CN215067320U - 一种通航飞行器导航及监视装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种通航飞行器导航及监视装置，涉及飞行器监视技术领域。其包括北斗定位通信天线、北斗定位通信模块、4G模块、主处理模块和导航PAD，北斗定位通信天线连接有北斗卫星，北斗定位通信天线与北斗定位通信模块连接，北斗定位通信模块和4G模块均与主处理模块连接，主处理模块与导航PAD通信连接。北斗定位通信天线用于获取北斗卫星的定位信号，并将定位信号传输至北斗定位通信模块。北斗定位通信模块用于接收定位信号，并根据定位信号生成通信信号。主处理模块用于接收通信信号，并根据通信信号生成数字信号。导航PAD用于根据数字信号进行显示。该装置可以将飞行数据4G和北斗短报文下传给地面服务器，做到飞行监视。

Description

一种通航飞行器导航及监视装置

技术领域

本实用新型涉及飞行器监视技术领域，具体而言，涉及一种通航飞行器导航及监视装置。

背景技术

在通用航空飞行导航及监视的领域，常用的定位手段包括GPS定位、北斗定位(RNSS)；用于监视的通信手段包括4G、北斗短报文(RDSS)、ADS-B。目前国内大部分通航飞行器机载监视设备基于GPS定位，使用4G或北斗短报文通信手段，实现飞行监视，较少使用ADS-B进行监视，因为ADS-B监视需要地面站配合，而ADS-B地面站作用距离有限，一般普遍使用在民用运输航空领域。4G通信手段一般只覆盖不超过1000米的低空和人口稠密区域，在1000米以上高空以及人烟稀少地区4G经常处于无信号状态，则容易出现无法监视飞行状态的情况。北斗短报文通信手段虽然不会处于无信号状态，但是其监视间隔时间较长，由北斗短报文获得的飞行轨迹一般会出现断续情况。

国内通航飞行器机载导航设备都基于GPS，尚无北斗导航设备；而飞行监视一般基于北斗短报文或4G，缺少基于两者的双通道通信监视设备，监视效果也就不是很理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种通航飞行器导航及监视装置，用以改善现有技术中无法实现北斗导航，以及无法连续不间断进行飞行监视的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种通航飞行器导航及监视装置，其包括北斗定位通信天线、北斗定位通信模块、4G模块、主处理模块和导航PAD，北斗定位通信天线通信连接有北斗卫星，北斗定位通信天线与北斗定位通信模块连接，北斗定位通信模块和4G模块均与主处理模块连接，主处理模块与导航PAD通信连接。北斗定位通信天线用于获取北斗卫星的定位信号，并将定位信号传输至北斗定位通信模块。北斗定位通信模块用于接收定位信号，并根据定位信号生成通信信号。主处理模块用于接收通信信号，并根据通信信号生成数字信号。导航PAD用于根据数字信号进行显示。

在本实用新型的一些实施例中，上述北斗定位通信模块包括收发单元、处理单元和变频单元，收发单元与北斗卫星通信连接，收发单元还与处理单元连接，处理单元与变频单元连接，处理单元还与主处理模块连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述收发单元包括第一控制器、接收电路和发送电路，接收电路和发送电路均与第一控制器连接，第一控制器与处理单元连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述变频单元包括上变频电路、第二控制器和下变频电路，上变频电路和下变频电路均与第二控制器连接，第二控制器与处理单元连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述北斗定位通信模块还包括第一供电单元，第一供电单元分别与收发单元、处理单元和变频单元连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述主处理模块包括接口单元、处理器和通信单元，接口单元与北斗定位通信模块连接，通信单元与导航PAD通信连接，接口单元和通信单元均与处理器连接，处理器还与4G模块连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述接口单元包括对接电路和第三控制器，北斗定位通信模块与对接电路连接，对接电路与第三控制器连接，第三控制器与处理器连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述通信单元包括蓝牙模组，蓝牙模组的一端与处理器连接，蓝牙模组的另一端与导航PAD通信连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述主处理模块还包括第二供电单元，第二供电单元分别与接口单元、处理器和通信单元连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述通航飞行器导航及监视装置还包括机壳，机壳上设置有指示灯，指示灯与北斗定位通信模块连接。

相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：

一种通航飞行器导航及监视装置，其包括北斗定位通信天线、北斗定位通信模块、4G模块、主处理模块和导航PAD，北斗定位通信天线通信连接有北斗卫星，北斗定位通信天线与北斗定位通信模块连接，北斗定位通信模块和4G模块均与主处理模块连接，主处理模块与导航PAD通信连接。4G模块可以按照4G无线通信规则，将定位信号发送到指定的目标地址。北斗定位通信天线用于获取北斗卫星的定位信号，并将定位信号传输至北斗通信模块。北斗定位通信模块用于接收定位信号，并根据定位信号生成通信信号。北斗定位通信模块可以将定位信号转换通信信号，并发送到主处理模块。主处理模块用于接收通信信号，并根据通信信号生成数字信号。导航PAD用于根据数字信号进行显示。该通航飞行器导航及监视装置可以将北斗卫星的定位信号，以4G通信方式和北斗短报文通信方式下传至地面服务器。通过4G通信手段和北斗短报文通信手段的配合使用，可以得到连续不间断的飞行数据，从而可以监视到连续不间断的飞行轨迹，做到了对通航飞行器的飞行监视。而且导航PAD可以接收主处理模块的数字信号，并进行显示，方便了飞行员直观获取导航PAD上的信息，实现了北斗导航的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种通航飞行器导航及监视装置的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种北斗定位通信模块的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的一种主处理模块的结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的一种收发单元的电路原理图；

图5为本实用新型实施例提供的一种处理单元的电路原理图；

图6为本实用新型实施例提供的一种变频单元的电路原理图；

图7为本实用新型实施例提供的一种接口单元的电路原理图；

图8为本实用新型实施例提供的一种处理器的电路原理图；

图9为本实用新型实施例提供的一种通信单元的电路原理图；

图10为本实用新型实施例提供的一种4G模块的电路原理图。

图标：1-4G模块；2-北斗定位通信模块；3-主处理模块；4-导航PAD；5-北斗定位通信天线；6-收发单元；7-处理单元；8-变频单元；9-第一供电单元；10-接口单元；11-处理器；12-通信单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，若出现术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，若出现由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

请参照图1，图1所示为本申请实施例提供的一种通航飞行器导航及监视装置的结构框图。一种通航飞行器导航及监视装置，其包括北斗定位通信天线5、北斗定位通信模块2、4G模块1、主处理模块3和导航PAD4，北斗定位通信天线5通信连接有北斗卫星，北斗定位通信天线5与北斗定位通信模块2连接，北斗定位通信模块2和4G模块1均与主处理模块3连接，主处理模块3与导航PAD4通信连接。具体的，4G模块1可以按照4G无线通信规则，将定位信号发送到指定的目标地址。北斗定位通信天线5用于获取北斗卫星的定位信号，并将定位信号传输至北斗定位通信模块2，同时北斗定位通信天线5与北斗定位通信模块2之间可以进行双向收发北斗短报文的动作。北斗定位通信模块2用于接收定位信号，并根据定位信号生成通信信号。具体的，北斗定位通信模块2可以将定位信号转换为通信信号，并发送到主处理模块3，并且北斗定位通信模块2与主处理模块3之间可以进行双向通信。主处理模块3用于接收通信信号，并根据通信信号生成数字信号。导航PAD4用于根据数字信号进行显示。具体的，导航PAD4与主处理模块3之间相互通信。该通航飞行器导航及监视装置可以与地面服务器进行交互，将北斗卫星的定位信号以4G通信方式和北斗短报文通信方式下传至地面服务器。通过4G通信手段和北斗短报文通信手段的配合使用，可以得到连续不间断的飞行数据，从而可以监视到连续不间断的飞行轨迹，做到了对通航飞行器的飞行监视。而且导航PAD4可以接收主处理模块3的数字信号，并进行显示，方便了飞行员直观获取导航PAD4上的信息，实现了北斗导航的目的。

需要说明的是，飞行数据可以包括定位信号与该定位信号的接收时间。

上述实现过程中，地面服务器可以是一种供地面上的人进行飞行监视和发出指令的终端设备。实现北斗导航的方式可以有两种，第一种可以为导航PAD4和服务器5进行数据交互，导航PAD4将服务器5的指示显示出来，以方便飞行员的驾驶，从而实现北斗导航的目的。第二种可以为主处理模块3与导航PAD4进行交互，导航PAD4接收到数字信号后，可以对数字信号进行导航解算，提供多种导航参数给飞行员，以达到北斗导航效果。具体的，导航参数包括直飞、改航、激活航线、偏置导航、航迹再现、数据库管理、3D导航、自由文电、航线生成、空域生成、进近导航、星态、图层控制、资料管理与查询、紧急呼救、领航计算、查阅诸元、安全告警、空中记事等功能。

在使用该通航飞行器导航及监视装置时，可以将北斗定位通信天线5放置在通航飞行器的前挡风玻璃的下方，将主处理模块3安装在不影响飞行员活动的地方，飞行员可以将导航PAD4用绑带固定到膝盖上方，以方便正常使用。

请参照图2，图2所示为本申请实施例提供的一种北斗定位通信模块2的结构框图。北斗定位通信模块2包括收发单元6、处理单元7和变频单元8，收发单元6与北斗卫星通信连接，收发单元6还与处理单元7连接，处理单元7与变频单元8连接，处理单元7还与主处理模块3连接。上述实现过程中，收发单元6可以用于收发北斗卫星的定位信号，该定位信号一般为基带信号。变频单元8可以用于将北斗卫星的信号频率调制为处理单元7能够进行处理的信号频率，以及将信号频率调制为北斗卫星的信号频率。处理单元7用于完成北斗短报文通信，并与主处理模块3进行交互。

具体的，处理单元7的电路图可以参照图5，如图5所示为本申请实施例提供的一种处理单元7的电路原理图。

在本实施例的一些实施方式中，收发单元6包括第一控制器、接收电路和发送电路，接收电路和发送电路均与第一控制器连接，第一控制器与处理单元7连接。具体的，收发单元6的具体电路图可以参照图4，如图4所示为本申请实施例提供的一种收发单元6的电路原理图。第一控制器可以选用SIT488EESA芯片。SIT488E是一款5V供电、全双工、低功耗，完全满足TIA/EIA-485标准要求的RS-485收发器。SIT488E包括一个驱动器和一个接收器，两者均可独立传输信号。SIT488EESA芯片的A管脚和B管脚可作为信号接收端，继而接收北斗卫星的基带信号。SIT488EESA芯片的Y管脚和Z管脚可作为信号发送端，继而发送北斗卫星的基带信号。也就达到了收发北斗卫星基带信号的效果。而且SIT488EESA芯片的DI管脚和RO管脚可以与处理单元7连接，继而可以将处理完成的信号传输至处理单元7。

在本实施例的一些实施方式中，变频单元8包括上变频电路、第二控制器和下变频电路，上变频电路和下变频电路均与第二控制器连接，第二控制器与处理单元7连接。其中，上变频电路用于将处理单元7能够进行处理的信号频率调制到北斗卫星的信号频率，下变频电路用于将北斗卫星的信号频率调制到处理单元7能够进行处理的信号频率。第二控制器可以控制上变频电路和下变频电路工作，从而调制信号频率。

其中，变频单元8的具体电路图可以参照图6。第二控制器可以选用SIT3232EEUE芯片。SIT3232E是一款3.3V供电、双通道、低功耗、高静电防护ESD保护，完全满足TIAEIA-232标准要求的RS-232收发器。SIT3232EEUE芯片的T2IN管脚和R2OUT管脚可以与处理单元7连接，用于接收处理器11传输的信号，并将处理好的信号传输到处理器11。

在本实施例的一些实施方式中，北斗定位通信模块2还包括第一供电单元9，第一供电单元9分别与收发单元6、处理单元7和变频单元8连接。第一供电单元9可以为收发单元6、处理单元7和变频单元8供电。具体的，第一供电单元9可以连接有外部电源，如：锂电池。第一供电单元9可以将锂电池提供的+9～+36V直流电转换成北斗定位通信模块2所用的+3.3V、+5V直流电。从而为收发单元6、处理单元7和变频单元8供电。

请参照图3，图3所示为本申请实施例提供的一种主处理模块3的结构框图。主处理模块3包括接口单元10、处理器11和通信单元12，接口单元10与北斗定位通信模块2连接，具体的，接口单元10可以用于与北斗定位通信模块2进行数据交互，该数据为通过北斗短报文通信手段获得的飞行数据，接口单元10可以将飞行数据传输至处理器11。通信单元12与导航PAD4通信连接，具体的，通信单元12可以用于与导航PAD4建立无线通信，继而与导航PAD4进行数据交互。接口单元10和通信单元12均与处理器11连接，处理器11还与4G模块1连接。具体的，主处理模块3生成的数字信号可以通过4G模块1与地面服务器进行交互，则可以通过4G通信的方式获得飞行数据。

其中，处理器11的具体电路图可以参照图8，如图8所示为本申请实施例提供的一种处理器11的电路原理图。

在本实施例的一些实施方式中，接口单元10包括对接电路和第三控制器，北斗定位通信模块2与对接电路连接，对接电路与第三控制器连接，第三控制器与处理器11连接。具体的，第三控制器可以控制对接电路进入工作状态，继而使对接电路接收北斗定位通信模块2发送的第二信号，第三控制器将第二信号传输到处理器11，完成了第二信号的传输。接口单元10的具体电路图可以参照图7。

在本实施例的一些实施方式中，通信单元12包括蓝牙模组，蓝牙模组的一端与处理器11连接，蓝牙模组的另一端与导航PAD4通信连接。具体的，主处理模块3与导航PAD4可以通过蓝牙模组建立蓝牙无线通信。蓝牙模组可以按照通信协议相互收发蓝牙通信数据，也就实现通信单元12与导航PAD4的数据交互。通信单元12的具体电路图可以参照图9。

在本实施例的一些实施方式中，上述主处理模块3还包括第二供电单元，第二供电单元分别与接口单元10、处理器11和通信单元12连接。上述实现过程中，第二供电单元可以为接口单元10、处理器11和通信单元12供电。具体的，第一供电单元9可以连接有外部电源，如：锂电池。第一供电单元9可以将锂电池提供的+9～+36V直流电转换成主处理模块3所用的+3.3V、+5V直流电。从而为接口单元10、处理器11和通信单元12供电。

在本实施例的一些实施方式中，上述通航飞行器导航及监视装置还包括机壳，机壳上设置有指示灯，指示灯与北斗定位通信模块2连接。上述实现过程中，北斗定位通信模块2中的处理单元7可以控制指示灯的亮灭，从而提醒飞行员该通航飞行器导航及监视装置是否正常工作。例如，上述指示灯可以包括红灯和绿灯，当红灯常亮时，表示该通航飞行器导航及监视装置出现故障，需要及时维修。当绿灯常亮时，表示该通航飞行器导航及监视装置正常工作。当绿灯闪烁时，表示该通航飞行器导航及监视装置需要进行充电或者更换电池。当绿灯和红灯都不亮时，表示该通航飞行器导航及监视装置的电量极低。

综上所述，本申请实施例提供的一种通航飞行器导航及监视装置，其包括北斗定位通信天线5、北斗定位通信模块2、4G模块1、主处理模块3和导航PAD4，北斗定位通信天线5连接有北斗卫星，北斗定位通信天线5与北斗定位通信模块2连接，北斗定位通信模块2和4G模块1均与主处理模块3连接，主处理模块3与导航PAD4通信连接。4G模块1可以按照4G无线通信规则，将飞行数据发送到指定的目标地址。北斗定位通信天线5用于获取北斗卫星的定位信号，并将定位信号传输至北斗通信模块。北斗定位通信模块2用于接收定位信号，并根据定位信号生成通信信号。北斗定位通信模块2可以将定位信号转换为通信信号，并发送到主处理模块3。主处理模块3用于接收通信信号，并根据通信信号生成数字信号。导航PAD4用于根据数字信号进行显示。该通航飞行器导航及监视装置可以将北斗卫星的定位信号以4G通信方式和北斗短报文通信方式下传至地面服务器。通过4G通信手段和北斗短报文通信手段的配合使用，可以得到连续不间断的飞行数据，从而可以监视到连续不间断的飞行轨迹，做到了对通航飞行器的飞行监视。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种通航飞行器导航及监视装置，其特征在于，包括北斗定位通信天线、北斗定位通信模块、4G模块、主处理模块和导航PAD，所述北斗定位通信天线通信连接有北斗卫星，所述北斗定位通信天线与所述北斗定位通信模块连接，所述北斗定位通信模块和所述4G模块均与所述主处理模块连接，所述主处理模块与所述导航PAD通信连接；

所述北斗定位通信天线用于获取所述北斗卫星的定位信号，并将所述定位信号传输至所述北斗定位通信模块；

所述北斗定位通信模块用于接收所述定位信号，并根据所述定位信号生成通信信号；

所述主处理模块用于接收所述通信信号，并根据所述通信信号生成数字信号；

所述导航PAD用于根据所述数字信号进行显示。

2.根据权利要求1所述的通航飞行器导航及监视装置，其特征在于，所述北斗定位通信模块包括收发单元、处理单元和变频单元，所述收发单元与所述北斗卫星通信连接，所述收发单元还与所述处理单元连接，所述处理单元与所述变频单元连接，所述处理单元还与所述主处理模块连接。

3.根据权利要求2所述的通航飞行器导航及监视装置，其特征在于，所述收发单元包括第一控制器、接收电路和发送电路，所述接收电路和所述发送电路均与所述第一控制器连接，所述第一控制器与所述处理单元连接。

4.根据权利要求2所述的通航飞行器导航及监视装置，其特征在于，所述变频单元包括上变频电路、第二控制器和下变频电路，所述上变频电路和所述下变频电路均与所述第二控制器连接，所述第二控制器与所述处理单元连接。

5.根据权利要求2所述的通航飞行器导航及监视装置，其特征在于，所述北斗定位通信模块还包括第一供电单元，所述第一供电单元分别与所述收发单元、所述处理单元和所述变频单元连接。

6.根据权利要求1所述的通航飞行器导航及监视装置，其特征在于，所述主处理模块包括接口单元、处理器和通信单元，所述接口单元与所述北斗定位通信模块连接，所述通信单元与所述导航PAD通信连接，所述接口单元和所述通信单元均与所述处理器连接，所述处理器还与所述4G模块连接。

7.根据权利要求6所述的通航飞行器导航及监视装置，其特征在于，所述接口单元包括对接电路和第三控制器，所述北斗定位通信模块与所述对接电路连接，所述对接电路与所述第三控制器连接，所述第三控制器与所述处理器连接。

8.根据权利要求6所述的通航飞行器导航及监视装置，其特征在于，所述通信单元包括蓝牙模组，所述蓝牙模组的一端与所述处理器连接，所述蓝牙模组的另一端与所述导航PAD通信连接。

9.根据权利要求6所述的通航飞行器导航及监视装置，其特征在于，所述主处理模块还包括第二供电单元，所述第二供电单元分别与所述接口单元、所述处理器和所述通信单元连接。

10.根据权利要求1所述的通航飞行器导航及监视装置，其特征在于，还包括机壳，所述机壳上设置有指示灯，所述指示灯与所述北斗定位通信模块连接。

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