够避免飞行器的双通信系统彼此造成信号干扰或者造成正在进行的通信的中断。

Description

用于自动切换飞行器的通信系统的方法及飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器的通信系统的自动切换，尤其涉及一种用于自动切换飞行器的通信系统的方法及飞行器。

背景技术

目前，飞行器航空通信一般主要基于甚高频(VHF)和高频(HF)通信，其中甚高频通信距离一般较为受限，因而无法满足飞行器远程通信的需求，而高频通信主要依靠电离层反射的天波传输，电离层的不稳定因素导致高频通信的可靠性可能较差。另外，两者受频谱资源的限制较大，其通信能力无法进一步提升。与之相比，卫星通信则可以克服上述问题，卫星通信具有覆盖范围广，通信距离远，通信容量大，通信质量高等多方面的优势。

因此，诸如中国民航局(CAAC)就要求航空公司的所有飞机应完全具备卫星通信能力。

然而，对于飞行器而言，一般需要通过航空通信手段定期发送信息或数据的方式使得外部追踪系统得以追踪正在飞行中的飞行器，而另一方面，也会在一些情形下存在例如地面/机场的相关人员需要和飞行器上的机组进行通话等方面的通信需求。因此，飞行器往往有必要配置两套能够独立工作的通信系统，以满足上述需求。

飞机上配置的这样两套能够独立工作的通信系统，存在一个问题，即，二者同时工作将有可能造成信号干扰甚至其中一个通信系统和外界通信的中断。这一问题在两套系统的频谱有所重叠乃至有较为明显的重叠的情况下，显得尤为严重。

因此，亟需提供一种新的用于自动切换飞行器的通信系统的方法及飞行器，以至少部分地缓解或解决现有解决方案存在的上述问题和缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有的飞行器上布置的双通信系统在工作中可能造成信号干扰甚至造成正在进行的通信中断，因而对飞行器和外界的通信、通话或外界对飞行器的追踪造成不利影响的缺陷，提出一种新的用于自动切换飞行器的通信系统的方法及飞行器。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种用于自动切换飞行器的通信系统的方法，所述通信系统包括彼此相互独立的第一通信系统和第二通信系统，其中所述第一通信系统被配置为能够以预定时间间隔定期向外部导航追踪系统发送包含所述飞行器的追踪信息的报文，所述第二通信系统被配置为能够可操作地与飞行器的外部通信系统进行通话，其特点在于，所述方法包括以下步骤：

监测所述第二通信系统是否发生接听操作、拨打操作及挂断操作；

响应于所述第二通信系统发生的所述接听操作和所述拨打操作之一者，中断所述第一通信系统的工作；

响应于所述第二通信系统发生的所述挂断操作，恢复所述第一通信系统的工作。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还包括以下步骤：

当中断所述第一通信系统的工作时开始计时，并在所述第一通信系统的中断时间达到预设的追踪中断时长阈值时，强制断开所述第二通信系统，并恢复所述第一通信系统的工作。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还包括以下步骤：

在所述第一通信系统的所述中断时间达到预设的告警时长阈值时，输出告警信号以提示执行所述挂断操作，其中所述告警时长阈值小于所述追踪中断时长阈值。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还包括以下步骤：

在所述第一通信系统的中断时间期间，记录所述飞行器的追踪信息；以及

当所述第一通信系统恢复工作时，由所述第一通信系统向所述外部导航追踪系统发送恢复工作报文，所述恢复工作报文包含所述中断时间期间记录的所述追踪信息以及用于表征中断工作的原因的代码。

根据本发明的一种实施方式，所述第一通信系统的工作频段和所述第二通信系统的工作频段部分重叠。

根据本发明的一种实施方式，所述飞行器包括导航系统，所述导航系统包括所述第一通信系统，所述追踪信息包括时间信息和经纬度信息。

根据本发明的一种实施方式，所述导航系统为北斗导航系统，所述第一通信系统为北斗短报文追踪系统，所述第二通信系统为铱星通信系统。

本发明还提供了一种飞行器，所述飞行器包括彼此独立工作的第一通信系统和第二通信系统，所述第一通信系统被配置为能够以预定时间间隔定期向外部导航追踪系统发送包含所述飞行器的追踪信息的报文，所述第二通信系统被配置为能够可操作地与飞行器的外部通信系统进行通话，其特点在于，所述飞行器还包括：

监测模块，所述监测模块被配置为能够监测所述第二通信系统是否发生接听操作、拨打操作及挂断操作，并在监测到所述操作时产生用于表征所述操作的监测信号；

通信切换控制模块，所述通信切换控制模块被配置为能够接收来自所述监测模块的监测信号，并在收到用于表征所述接听操作或表征所述拨打操作的所述监测信号时中断所述第一通信系统的工作，在收到用于表征所述挂断操作的所述监测信号时，使得所述第一通信系统恢复工作。

根据本发明的一种实施方式，所述通信切换控制模块设有定时器，所述定时器被配置为能够在中断所述第一通信系统的工作时开始计时；并且

所述通信切换控制模块还被配置为能够在所述第一通信系统的中断时间达到预设的追踪中断时长阈值时，强制断开所述第二通信系统，并使得所述第一通信系统恢复工作。

根据本发明的一种实施方式，所述通信切换控制模块还被配置为能够所述第一通信系统的所述中断时间达到预设的告警时长阈值时，输出告警信号以提示执行所述挂断操作，其中所述告警时长阈值小于所述追踪中断时长阈值。

根据本发明的一种实施方式，所述飞行器包括导航系统，所述导航系统包括所述第一通信系统和本地记录模块；其中

所述本地记录模块被配置为能够在所述第一通信系统的所述中断时间期间记录所述飞行器的追踪信息，并且在所述第一通信系统恢复工作时将所述中断时间期间记录的所述追踪信息提供给所述第一通信系统；

所述第一通信系统被配置为能够在恢复工作时，向所述外部导航追踪系统发送恢复工作报文，所述恢复工作报文包含所述中断时间期间记录的所述追踪信息以及用于表征中断工作的原因的代码。

根据本发明的一种实施方式，所述第一通信系统的工作频段和所述第二通信系统的工作频段部分重叠。

根据本发明的一种实施方式，所述导航系统为北斗导航系统，所述第一通信系统为北斗短报文追踪系统，所述第二通信系统为铱星通信系统；

所述追踪信息包括时间信息和经纬度信息。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

根据本发明的用于自动切换飞行器的通信系统的方法及飞行器，通过监测针对通信系统的一些操作，并基于监测到不同操作的情况及时执行通信系统间的自动切换，从而避免了飞行器的双通信系统彼此造成信号干扰甚至造成正在进行的通信中断，进而有效保障了飞行器和外界的通信、通话或外界对飞行器的追踪的可靠性。

附图说明

图1为根据本发明的优选实施方式的用于自动切换飞行器的通信系统的方法的流程示意图。

图2为根据本发明的进一步优选的实施方式的用于自动切换飞行器的通信系统的方法的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都落入本发明的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

根据本发明的较佳实施方式的用于自动切换飞行器的通信系统的方法，其中，飞行器的通信系统包括彼此相互独立的第一通信系统和第二通信系统，并且第一通信系统被配置为能够以预定时间间隔定期向外部导航追踪系统发送包含飞行器的追踪信息的报文，第二通信系统被配置为能够可操作地与飞行器的外部通信系统进行通话。

其中参照图1所示，该方法包括以下步骤：

监测第二通信系统是否发生接听操作、拨打操作及挂断操作；

响应于第二通信系统发生的接听操作和拨打操作之一者，中断第一通信系统的工作；

响应于第二通信系统发生的挂断操作，恢复第一通信系统的工作。

根据本发明的一些优选实施方式，该方法还包括以下步骤：

当中断第一通信系统的工作时开始计时，并在第一通信系统的中断时间达到预设的追踪中断时长阈值时，强制断开第二通信系统，并恢复第一通信系统的工作。

进一步优选地，该方法还包括以下步骤：

在第一通信系统的中断时间达到预设的告警时长阈值时，输出告警信号以提示执行挂断操作，其中告警时长阈值小于追踪中断时长阈值。

基于上述优选实施方式的用于自动切换飞行器的通信系统的方法，能够通过监测针对通信系统的一些操作，并基于监测到不同操作的情况及时执行通信系统间的自动切换，从而避免了飞行器的双通信系统彼此造成信号干扰甚至造成正在进行的通信中断，尤其是，可靠保障了第一通信系统能够杜绝过长时间未向外部导航追踪系统发送包含飞行器的追踪信息的报文的情况发生。这有助于确保飞行器兼顾两套通信系统的正常运行的同时能够满足民航局等方面对于追踪飞行器的严格要求。

更具体地，可根据民航局等方面对于追踪飞行器的具体要求或标准，对上述追踪中断时长阈值以及告警时长阈值进行设置，使得一方面能够确保飞行器及时发送包含飞行器的追踪信息的报文以保障外界对于飞行器的追踪，另一方面则最大限度地保障第二通信系统的正常通信和通话。

根据本发明的一些优选实施方式，该方法还包括以下步骤：

在第一通信系统的中断时间期间，记录飞行器的追踪信息；以及

当第一通信系统恢复工作时，由第一通信系统向外部导航追踪系统发送恢复工作报文，恢复工作报文包含中断时间期间记录的追踪信息以及用于表征中断工作的原因的代码。

对于第一通信系统的中断期间的飞行器追踪信息的本地记录及中断原因的收集反馈，能够有效保证外界，例如空管系统或空管人员，对飞行器的完整飞行路径数据的获取和掌握。

根据本发明的一些优选实施方式，第一通信系统的工作频段和第二通信系统的工作频段部分重叠。

根据本发明的一些优选实施方式，飞行器包括导航系统，导航系统包括第一通信系统，追踪信息包括时间信息和经纬度信息。

根据本发明的一些优选实施方式，导航系统为北斗导航系统，第一通信系统为北斗短报文追踪系统，第二通信系统为铱星通信系统。

基于上述优选实施方式的解决方案中所采用的铱星通信系统，其工作频率可以为1616-1626.5MHz。铱星通信系统的优势在于每颗卫星都经过两极，故可实现在地理两极附近海事卫星通信和ACARS(飞机通信寻址与报告系统)系统无法覆盖的不足，因此对于远航程的飞行器而言，安装有一套铱星通信系统是有利的。

北斗导航短报文系统是北斗导航系统特有的功能，其工作频率为：发射频段1610-1626.5MHz，接收频段2483.5-2500MHz。北斗短报文发送报文的周期例如可以为每分钟一次，每次最多发送70个字节的信息，其中包括时间、经纬度等追踪信息。

更为具体地，例如，CAAC要求发送报文周期应不低于15分钟每次。由于北斗短报文系统与铱星通信系统频谱存在重叠，故在飞行器上两者同时工作将造成信号的干扰，严重时将导致铱星通信的中断，以及影响北斗短报文数据正常的追踪。

因此，基于上述优选实施方式的解决方案，还可进一步地具体配置用于自动切换飞行器的北斗导航短报文系统和铱星通信系统的自动切换逻辑或控制逻辑，如下表1所示。

表1适用于铱星通信和北斗短报文追踪的自动切换的应用实例

事件	触发事件	状态	模式
				XX	XXXXX	XXXX	北斗短报文
XX	XXXXX	XXXX	铱星通信(≤14分钟)
				XX	XXXXX	XXXX	北斗短报文
XX	XXXXX	XXXX	铱星通信(＞14分钟)
				XX	XXXXX	XXXX	铱星通信+告警提示
XX	XXXXX	XXXX	北斗短报文

为了保证北斗短报文在第15分钟能够准时发送追踪信号，需在通信14分钟后在通信中给出告警的提示，当通信时间达到14分钟50秒强行启动北斗导航短报文系统。在飞行器的实际运行过程中，监测机上铱星通信的状态和北斗短报文需发送的周期要求，依据预设的自动切换的逻辑，实现铱星通信和北斗短报文追踪的分时复用，从而保证两者的正常功能。

从另一个角度来说，基于上述自动切换逻辑的、进一步优选的用于自动切换飞行器的通信系统的方法，可如图2所示地执行铱星通信系统和北斗短报文追踪系统的自动切换。

表2适用于铱星通信和北斗短报文追踪的自动切换实施实例

为便于理解，参考上表2所示，针对涉及如上所述的针对飞行器的铱星通信系统和北斗短报文追踪系统的自动切换方法或切换逻辑的应用实例作举例说明。

1、在15:01:00这一时刻，飞行器上电，北斗短报文启动，以每1分钟为周期发送北斗追踪报文，直至15:09:00；

2、在15:09:20，地面通过铱星系统呼叫机组，此时北斗短报文停止发送追踪报文，开启铱星通信；

3、在15:13:12，机组与地面通过铱星的通话结束，机组挂断铱星系统，此时停止铱星通信，开启北斗短报文追踪；

4、在15:14:00，发送北斗短报文并携带因铱星通信导致上次追踪中断原因的特殊代码，以及发送中断期间未发送的北斗短报文追踪数据，之后以每1分钟为周期正常发送北斗追踪报文，直至15:46:00；

5、在15:46:05，机组通过铱星呼叫地面，此时北斗短报文停止追踪，开启铱星通信，直至通话时间达到14分钟到16:01:05；

6、在16:01:05，此时机组通话过程中会产生即将要强制关闭铱星通信的告警提示音；

7、在16:01:55，此时通话时间超过14分钟50秒，强制关闭铱星通信系统，开启北斗短报文追踪；

8、在16:02:00，发送北斗短报文并携带因铱星通信导致上次追踪中断原因的特殊代码，以及发送中断期间未发送的北斗短报文追踪数据，之后以每1分钟为周期正常发送北斗追踪报文；

9、按照如上文所述的进行两种通信系统间的自动切换，直至飞机断电。

从参考表2所描述的以上应用实例或过程可以看出，如上所述的这种通信系统的自动切换逻辑，能够有效保证在避免铱星通信和北斗短报文相互干扰的前提下，铱星通信的可用性以及北斗短报文追踪需满足的要求诸如空管要求。

根据本发明的优选实施方式的飞行器基于与以上参考用于自动切换飞行器的通信系统的方法所描述的实施方式相同的设计原理及切换控制逻辑，并具有类似的优点和技术优势。

该飞行器包括彼此独立工作的第一通信系统和第二通信系统，第一通信系统被配置为能够以预定时间间隔定期向外部导航追踪系统发送包含飞行器的追踪信息的报文，第二通信系统被配置为能够可操作地与飞行器的外部通信系统进行通话。

该飞行器还包括监测模块和通信切换控制模块。监测模块被配置为能够监测第二通信系统是否发生接听操作、拨打操作及挂断操作，并在监测到操作时产生用于表征操作的监测信号。通信切换控制模块被配置为能够接收来自监测模块的监测信号，并在收到用于表征接听操作或表征拨打操作的监测信号时中断第一通信系统的工作，在收到用于表征挂断操作的监测信号时，使得第一通信系统恢复工作。

根据本发明的一些优选实施方式，通信切换控制模块设有定时器，定时器被配置为能够在中断第一通信系统的工作时开始计时；并且通信切换控制模块还被配置为能够在第一通信系统的中断时间达到预设的追踪中断时长阈值时，强制断开第二通信系统，并使得第一通信系统恢复工作。

根据本发明的一些优选实施方式，通信切换控制模块还被配置为能够第一通信系统的中断时间达到预设的告警时长阈值时，输出告警信号以提示执行挂断操作，其中告警时长阈值小于追踪中断时长阈值。

根据本发明的一些优选实施方式，飞行器包括导航系统，导航系统包括第一通信系统和本地记录模块；其中

本地记录模块被配置为能够在第一通信系统的中断时间期间记录飞行器的追踪信息，并且在第一通信系统恢复工作时将中断时间期间记录的追踪信息提供给第一通信系统；

第一通信系统被配置为能够在恢复工作时，向外部导航追踪系统发送恢复工作报文，恢复工作报文包含中断时间期间记录的追踪信息以及用于表征中断工作的原因的代码。

根据本发明的一些优选实施方式，第一通信系统的工作频段和第二通信系统的工作频段部分重叠。

根据本发明的一些优选实施方式，导航系统为北斗导航系统，第一通信系统为北斗短报文追踪系统，第二通信系统为铱星通信系统；

追踪信息包括时间信息和经纬度信息。

根据本发明的上述优选实施方式的飞行器所能够解决的技术问题及其能够取得的技术效果，可参见以上针对参考图1和图2所描述的用于自动切换飞行器的通信系统的方法的各实施例的相关说明。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于自动切换飞行器的通信系统的方法，所述通信系统包括彼此相互独立的第一通信系统和第二通信系统，其中所述第一通信系统被配置为能够以预定时间间隔定期向外部导航追踪系统发送包含所述飞行器的追踪信息的报文，所述第二通信系统被配置为能够可操作地与飞行器的外部通信系统进行通话，其特征在于，所述第一通信系统的工作频段和所述第二通信系统的工作频段部分重叠，所述方法包括以下步骤：

监测所述第二通信系统是否发生接听操作、拨打操作及挂断操作；

响应于所述第二通信系统发生的所述接听操作和所述拨打操作之一者，中断所述第一通信系统的工作；

响应于所述第二通信系统发生的所述挂断操作，恢复所述第一通信系统的工作；

在所述第一通信系统的中断时间期间，记录所述飞行器的追踪信息；以及

当所述第一通信系统恢复工作时，由所述第一通信系统向所述外部导航追踪系统发送恢复工作报文，所述恢复工作报文包含所述中断时间期间记录的所述追踪信息以及用于表征中断工作的原因的代码，从而保证所述外部导航追踪系统对所述飞行器的完整飞行路径数据的掌握。

2.如权利要求1所述的用于自动切换飞行器的通信系统的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

当中断所述第一通信系统的工作时开始计时，并在所述第一通信系统的中断时间达到预设的追踪中断时长阈值时，强制断开所述第二通信系统，并恢复所述第一通信系统的工作。

3.如权利要求2所述的用于自动切换飞行器的通信系统的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

在所述第一通信系统的所述中断时间达到预设的告警时长阈值时，输出告警信号以提示执行所述挂断操作，其中所述告警时长阈值小于所述追踪中断时长阈值。

4.如权利要求1所述的用于自动切换飞行器的通信系统的方法，其特征在于，所述飞行器包括导航系统，所述导航系统包括所述第一通信系统，所述追踪信息包括时间信息和经纬度信息。

5.如权利要求4所述的用于自动切换飞行器的通信系统的方法，其特征在于，所述导航系统为北斗导航系统，所述第一通信系统为北斗短报文追踪系统，所述第二通信系统为铱星通信系统。

6.一种飞行器，所述飞行器包括包含第一通信系统的导航系统和第二通信系统，所述第一通信系统和所述第二通信系统彼此独立工作，所述第一通信系统被配置为能够以预定时间间隔定期向外部导航追踪系统发送包含所述飞行器的追踪信息的报文，所述第二通信系统被配置为能够可操作地与飞行器的外部通信系统进行通话，其特征在于，所述第一通信系统的工作频段和所述第二通信系统的工作频段部分重叠，所述飞行器还包括：

监测模块，所述监测模块被配置为能够监测所述第二通信系统是否发生接听操作、拨打操作及挂断操作，并在监测到所述操作时产生用于表征所述操作的监测信号；

通信切换控制模块，所述通信切换控制模块被配置为能够接收来自所述监测模块的监测信号，并在收到用于表征所述接听操作或表征所述拨打操作的所述监测信号时中断所述第一通信系统的工作，在收到用于表征所述挂断操作的所述监测信号时，使得所述第一通信系统恢复工作；

所述导航系统还包括本地记录模块，其中所述本地记录模块被配置为能够在所述第一通信系统的所述中断时间期间记录所述飞行器的追踪信息，并在所述第一通信系统恢复工作时将所述中断时间期间记录的所述追踪信息提供给所述第一通信系统，并且其中，所述第一通信系统还被配置为能够在恢复工作时，向所述外部导航追踪系统发送恢复工作报文，所述恢复工作报文包含所述中断时间期间记录的所述追踪信息以及用于表征中断工作的原因的代码，从而保证所述外部导航追踪系统对所述飞行器的完整飞行路径数据的掌握。

7.如权利要求6所述的飞行器，其特征在于，所述通信切换控制模块设有定时器，所述定时器被配置为能够在中断所述第一通信系统的工作时开始计时；并且

所述通信切换控制模块还被配置为能够在所述第一通信系统的中断时间达到预设的追踪中断时长阈值时，强制断开所述第二通信系统，并使得所述第一通信系统恢复工作。

8.如权利要求7所述的飞行器，其特征在于，所述通信切换控制模块还被配置为能够在所述第一通信系统的所述中断时间达到预设的告警时长阈值时，输出告警信号以提示执行所述挂断操作，其中所述告警时长阈值小于所述追踪中断时长阈值。

9.如权利要求6所述的飞行器，其特征在于，所述导航系统为北斗导航系统，所述第一通信系统为北斗短报文追踪系统，所述第二通信系统为铱星通信系统；

所述追踪信息包括时间信息和经纬度信息。

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