CN117157688A - 智能型尖端飞机地面引导管制系统及方法 - Google Patents

智能型尖端飞机地面引导管制系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种飞机地面引导管制系统及方法，其特征在于，将设置于机场内的能够控制和监视的所有航空灯的固定的位置信息GPS坐标值输入到服务器中并进行管理，并实时判断在雷达上移动的飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标是否交叉，若飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标交叉，则特定飞机的位置且引导控制飞机经过的航空灯。由此，将航空灯的固定的位置信息GPS坐标值输入到服务器中并进行管理，且若在雷达上移动的飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标交叉则实时准确地掌握飞机经过的位置，而且提供能够引导和控制飞机和航空灯的效果。

Description

智能型尖端飞机地面引导管制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种飞机地面引导管制系统及方法，更详细地讲，涉及一种能够准确地掌握飞机经过的位置并引导和控制飞机和航空灯的飞机地面引导管制系统及方法。
背景技术
随着利用飞机的人越来越多，由于机场的大规模化、飞机的出发和到达次数增加、机场跑道附近交通的复杂化等原因，通过管制员的运用的航空管制变得越来越困难，况且在夜间或恶劣天气导致能见度低的情况下也绝对需要专门负责探测机场地面的雷达。
使用于这种目的的雷达称为机场地面监视雷达(Airport Surface DetectionEquipment：ASDE)。
另一方面，航空交通业务区分为进近管制业务、飞机场管制业务、区域管制业务，飞机场管制业务包括停机坪管制业务。停机坪管制业务是负责在机场的停机坪对飞机进行地面引导的业务，是管制出发飞机和到达飞机在停机坪的移动的业务。
另外，在没有停机坪管制员的情况下地面管制员执行该业务。
机场等飞机场一般分为移动区域(Movement Area)和非移动区域(NonmovementArea)，移动区域由机动区域(Manuvering Area)和停机坪(Apron)组成，是用于飞机的起飞、着陆以及地面引导的机场内的一部分。
用于从管制塔所在的机场/直升机场进入移动区域的特定许可应从航空交通相关机构获得。
停机坪是乘客上下飞机、装卸邮件和货物或能够执行加油、停机或维修的陆地机场的指定的区域。非移动区域是不在航空交通管制下的滑行道和停机场区域。
飞机场管制分为停机坪管制(Ramp Control)和地面管制(Ground Control)。停机坪管制是在飞机场管制业务中向在地面停机坪区域内移动的飞机提供的管制业务，通常在执行飞机场管制业务的管制塔同时执行停机坪管制业务。
停机坪管制业务是对于停机坪管制区内飞机的发动机启动(Engine start-up)、后方牵引(Push back)、用于进入滑行道(Taxiway)的地面移动许可以及地面作业车辆、人员的控制，停机坪管制员在飞机离开停机坪进入地面管制员的管制区即滑行道(Taxiway)之前应向地面管制员移交管制权。同样地、地面管制员(Ground Controller)在飞机离开滑行道进入停机坪之前应向停机坪管制员(Ramp Controller)移交管制权。
这样的机场为了确保安全性而在构建各种尖端技术和设备以及新的运行系统。
但是，由于预测不到的气象和设备的缺陷、管制员和飞机驾驶员的失误等各种因素，飞机仍然频频发生大大小小的事故。
因此，为了确保飞机的安全性必不可少的是，双重、三重地完善并升级系统，从而保护飞机和乘客并使机场内的交通顺畅。
另外，在飞机在现有的机场跑道上起飞和着陆的情况下，在管制塔通过雷达获取机场的物体信息而指定飞机的路径，并通过上述指定的路径的引导灯(航空灯)将飞机引导到目的地。
但是，通过雷达接收的物体除了接收飞机之外还接收常驻在机场跑道上的多个物体信息，因此存在难以快速掌握所需的飞机的信息的缺点。
因此，实际情况是需要开发改善成能够快速掌握飞机的位置信息的方式的飞机地面引导管制系统及方法。
发明内容
技术问题
本发明是为了解决前面所述的现有各种问题而研究出的，本发明的目的在于提供一种飞机地面引导管制系统及方法，其将航空灯的固定的位置信息GPS坐标值输入到服务器中并进行管理，且若在雷达上移动的飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标交叉则实时准确地掌握飞机经过的位置，而且能够引导和控制飞机和航空灯。
解决问题方案
旨在达到如上所述的目的的飞机地面引导管制系统及方法，其特征在于，将设置于机场内的能够控制和监视的所有航空灯的固定的位置信息GPS坐标值输入到服务器中并进行管理，并实时判断在雷达上移动的飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标是否交叉，若飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标交叉，则特定飞机的位置且引导控制飞机经过的航空灯。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，向服务器输入未设置引导灯火的停机坪内的间距一定的GPS坐标值，若飞机的坐标信息和停机坪内GPS坐标值交叉，则跟踪飞机的位置。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，将从监视飞机的雷达传输的纬度、经度坐标换算成GPS信息而实时跟踪位于停机坪内没有航空灯的登机桥或停机位的飞机的到达和离开的位置。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，在飞机的起飞路径、着陆路径即飞机场内的着陆带以及跑道中心部分别具备变焦摄像机或无人机摄像机，以向管制员提供低视程时也能够确认起飞、着陆的飞机的机身和灯光、起落架、发动机的图像信息。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，在跑道和平行滑行道快速脱离道设置5G激光雷达而实时与地面监视雷达联动，且准确地跟踪在跑道和平行滑行道、停机坪移动的飞机和车辆的位置。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，连接SSR二次监视雷达和地面监视雷达、5G激光雷达而从空中开始跟踪获得着陆许可的飞机的呼号，从而即使着陆的飞机关闭应答器也自动附着呼号，因而在服务器跟踪飞机的位置直到飞机在登机桥或停机位停机后起飞。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，若着陆的飞机从跑道进近快速脱离道-滑行道-平行滑行道-停机坪-停靠装置，则利用红外摄像机向监控器提供用于根据飞机机型的停止距离和停靠的左、右侧行驶指南信息，以使飞机驾驶员能够安全地停靠。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，为了起飞而从登机桥移动的飞机被摄像机传感器感测，从停机位移动的飞机感测固定坐标和移动的GPS坐标交叉的信号，此时在服务器自动标记回航的飞机的呼号而在服务器跟踪飞机位置直到起飞。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，在机场和停机坪内移动的车辆的位置跟踪是在车辆上附着双向通信的GPS装置以预防飞机和车辆碰撞并在飞机发生事故时将从外部进入的消防车和急救车辆引导到事故现场。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，为了自动安全地引导飞机而在服务器构建将设置于地面的各种航空灯火与包括ILS、VOR、DME、GP、TACAN、AMOS、PAPI在内的航行安全设备联动的系统，并实时向管制员提供设备的有/无异常信息。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，将空中雷达和地面监视雷达联动并在服务器计算飞机的着陆时间和起飞的飞机的时间而自动管制起飞、着陆。
另外，根据本发明的飞机地面引导管制方法的特征在于，向管制员提供能够实时准确地判断跑道和平行滑行道、停机坪的状况的3D图像。
发明效果
利用根据本发明的飞机地面引导管制系统及方法，则将航空灯的固定的位置信息GPS坐标值输入到服务器中并进行管理，且若在雷达上移动的飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标交叉则实时准确地掌握飞机经过的位置，而且提供能够引导和控制飞机和航空灯的效果。
附图说明
图1是图示了根据本发明的飞机地面引导管制系统的图。
图2是图示了根据本发明的飞机地面引导管制系统的着陆带和跑道的图。
图3是图示了在根据本发明的飞机地面引导管制系统中适用了5g激光雷达的状态的图。
图4是图示了根据本发明的飞机地面引导管制系统的停机坪的图。
图5是图示了根据本发明的飞机地面引导管制系统的3D图像的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。
图1是图示了根据本发明的飞机地面引导管制系统的图，图2是图示了根据本发明的飞机地面引导管制系统的着陆带和跑道的图，图3是图示了在根据本发明的飞机地面引导管制系统中适用了5g激光雷达的状态的图，图4是图示了根据本发明的飞机地面引导管制系统的停机坪的图，图5是图示了根据本发明的飞机地面引导管制系统的3D图像的图。
如图1至图5所示，根据本发明的飞机地面引导管制系统由监视飞机的SSR二次监视雷达(SSR：Secondary Surveillance Radar)100和监视飞机的ASDE地面监视雷达200构成。
另外，进一步具备接收从上述SSR二次监视雷达100和ASDE地面监视雷达200传输的飞机的位置数据的控制部300。
这种控制部300通过系统服务器400对进近飞机场的飞机确保绝对安全，其中，该系统服务器400监视与航空系统联动的航行安全设备(ALS(Automatic Landing System，自动着陆系统)、VOR(VHF omnidirectional radio range，甚高频全向信标)、DME(DistanceMeasuring Equipment，测距仪)、TACAN(Tactical Air Navigation System，塔康)、ILS(Instrument Landing System，仪表着陆系统))和气象信息(AMOS(AutomatedMeteorological Observing System，自动气象观测系统))等的设备状态并执行在发生异常时立即向管制员传递信息的作用。
而且，如图2所示，在作为飞机的起飞路径、着陆路径的飞机场内的着陆带具备变焦摄像机500或无人机摄像机600。
另一方面，如图3所示，在跑道和平行滑行道快速脱离道具备5G激光雷达700。
另外，如图4所示，在停机坪具备红外摄像机810和监控器820。
而且，如图5所示，向管制员提供能够实时准确地判断跑道和平行滑行道、停机坪的状况的3D图像900。
以下说明根据本发明的飞机地面引导管制方法。
首先，将设置于机场内的能够控制和监视的所有航空灯的固定的位置信息GPS坐标值输入到服务器400中并进行管理，并实时判断在雷达100、200上移动的飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标是否交叉，若飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标交叉，则特定飞机的位置，且控制部300引导控制飞机经过的航空灯。
而且，向服务器输入未设置引导灯火的停机坪内的间距一定的GPS坐标值，若飞机的坐标信息和停机坪内GPS坐标值交叉，则跟踪飞机的位置。
接下来，将从监视飞机的雷达100、200传输的纬度、经度坐标换算成GPS信息而实时跟踪位于停机坪内没有航空灯的登机桥或停机位(spot)的飞机的到达和离开的位置。
而且，在飞机的起飞路径、着陆路径即飞机场内的着陆带以及跑道中心部分别具备变焦摄像机500或无人机摄像机600，以向管制员提供低视程时也能够确认起飞、着陆的飞机的机身和灯光、起落架、发动机的图像信息。
接下来，在跑道和平行滑行道快速脱离道设置5G激光雷达700而实时与地面监视雷达200联动，且准确地跟踪在跑道和平行滑行道、停机坪移动的飞机和车辆的位置。
而且，连接SSR二次监视雷达100和地面监视雷达200、5G激光雷达700而从空中开始跟踪获得着陆许可的飞机的呼号(call sign)，从而即使着陆的飞机关闭应答器(Transponder)也自动附着呼号，因而在服务器跟踪飞机的位置直到飞机在登机桥或停机位停机后起飞。
接下来，若着陆的飞机从跑道进近快速脱离道-滑行道-平行滑行道-停机坪-停靠装置，则利用红外摄像机810向监控器820提供用于根据飞机机型的停止距离和停靠的左、右侧行驶指南信息，以使飞机驾驶员安全地停靠。
而且，为了起飞而从登机桥移动的飞机被摄像机传感器感测，从停机位移动的飞机感测固定坐标和移动的GPS坐标交叉的信号，此时在服务器自动标记回航的飞机的呼号而在服务器跟踪飞机位置直到起飞。
接下来，在机场和停机坪内移动的车辆的位置跟踪是在车辆上附着双向通信的GPS装置以预防飞机和车辆碰撞并在飞机发生事故时将从外部进入的消防车和急救车辆引导到事故现场。
而且，为了自动安全地引导飞机而在服务器400构建将设置于地面的各种航空灯火与包括ILS(Instrument Landing System，仪表着陆系统)、VOR(VHF omnidirectionalradio range，甚高频全向信标)、DME(Distance Measuring Equipment，测距仪)、GP(GlidePath)、TACAN(Tactical Air Navigation System，塔康)、AMOS(AutomatedMeteorological Observing System，自动气象观测系统)、PAPI(Precision ApproachPath Indicator，精密进近航道指示器)在内的航行安全设备联动的系统，并实时向管制员提供设备的有/无异常信息。
接下来，将SSR二次监视雷达100和地面监视雷达200联动并在服务器计算飞机的着陆时间和起飞的飞机的时间而自动管制起飞、着陆。
而且，向管制员提供能够实时准确地判断跑道和平行滑行道、停机坪的状况的3D图像900。
根据本发明，将航空灯的固定的位置信息GPS坐标值输入到服务器中并进行管理，且若在雷达上移动的飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标交叉则实时准确地掌握飞机经过的位置，而且引导和控制飞机和航空灯。
以上虽然对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明的技术范围并不限定于前面所述的实施例，而应根据权利要求书进行解释。此时，本领域普通技术人员应考虑在不逸出本发明的范围的情况下能够进行诸多修改和变形。

Claims (12)

1.一种飞机地面引导管制方法，其特征在于，
将设置于机场内的能够控制和监视的所有航空灯的固定的位置信息GPS坐标值输入到服务器中并进行管理，
并实时判断在雷达上移动的飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标是否交叉，
若飞机的坐标信息与固定的航空灯的坐标交叉，则特定飞机的位置且引导控制飞机经过的航空灯。
2.根据权利要求1所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
向服务器输入未设置引导灯火的停机坪内的间距一定的GPS坐标值，
若飞机的坐标信息和停机坪内GPS坐标值交叉，则跟踪飞机的位置。
3.根据权利要求2所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
将从监视飞机的雷达传输的纬度、经度坐标换算成GPS信息而实时跟踪位于停机坪内没有航空灯的登机桥或停机位的飞机的到达和离开的位置。
4.根据权利要求1所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
在飞机的起飞路径、着陆路径即飞机场内的着陆带以及跑道中心部分别具备变焦摄像机或无人机摄像机，以向管制员提供低视程时也能够确认起飞、着陆的飞机的机身和灯光、起落架、发动机的图像信息。
5.根据权利要求1所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
在跑道和平行滑行道快速脱离道设置5G激光雷达而实时与地面监视雷达联动，且准确地跟踪在跑道和平行滑行道、停机坪移动的飞机和车辆的位置。
6.根据权利要求5所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
连接SSR二次监视雷达和地面监视雷达、5G激光雷达而从空中开始跟踪获得着陆许可的飞机的呼号，从而即使着陆的飞机关闭应答器也自动附着呼号，因而在服务器跟踪飞机的位置直到飞机在登机桥或停机位停机后起飞。
7.根据权利要求6所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
若着陆的飞机从跑道进近快速脱离道-滑行道-平行滑行道-停机坪-停靠装置，则利用红外摄像机向监控器提供用于根据飞机机型的停止距离和停靠的左、右侧行驶指南信息，以使飞机驾驶员能够安全地停靠。
8.根据权利要求7所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
为了起飞而从登机桥移动的飞机被摄像机传感器感测，从停机位移动的飞机感测固定坐标和移动的GPS坐标交叉的信号，此时在服务器自动标记回航的飞机的呼号而在服务器跟踪飞机位置直到起飞。
9.根据权利要求8所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
在机场和停机坪内移动的车辆的位置跟踪是在车辆上附着双向通信的GPS装置以预防飞机和车辆碰撞并在飞机发生事故时将从外部进入的消防车和急救车辆引导到事故现场。
10.根据权利要求9所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
为了自动安全地引导飞机而在服务器构建将设置于地面的各种航空灯火与包括ILS、VOR、DME、GP、TACAN、AMOS、PAPI在内的航行安全设备联动的系统，并实时向管制员提供设备的有/无异常信息。
11.根据权利要求10所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
将空中雷达和地面监视雷达联动并在服务器计算飞机的着陆时间和起飞的飞机的时间而自动管制起飞、着陆。
12.根据权利要求11所述的飞机地面引导管制方法，其特征在于，
向管制员提供能够实时准确地判断跑道和平行滑行道、停机坪的状况的3D图像。
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