CN206789068U - 飞机进近着陆监视系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种飞机进近着陆监视系统。该飞机进近着陆监视系统包括：红外传感器、地面服务器和显示设备。相较于现有技术，本实用新型巧妙的利用飞机进近着陆时的下滑航迹固定不变，因此具有固定的标准着陆航线，基于此，通过红外传感器获取飞机着陆过程中的实时影像，从而构建了准确的进近着陆监视系统，可全程监视飞机起落架实时情况，同时具有观察画面更加形象、便于安装、实施、结构简单、成本较低等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空航天技术领域，具体涉及一种飞机进近着陆监视系统。
背景技术
现在常用的进近着陆引导是通过仪表着陆系统(ILS)来完成，飞机接入仪表着陆系统，在其引导下飞机沿着标准下滑线进入决断高度，然后在满足相关目视参考规定下，人工操作完成最后的降落。仪表着陆系统是典型精密进近引导程序的设备系统，精密进近引导程序的其它设备系统还包括：微波着陆系统(MLS)、精密进近雷达(PAR)以及由全球导航卫星系统提供垂直引导的进近(GNSS APV)。这些设备系统主要是传递引导信号到飞机上，供训练有数的机组人员使用，作为进近着陆的主要参考。
多点定位监视技术(MLAT)是一种新式的目标监视技术，可用于机场场面以及进近阶段的目标监视。其基本原理是利用多个地面接收站相对飞机下行数据在接收时的时间差(TDOA)关系来确定飞机的精确位置。
塔台或地面管制人员在使用以上技术时，看到的要么是来自雷达信号的跳动方块，要么是类似多点定位提供的跳动斑点，这些都为模拟数据，不够形象；在飞机进入五边，作最后的下滑着陆时，塔台或地面管制人员也很少能有效利用这些技术来查看飞机是否有偏离标准下滑线；另外，已有的技术需要地面多个设备的安装和调试，同时还需要有相应机载设备作支撑，使得安装调试复杂，购建价格昂贵。
因此，目前迫切需要提供一种显示画面更加形象的、结构简单、成本较低的飞机进近着陆监视系统。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种飞机进近着陆监视系统，以解决上述问题。
第一方面，本实用新型提供的一种飞机进近着陆监视系统，包括：红外传感器、地面服务器和显示设备；其中，
所述红外传感器设于机场跑道侧方，且与所述地面服务器通信连接，用于采集飞机着陆过程中的实时影像，并将所述实时影像发送至所述地面服务器；
所述地面服务器与所述显示设备通信连接，所述地面服务器接收所述实时影像后，将根据所述实时影像与所述跑道的标准着陆航线融合生成的融合监视影像发送至所述显示设备；
所述显示设备用于显示所述融合监视影像，以使空管员根据所述融合监视影像监视所述飞机的降落线路是否准确无误。
可选的，所述红外传感器的安装满足以下约束条件：所述红外传感器距所述跑道的距离及所述红外传感器的拍摄角度使所述红外传感器的光学信号采集范围包含从中指标点至跑道上指定位置点的范围。
可选的，所述红外传感器斜向设于所述机场跑道侧方。
可选的，所述红外传感器包括被动式红外热像仪。
可选的，所述飞机进近着陆监视系统，还包括：安全基座；
所述红外传感器安装于所述安全基座上并凸出于地面，所述安全基座在受到超出预设阈值的重力压迫时，将所述红外传感器下降至地面以下以使所述红外传感器的顶面与地面平行。
可选的，所述飞机进近着陆监视系统，还包括：存储器；
所述存储器与所述地面服务器通信连接，所述地面服务器还将所述融合监视影像发送至所述存储器进行存储。
可选的，所述红外传感器采用光纤与所述地面服务器通信连接。
可选的，所述光纤包括单模单芯光纤或单模双芯光纤。
可选的，所述显示设备包括：液晶显示器或投影显示装置。
可选的，所述飞机进近着陆监视系统，还包括：无线通信设备；
所述无线通信设备与所述地面服务器和安装于所述飞机上的报警装置均通信连接，用于根据空管员的操作向所述报警装置发送报警信号，以通过所述报警装置向飞行员发出警报。
由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种飞机进近着陆监视系统，包括：红外传感器、地面服务器和显示设备。相较于现有技术，本实用新型巧妙的利用飞机进近着陆时的下滑航迹固定不变，因此具有固定的标准着陆航线，基于此，通过红外传感器获取飞机着陆过程中的实时影像，从而构建了准确的进近着陆监视系统，具有以下优点：
(1)本系统为红外传感器获取的视频图像，显示的是真实跑道、真实飞机和标准着陆航线，与雷达或多点定位提供的跳动方块或斑点相比，本系统的显示更加直观、形象。
(2)本系统的主要成本为红外传感器的购买，是一种简单高效，成本低廉的进近着陆监视系统。
(3)本系统白天、夜晚都有效，并且雨、雪、雾、霾等复杂气候对本系统的影响也微乎其微。
(4)本系统是独立完整的系统，且结构简单，不需改变飞机上原有设备，不会影响国际通航，便于实施。
(5)雷达提供的跳动斑块前后时间差为0.5秒,红外传感器得到的为实时视频画面，因此探测精度更高。
(6)利用本系统，管制员可以可实时查看飞机起落架情况，有异常时及时向飞行员发起警报，避免降落过程中起落架未放下导致安全事故。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1示出了本实用新型第一实施例所提供的一种飞机进近着陆监视系统的示意图；
图2示出了本实用新型实施例所提供的一种红外传感器斜向设置的俯视示意图；
图3示出了本实用新型实施例提供的红外传感器斜向设置对应的融合监视影像的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
本实用新型提供一种飞机进近着陆监视系统，其技术构思基于以下原理：
机场的跑道修好后是固定不变的，所以跑道的中心线及其沿长线(航向线)也是不变的。如果下滑角规定后，则形成的下滑线也是不变的，航向线和下滑线结合起来形成了飞机进近着陆的航线，也是不变的。如果把红外传感器固定安装在跑道边，则跑道、附近的景物及飞机着陆的标准着陆航线等在视频画面上显示的点位也是固定不变的，所以标准着陆航线可以通过作图的方法画上，以固定直线的形式呈现在画面上，该直线表示理论上最准确的标准着陆航线，该标准着陆航线与天气好坏无关。
进近着陆中的标准着陆航道固定不变，所以可将该航道用直线表示，叠加到红外传感器采集到的画面上，红外传感器采集实时影像以监视飞机在进近着陆阶段中的航迹，由于飞机尾喷温度高达500度，远高于周边温度，因此采用红外传感器可以准确的捕捉飞机的航迹，利用该航迹和表示标准着陆航道的直线比较，进而可以供空管员判断飞机飞行情况是否合理。上述原理可参照图1进行理解。
下面结合附图对本实用新型的实施例进行说明。
请参考图1，图1示出了本实用新型第一实施例所提供的一种飞机进近着陆监视系统的示意图。如图1所示，根据本实用新型第一实施例提供的一种飞机进近着陆监视系统包括：红外传感器101、地面服务器102和显示设备103；其中，
所述红外传感器101设于机场跑道侧方，且与所述地面服务器102通信连接，用于采集飞机着陆过程中的实时影像，并将所述实时影像发送至所述地面服务器102；
所述地面服务器102与所述显示设备103通信连接，所述地面服务器102接收所述实时影像后，将根据所述实时影像与所述跑道的标准着陆航线融合生成的融合监视影像发送至所述显示设备103；
所述显示设备103用于显示所述融合监视影像，以使空管员根据所述融合监视影像监视所述飞机的降落线路是否准确无误。
其中，在本实用新型第一实施例的一个变更实施方式中，地面服务器102是系统的中央处理部分，主流配置的台式电脑即可实现该系统的所有处理，针对机场安全的特殊性，可以采用商用普通台式电脑；
所述地面服务器102将所述实时影像与所述跑道的标准着陆航线进行融合的过程如下：
1)接受红外传感器101获取的实时视频(即实时影像)，解码该视频；
2)在实时影像的视频画面中绘制标准着陆航线，该标准着陆航线在视频画面可用单直线、多直线、立方体管道表示，可以采用单直线，简洁明了；
3)在实时影像的视频画面中绘制决断高度线，决断高度用垂直于航向线的直线表示，可以在决断高度线的旁边叠加上决断高度，比如60米，30米；
通过上述步骤1)-3)，完成融合过程，获得融合监视影像。接下来，地面服务器102可以将绘制有标准着陆航线和决断高度线的融合监视影像输送到所述显示设备103，以供塔台或地面的空管员通过所述显示设备103进行查看。
作为本实用新型第一实施例的一个变更实施方式，为了使空管员能够直观的查看到飞机在进近着陆过程中完整的实际航迹与标准着陆航线的匹配情况，所述红外传感器101的安装满足以下约束条件：所述红外传感器101距所述跑道的距离及所述红外传感器101的拍摄角度使所述红外传感器101的光学信号采集范围包含从中指标点至跑道上指定位置点的范围。
其中，所述中指标点是指60m决断高度对应的指标点，所述指定位置点可以是跑道上的任意一点，例如，考虑到飞机一般滑行至跑道中部时即可确定安全着陆，可以选择跑道中间位置的某一点作为指定位置点。容易理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求设置所述红外传感器101的位置，例如，使所述红外传感器101的光学信号采集范围包含从外指标点至航向台的范围，以采集飞机从进近定位点至降落完成的全过程。
所述红外传感器101可以垂直于跑道安装(如图1所示)，以从侧正方拍摄飞机的着陆过程，也可以斜向安装于跑道侧方，采用几乎正对飞机的方式进行拍摄，如图2、图3所示，其分别为本实用新型实施例提供的一种红外传感器斜向设置的俯视示意图以及本实用新型实施例提供的红外传感器斜向设置对应的融合监视影像的示意图，由图可知，采用斜向设置的方式，可以从几乎正对飞机的角度进行拍摄，相较于垂直于跑道安装的方式，距离跑道可以更近，距离着陆的飞机也更近一些，因此拍摄的实时影像更加清晰、效果更好，受周边其他跑道影响更小且视野更远。
在本实用新型第一实施例提供的一个具体的实施例中，所述红外传感器101安装在距离跑道头1000米左右位置，这样可完成的监视飞机下降和着陆拉平的全过程。
实用新型在本实用新型第一实施例的另一个变更实施方式中，所述红外传感器可以采用被动式红外热像仪，被动式红外热像仪不主动发射光源，不会对飞行员的视觉产生任何影响。
在本实用新型第一实施例的另一个变更实施方式中，所述飞机进近着陆监视系统，还包括：安全基座；
所述红外传感器101安装于所述安全基座上并凸出于地面，所述安全基座在受到超出预设阈值的重力压迫时，将所述红外传感器101下降至地面以下以使所述红外传感器101的顶面与地面平行。
在一个具体的实施例中，所述安全基座采用受力破损式结构，在接受重量超过15-20kg的外力冲击时，安全基座自动粉碎，进而所述红外传感器101自动下沉到与机场表面平行，避免产生安全事故。
在本实用新型第一实施例的另一个变更实施方式中，所述飞机进近着陆监视系统，还包括：存储器；
所述存储器与所述地面服务器102通信连接，所述地面服务器102还将所述融合监视影像发送至所述存储器进行存储。所述存储器主要用于存储地面服务器102输出的结果画面，用作事后分析的重要参考；采用普通配置的存储器即可满足要求。
在本实用新型第一实施例的另一个变更实施方式中，所述红外传感器101采用光纤与所述地面服务器102通信连接。所述光纤用于传输红外传感器101获取的实时画面，可使用单模单芯或单模双芯光纤，优选的可以采用单模单芯，即可满足实时传输要求，又能降低成本。
在本实用新型第一实施例的另一个变更实施方式中，所述飞机进近着陆监视系统，还包括：无线通信设备；
所述无线通信设备与所述地面服务器和安装于所述飞机上的报警装置均通信连接，用于根据空管员的操作向所述报警装置发送报警信号，以通过所述报警装置向飞行员发出警报。通过该无线通信设备，管制人员在发现飞机偏离标准着陆航线时，可以向飞机上的飞行员及时发出警报，以保证其顺利着陆，避免发生安全事故。
所述无线通信设备与所述报警装置采用无线通信方式连接，具体的，可以利用机场现有通信设备或移动5G通信技术实现，本实用新型实施例不做限制，本领域技术人员可以灵活的变更后采用其他无线通信技术实现本实用新型，其也在本实用新型的保护范围之内。
通过所述显示设备103，管制员可以直观的查看到飞机的实时飞行姿态以及标准着陆航线和决断高度线，从而监视进近着陆飞机降落线路是否准确无误。塔台管制人员可以此对飞偏的飞机及时提醒，避免着陆风险；相关管理人员可以此作为评价飞行员操作技术的重要指标；系统也可作为进近着陆事故分析的重要资料。
在本实用新型第一实施例的一个变更实施方式中，所述显示设备103可以采用液晶显示器或投影显示装置，以便管制员更加清晰、直观的查看融合监视影像。
本实用新型提供的所述飞机进近着陆监视系统，巧妙利用飞机进近着陆时的下滑航迹固定不变，以此为依据结合红外传感器101和显示设备103，构建了一种简单、形象却非常准确的进近着陆监视系统，具有以下优点：
(1)本系统为红外传感器获取的视频图像，显示的是真实跑道、真实飞机和标准着陆航线，与雷达或多点定位提供的跳动方块或斑点相比，本系统的显示更加直观、形象。
(2)本系统的主要成本为红外传感器的购买，是一种简单高效，成本低廉的进近着陆监视系统。
(3)本系统白天、夜晚都有效，并且雨、雪、雾、霾等复杂气候对本系统的影响也微乎其微。
(4)本系统是独立完整的系统，且结构简单，不需改变飞机上原有设备，不会影响国际通航，便于实施。
(5)雷达提供的跳动斑块前后时间差为0.5秒,红外传感器得到的为实时视频画面，因此探测精度更高。
(6)利用本系统，管制员可以可实时查看飞机起落架情况，有异常时及时向飞行员发起警报，避免降落过程中起落架未放下导致安全事故。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一个变更实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种飞机进近着陆监视系统，其特征在于，包括：红外传感器、地面服务器和显示设备；其中，
所述红外传感器设于机场跑道侧方，且与所述地面服务器通信连接，用于采集飞机着陆过程中的实时影像，并将所述实时影像发送至所述地面服务器；
所述地面服务器与所述显示设备通信连接，所述地面服务器接收所述实时影像后，将根据所述实时影像与所述跑道的标准着陆航线融合生成的融合监视影像发送至所述显示设备；
所述显示设备用于显示所述融合监视影像，以使空管员根据所述融合监视影像监视所述飞机的降落线路是否准确无误。
2.根据权利要求1所述的飞机进近着陆监视系统，其特征在于，所述红外传感器的安装满足以下约束条件：所述红外传感器距所述跑道的距离及所述红外传感器的拍摄角度使所述红外传感器的光学信号采集范围包含从中指标点至跑道上指定位置点的范围。
3.根据权利要求1所述的飞机进近着陆监视系统，其特征在于，所述红外传感器斜向设于所述机场跑道侧方。
4.根据权利要求3所述的飞机进近着陆监视系统，其特征在于，所述红外传感器包括被动式红外热像仪。
5.根据权利要求1所述的飞机进近着陆监视系统，其特征在于，还包括：安全基座；
所述红外传感器安装于所述安全基座上并凸出于地面，所述安全基座在受到超出预设阈值的重力压迫时，将所述红外传感器下降至地面以下以使所述红外传感器的顶面与地面平行。
6.根据权利要求1所述的飞机进近着陆监视系统，其特征在于，还包括：存储器；
所述存储器与所述地面服务器通信连接，所述地面服务器还将所述融合监视影像发送至所述存储器进行存储。
7.根据权利要求1所述的飞机进近着陆监视系统，其特征在于，所述红外传感器采用光纤与所述地面服务器通信连接。
8.根据权利要求7所述的飞机进近着陆监视系统，其特征在于，所述光纤包括单模单芯光纤或单模双芯光纤。
9.根据权利要求1所述的飞机进近着陆监视系统，其特征在于，所述显示设备包括：液晶显示器或投影显示装置。
10.根据权利要求1所述的飞机进近着陆监视系统，其特征在于，还包括：无线通信设备；
所述无线通信设备与所述地面服务器和安装于所述飞机上的报警装置均通信连接，用于根据空管员的操作向所述报警装置发送报警信号，以通过所述报警装置向飞行员发出警报。
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| GR01 | Patent grant | ||
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