CN2532511Y - 飞行实时仿真监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于将飞机的飞行参数和卫星导航信息实时、仿真地传输的监控系统。它是由地面设备和机上设备两部分组成，将飞机的飞行参数通过飞机上的通讯控制器、数传电台、电台天线实时传输到地面站，或传送到导航卫星上再发送到地面站，通过预处理器、主控机输给多个终端机实时仿真地显示出飞机飞行的姿态、位置，终端机分别以数字地图、实时参数的形式显示飞行航迹，仿真座舱仪表、飞机姿态的变化以及飞机各舵面的变化和起落架的收放，随时将信号上传到机载设备，并能将任意一架“失事”飞机飞行全过程的主要信息贮存在系统地面站的计算机内，具有与“黑匣子”类似的功能，一旦发生飞行事故，即使“黑匣子”失效，也可以通过地面站重现飞行数据，帮助分析查找事故原因。

Description

飞行实时仿真监控系统

本实用新型涉及一种用于将飞机的飞行参数和卫星导航信息实时传输、仿真的监控系统。

一般飞机在飞行过程中的飞行参数和信息，如飞行员与地面指挥员的对话、飞机各系统的工作状态等都传输给“飞机黑匣子”，飞机与地面的联系主要是靠飞行员与地面指挥的对话进行的。飞机的飞行姿态、高度、位置等数据是由地面雷达对空中飞机的监视得到。当飞机在空中发生特情时，主要是由飞行员通过电台进行空地沟通，对于飞机的飞行安全、空中故障的及时处置以及飞行质量的监控、辅助飞行指挥等都存在着很多不便，难以满足飞行中及着陆后的故障分析和飞行中的有效指挥，尤其是多架飞机的位置、姿态信息不能直观地显示出来，对于准确地实施飞行指挥调度有着一定的困难。美国专利5,9743,94公开了一种“远程飞机全球监控系统”《Remote，aircraft，global，paperless maintenance system》，它是通过飞机传感器将飞机的位置、高度、速度、控制面调整、发动机转速、温度、应力和燃料等数据以声音及视频信号传送到地面控制中心，监听记录这些信息并加以分析，实时监控飞机的操作情况；另外，这些信号还可通过卫星定位系统(GPS)或全球卫星导航系统传送到地面指挥中心和交管中心。此系统的各项参数均是由各种传感器取得，视频信号是由摄像机捕获，这种设备比较复杂，占用飞机的机内空间较多，在小型飞机上难以实现的，而且，该系统不能直观、形象地了解飞机在空中的姿态。

为了提供一种能够适应飞机有效空间的飞行实时仿真监控系统，本实用新型采用的技术解决方案是，系统由地面设备和机上设备两部分组成，机上设备由数传电台、通讯控制器、频率选择器、电源盒及电台天线组成，机载电缆将通讯控制器与数传电台连接在一起，同时与频率选择器连接，电台天线接在数传电台上，电源盒向各组件提供电源；地面设备由接收电台、地面站预处理器、地面天线、局域网络设备、主控机、终端机、地面电源及地面检查器等组成，地面天线与接收电台相接，地面电台通过预处理器接于主控机上，主控机与多个终端机相接。

本实用新型以通讯控制器取代了原有的各种传感器和摄像机，使得本系统的机上设备的体积大大减小，但数据量大大增加，与本实用新型的地面设备相配合，还具有了辅助飞行指挥、飞行质量监控、辅助特情处置和飞行事故取证等功能，在所辖范围内能准确地提供飞机的姿态信息，同步显示最多可达30架飞机，并以实时飞行仿真、参数显示、数字地图等形象直观的形式，显示任意一架飞机的座舱仪表指示、飞机姿态及各主要系统的重要参数，帮助指挥员及时掌握飞机的状态和位置，准确地实施飞行指挥调度；在地面同步显示飞机从开车滑出到着陆关车全过程的飞行姿态，供飞行指挥员、塔台机务值班员、领航参谋指挥监控飞机。

本系统的地面设备可设多个终端机，分别处理多个数据信号，并可以利用触摸式荧光屏随时察看空中任意一架飞机的飞行情况，掌握飞机所处位置，视情况对飞行员的飞行动作实施指导，监控飞机和发动机动态技术性能，并将这些信息贮存在计算机内，便于事后进行技术分析；塔台有关值勤人员利用该系统能实时监控飞机及发动机的工作情况，对空中出现的异常情况，系统能自动作出判断，通报地面并提出警示，指挥员可按照特情处置措施，指导和帮助飞行员正确处置空中特情；该系统能将任意一架“失事”飞机飞行全过程的主要信息贮存在系统地面站的计算机内，具有与“黑匣子”类似的功能，一旦发生飞行事故，即使“黑匣子”失效，也可以通过地面站重现飞行数据，帮助分析查找事故原因。

图1为本实用新型的系统原理框图；

图2为本实用新型的机上部分原理框图；

图3为本实用新型地面部分原理框图；

图4为本实用新型的通讯控制器框图。

天线1将接收到的GPS卫星导航信号传入卫星导航接收装置2，各种飞行参数信息3和卫星导航接收装置2用电缆与预处理控制装置4连接，然后，经机载数传装置5发送给差分数传装置7，差分数传装置7通过连接电缆经地面数传装置6到数据处理显示系统8。

机上设备的主要组成是，数传电台12、通讯控制器10、电源盒11、电台天线14、频率选择器13等，通讯控制器10内设的4个CPU，分别为MCPU、FCPU、GCPU和BCPU。FCPU与GCPU主要功能为收集飞行参数和GPS信号，BCPU用作平显数据的处理，MCPU接收GCPU、FCPU和BCPU的数据信息，MCPU和电台的通讯速率从9.6Kbps～640Kbps可选；并总体协调各部分之间的通信，并将卫星导航接收装置2的信息或飞行参数3(在图2中为9)通过电缆送入预处理控制装置4中做预处理后，控制数传电台12在其信道时隙中发送信息，同时传输给频率选择器13，频率选择器13将数传电台12频道的更改信号反馈到通讯控制器10再输入数传电台12，电源盒11提供全部机载设备的电源。(各组成单元之间均由电缆连接)。

地面设备主要包括地面天线14、接收电台15、地面站预处理器16、局域网络设备(包括集线器、网卡、网线等)、主控机17、终端机18、地面电源19及地面检查器等。(各单元之间由电缆线连接)。它的监控容量为30架飞机，单架飞机传送基本信息量为36字节(包括基本导航信息与飞机状态码)，作用距离为高度在10000m时不小于350km，定位精度不大于10m，数据传输速率为9600bps，数据更新率为0.5次/秒。机上预处理装置4处理后的信息被传送入主控机17，主控机17一方面以二维平面地图显示飞机的实时位置、飞行参数，另一方面将数据通过网络发送至各个终端机18，终端机18分别以数字地图、实时参数的形式显示飞行航迹、位置等，同时逼真地仿真座舱仪表和飞机姿态的变化，此外，根据实际飞行情况，可随时上传指令，控制数据的发送或改变发送次序。

Claims (3)

1、一种由机载设备和地面设备两部分组成的飞行实时仿真监控系统，其特征是，机上设备由数传电台、通讯控制器、频率选择器、电源盒及电台天线组成，机载电缆将通讯控制器与数传电台连接在一起，同时与频率选择器连接，电台天线接在数传电台上，电源盒向各组件提供电源；地面设备由接收电台、地面站预处理器、地面天线、局域网络设备、主控机、终端机、地面电源及地面检查器等组成，地面天线与接收电台相接，地面电台通过预处理器接于主控机上，主控机与多个终端机相接。

2、根据权利要求1所述的飞行实时仿真监控系统，其特征是，机上通讯控制器内设有4个CPU。

3、根据权利要求1所述的飞行实时仿真监控系统，其特征是，通讯控制器的出口设置扩展接口。

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