一種通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種通用航空飛行器以及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)控方法。該發(fā)明針對(duì)目前低空飛行安全監(jiān)管手段單一及力量的薄弱的問(wèn)題，利用北斗RNSS聯(lián)合GPSL1的無(wú)源定位技術(shù)、RDSS及地面蜂窩網(wǎng)通信技術(shù)，完成通航飛行器及無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)上報(bào)，以及航路服務(wù)推送。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：在城市及人口密度大且有地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)，由地面航管二次雷達(dá)、ADS?B地面站設(shè)備和北斗/GPS雙模定位技術(shù)進(jìn)行綜合監(jiān)視，確保飛行器航跡的高準(zhǔn)確度；而在欠發(fā)達(dá)偏僻的山地及無(wú)二次雷達(dá)、ADS?B地面站覆蓋的地區(qū)，利用北斗/GPS雙模定位以及北斗RDSS通信保持飛行器監(jiān)視的最低性能標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明提出的是一種具有普適性、易部署且具備我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低空空域安全監(jiān)管方法。
【專利說(shuō)明】
一種通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種基于北斗和GPS定位的、 通用航空飛行器以及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)視與控制技術(shù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自馬航MH370失蹤事故以來(lái)，國(guó)家已經(jīng)將運(yùn)輸航空的全球安全運(yùn)行監(jiān)視作為重點(diǎn) 規(guī)劃提上日程，并提出了逐步開(kāi)放低空空域發(fā)展戰(zhàn)略?，F(xiàn)行的低空空域管理，基本上僅依賴 于地面航管二次雷達(dá)站及ADS-B技術(shù)，低空空域管理僅依賴于甚高頻電臺(tái)通訊技術(shù)，由于雷 達(dá)站統(tǒng)一的詢問(wèn)頻率和應(yīng)答頻率，容易帶來(lái)異步干擾等問(wèn)題，并且建設(shè)成本較高，覆蓋范圍 受限。因此進(jìn)行我國(guó)自主研發(fā)的機(jī)載衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備以及空管監(jiān)管設(shè)備的研制是非常有意義 的。
[0003] 基于北斗RNSS/GPSL1定位以及RDSS、融合地面蜂窩網(wǎng)報(bào)文通信，通用航空飛行器 的安全監(jiān)控技術(shù)方法，可解決地面調(diào)度系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控所轄飛行器的位置、速度等狀態(tài)信息， 并對(duì)其進(jìn)行指揮和控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種可靠度高、設(shè)備復(fù)雜度較低、易部署的通用航空飛行器 及無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視以及控制的方法，解決國(guó)內(nèi)低空空域飛行安全監(jiān)管手段的單一以及 力量的薄弱的問(wèn)題。本發(fā)明利用北斗RNSS聯(lián)合GPSL1的無(wú)源定位技術(shù)、RDSS大容量出入站及 地面蜂窩網(wǎng)報(bào)文通信技術(shù)，進(jìn)行通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)上報(bào)，以及航路服務(wù)推 送服務(wù)。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：利用通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)載無(wú)源定位終端進(jìn)行 衛(wèi)星定位，利用數(shù)據(jù)鏈將定位結(jié)果通過(guò)固定的轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議發(fā)送到地面指揮控制中心，地面指 揮控制中心可通過(guò)協(xié)議約定內(nèi)容對(duì)通用航空飛行器以及無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制和業(yè)務(wù)服務(wù)。包括 以下步驟：
[0006] (1)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)機(jī)載模塊進(jìn)行無(wú)源定位；
[0007] (2)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的機(jī)載模塊將定位結(jié)果按照約定的地空通訊協(xié)議格 式進(jìn)行組幀；
[0008] (3)機(jī)載模塊通過(guò)空-地路由策略，將通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)定位狀態(tài)結(jié)果組幀 完成的數(shù)據(jù)包，利用北斗的RDSS數(shù)據(jù)鏈路或者地面蜂窩網(wǎng)發(fā)送到地面指揮控制中心;地面 指揮控制中心同時(shí)引入地面航管二次雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)和地面ADS-B數(shù)據(jù)；
[0009] (4)地面指揮控制中心，通過(guò)調(diào)度多元監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)航跡融合算法，將組幀完成的定位 狀態(tài)結(jié)果、地面航管二次雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)和地面ADS-B數(shù)據(jù)進(jìn)行融合計(jì)算，得到通用航空飛行 器及無(wú)人機(jī)最精確的實(shí)時(shí)定位結(jié)果及狀態(tài)；
[0010] (5)地面指揮控制中心將通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)定位結(jié)果及狀態(tài)標(biāo)記在 地面指揮控制中心的航圖投送設(shè)備上；
[0011] (6)地面指揮控制中心通過(guò)航圖投送設(shè)備對(duì)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)飛行 狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，向通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)發(fā)送綜合控制服務(wù)信息；
[0012] (7)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)載模塊按照約定的地空通訊協(xié)議格式，進(jìn)行綜合控 制服務(wù)信息的解幀，然后執(zhí)行信息內(nèi)容；
[0013] 完成通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)控。
[0014] 其中，所述步驟(3)中空-地路由策略具體為：
[0015] (301)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的機(jī)載模塊檢測(cè)地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)健康狀況以及北斗 RDSS通信通道健康狀況；
[0016] (302)若地面蜂窩網(wǎng)信號(hào)健康狀況達(dá)到門限標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)載模塊使用地面蜂窩網(wǎng)通過(guò) http協(xié)議給地面指揮控制中心傳送定位結(jié)果；否則，使用北斗RDSS通信鏈路給地面指揮控 制中心傳送定位結(jié)果。
[0017] 其中，所述步驟(4)具體為：
[0018] (401)地面指揮控制中心通過(guò)異構(gòu)平臺(tái)技術(shù)的聯(lián)合，確定數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)采用分布 式的架構(gòu)；
[0019] (402)地面指揮控制中心中的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)利用通用航空飛行器呼號(hào)、及無(wú)人機(jī) 的北斗號(hào)完成身份識(shí)別；
[0020] (403)地面指揮控制中心的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，分別完成通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)在 北斗監(jiān)視數(shù)據(jù)源、地面航管二次雷達(dá)監(jiān)視數(shù)據(jù)源和地面ADS-B監(jiān)視數(shù)據(jù)源下的狀態(tài)估計(jì)和 飛行航跡推算；
[0021] (404)地面指揮控制中心的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，通過(guò)北斗監(jiān)視數(shù)據(jù)源、地面航管二次雷 達(dá)監(jiān)視數(shù)據(jù)源和地面ADS-B監(jiān)視數(shù)據(jù)源的更新周期，確定多源數(shù)據(jù)融合周期；
[0022] (405)地面指揮控制中心的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)各監(jiān)視源的局部航跡與系統(tǒng)航 跡進(jìn)行融合，完成飛行器航跡的精度修訂。
[0023]其中，所述步驟(7)具體為：
[0024] (701)通用航空飛行器或無(wú)人機(jī)機(jī)載模塊接收到綜合控制服務(wù)信息，按照約定的 地空通訊協(xié)議進(jìn)行消息拆解幀；
[0025] (702)通用航空飛行器的機(jī)載模塊，為通航機(jī)組人員通過(guò)話音或文字播放解幀后 的綜合控制服務(wù)信息;無(wú)人機(jī)的機(jī)載模塊，將解幀后的綜合控制服務(wù)信息翻譯為無(wú)人機(jī)飛 行控制器的指令格式，然后通過(guò)數(shù)據(jù)口發(fā)送到無(wú)人機(jī)的飛行控制器模塊，完成無(wú)人機(jī)的控 制。
[0026] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為：
[0027] (1)提供了一種新的低空空域飛行器監(jiān)控方法，該方法通過(guò)RNSS/GPS多模定位技 術(shù)，聯(lián)合北斗RDSS星基通訊與地面蜂窩網(wǎng)通訊技術(shù)，將星基無(wú)源定位與現(xiàn)有航管二次雷達(dá) 監(jiān)視技術(shù)、ADS-B IN技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)視控制中心的全時(shí)域、全地域全空 域的無(wú)縫監(jiān)視。同時(shí)提出了基于北斗星基以及地面蜂窩網(wǎng)的雙向的地-空通信數(shù)據(jù)鏈路路 由策略，與通航及無(wú)人機(jī)業(yè)務(wù)相緊密相關(guān)的通信協(xié)議技術(shù)，為有效的管理低空空域，開(kāi)辟了 新的思路與手段。
[0028] (2)本發(fā)明提出方法可單一使用或組合使用二次雷達(dá)、ADS-B以及北斗/GPS定位結(jié) 果，并有效結(jié)合北斗RDSS通信鏈路及地面蜂窩網(wǎng)通訊技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并承載了航管 CPDLC空中管制指令集，該技術(shù)應(yīng)用更為廣泛。
[0029] (3)城市及人口密度大且有地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)，由地面航管二次雷達(dá)、ADS-B地面站設(shè)備和北斗/GPS雙模定位技術(shù)決定的4s高速融合周期，可以確保飛行器航跡的準(zhǔn) 確度及更新率;在欠發(fā)達(dá)偏僻的山地及無(wú)二次雷達(dá)、ADS-B地面站覆蓋的地區(qū)，可利用北斗/ GPS雙模定位設(shè)備以及北斗RDSS通信鏈路保證飛行器監(jiān)視的最低性能標(biāo)準(zhǔn)。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為本發(fā)明通用航空飛行器的安全監(jiān)控技術(shù)的基本原理。
[0031] 圖2為本發(fā)明通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)載模塊定位過(guò)程。
[0032] 圖3為本發(fā)明多元監(jiān)視數(shù)據(jù)融合算法流程。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面以地面指揮控制中心為一個(gè)禁飛區(qū)設(shè)定電子?xùn)艡冢癸w行器進(jìn)入以及飛越 過(guò)程為例，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0034]本發(fā)明通用航空飛行器的安全監(jiān)控技術(shù)的基本原理如圖1所示，
[0035] (1)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)載模塊進(jìn)行無(wú)源定位；
[0036] (101)將全球衛(wèi)星定位擴(kuò)頻信號(hào)下變頻為中頻信號(hào)，并進(jìn)行中頻采樣，完成信號(hào)數(shù) 字化；
[0037] (102)完成信號(hào)的捕獲，實(shí)現(xiàn)載波和碼的粗同步；
[0038] 衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的捕獲過(guò)程是對(duì)接收信號(hào)的碼相位和載波頻率二維搜索的過(guò)程，基 本思想就是展開(kāi)輸入信號(hào)找到載波頻率。具體過(guò)程可描述為中頻數(shù)字中頻信號(hào)x IF(t)首先 分別與在一個(gè)接收通道的同相支路和正交支路的余弦復(fù)制載波進(jìn)行混頻，然后將混頻結(jié)果 與復(fù)制的本地碼進(jìn)行相關(guān)，接著I和Q支路的相關(guān)結(jié)果經(jīng)過(guò)時(shí)間為?-h的相干積分生成的數(shù) 據(jù)經(jīng)過(guò)非相干積分得到積分幅值V，通過(guò)檢測(cè)非相干積分的幅值來(lái)確定是否捕獲到信號(hào)。
[0039] (103)實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)的捕獲與跟蹤，實(shí)現(xiàn)碼和載波相位相對(duì)精確的觀測(cè)值估計(jì)；
[0040] 根據(jù)捕獲過(guò)程中得到設(shè)定的頻率初始值和碼的粗估相位，碼跟蹤環(huán)通常采用延遲 鎖定環(huán)(DLL)，即本地產(chǎn)生相位超前、即時(shí)和滯后的偽碼信號(hào)與接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)，對(duì)比超 前與滯后支路的相關(guān)峰值，得出碼相位誤差，從而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的使碼NC0產(chǎn)生與接收到信號(hào)相 位一致的本地信號(hào)。
[0041] (104)通過(guò)卡爾曼濾波算法得到飛行器狀態(tài)估計(jì)結(jié)果。
[0042] 圖2所示為北斗/GPS無(wú)源定位信號(hào)經(jīng)過(guò)信道前端低噪聲放大、下變頻、濾波、中頻 數(shù)字采樣、信號(hào)捕獲以及跟蹤之后，再經(jīng)過(guò)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)載模塊處理模塊得到 C/A碼以及載波相位的觀測(cè)值。然后聯(lián)合卡爾曼濾波狀態(tài)估計(jì)與真實(shí)的觀測(cè)值，進(jìn)行狀態(tài)的 后驗(yàn)估計(jì)與濾波，完成飛行器狀態(tài)量(包括位置、速度、鐘差、鐘漂等參量)最精確的估計(jì)。
[0043] 利用普適的非線性卡爾曼濾波器進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)，其步驟定義為：
[0044] Xk = f (xk-i，Uk-i，wk-i)為離散時(shí)間非線性系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)模型，yk = h(xk，vk)為非線 性測(cè)量結(jié)果，在u = u k - 1，w = 0處進(jìn)行線性化，得到狀態(tài)先驗(yàn)估計(jì)值 = ，以及求得模型狀態(tài)轉(zhuǎn)移的雅可比矩陣：
[0047]由此可得先驗(yàn)的估計(jì)均方誤差矩陣：
[0049]同樣在fipOj處對(duì)觀測(cè)量方程進(jìn)行線性化，得到：
[0053] 利用卡爾曼濾波增益得到當(dāng)前的最優(yōu)估計(jì)值毛=為7 +尺/Λ -和后 驗(yàn)證協(xié)方差矩陣巧，同時(shí)將值傳遞給下一歷元，進(jìn)行新一次的迭代，如此 往返。
[0054] (2)將通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)載模塊的定位結(jié)果，按照約定的地空通訊協(xié)議格 式進(jìn)行組幀；
[0055] (3)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)載模塊通過(guò)空-地路由策略，將通用航空飛行器及無(wú) 人機(jī)定位狀態(tài)結(jié)果組幀完成的數(shù)據(jù)包，利用北斗的RDSS數(shù)據(jù)鏈路或者地面蜂窩網(wǎng)發(fā)送到地 面指揮控制中心;地面指揮控制中心同時(shí)引入地面航管二次雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)和地面ADS-B數(shù) 據(jù)；
[0056] (301)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的機(jī)載模塊檢測(cè)地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)健康狀況以及北斗 RDSS通道健康狀況:地面蜂窩網(wǎng)鄰近BCCH最低信號(hào)電平不得低于-90dBm;北斗RDSS信號(hào)通 道數(shù)不少于2個(gè)，接收RDSS信號(hào)電平不得低于-128dBm;
[0057] (302)通過(guò)路由策略選擇定位結(jié)果的傳輸路徑，優(yōu)先使用地面蜂窩網(wǎng)通過(guò)http協(xié) 議傳送通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)模塊的定位結(jié)果，地面地面指揮控制中心通過(guò)萬(wàn)維網(wǎng)接收 通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)載模塊定位結(jié)果;在非蜂窩網(wǎng)覆蓋地區(qū)，或地面蜂窩網(wǎng)信號(hào)健康 狀況達(dá)不到持續(xù)的http協(xié)議傳送要求門限，使用北斗RDSS通信鏈路完成通用航空飛行器及 無(wú)人機(jī)模塊的定位結(jié)果的傳送，地面指揮控制中心通過(guò)北斗地面指揮型用戶機(jī)接收通用航 空飛行器及無(wú)人機(jī)載模塊定位結(jié)果。
[0058] (4)地面指揮控制中心通過(guò)調(diào)度多元監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)航跡融合算法，將組幀完成的定位 狀態(tài)結(jié)果、地面航管二次雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)和地面ADS-B數(shù)據(jù)進(jìn)行融合計(jì)算，得到通用航空飛行 器及無(wú)人機(jī)最精確的實(shí)時(shí)飛行狀態(tài)；
[0059] (401)地面指揮控制中心通過(guò)異構(gòu)平臺(tái)技術(shù)的聯(lián)合，確定數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)采用分布 式的架構(gòu)；
[0060] (402)地面指揮控制中心中的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)利用通用航空飛行器呼號(hào)及無(wú)人機(jī)的 北斗號(hào)完成身份識(shí)別；
[0061] (403)地面指揮控制中心的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，分別完成通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)在 北斗監(jiān)視數(shù)據(jù)源、地面航管二次雷達(dá)監(jiān)視數(shù)據(jù)源或地面ADS-B監(jiān)視數(shù)據(jù)源下的狀態(tài)估計(jì)和 飛行航跡推算；
[0062]如圖2所示的地面航管二次雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)以及ADS-B IN航跡數(shù)據(jù)，由外部地面地 區(qū)級(jí)航管雷達(dá)站以及區(qū)域級(jí)ADS-B地面站提供，航跡數(shù)據(jù)已經(jīng)完成了相應(yīng)的身份識(shí)別、飛行 器狀態(tài)估計(jì)以及單一源的航跡推算過(guò)程，并由異構(gòu)的平臺(tái)特征，確定本發(fā)明的數(shù)據(jù)融合系 統(tǒng)為分布式架構(gòu)。
[0063] (404)地面指揮控制中心的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，通過(guò)北斗監(jiān)視數(shù)據(jù)源、地面航管二次雷 達(dá)監(jiān)視數(shù)據(jù)源和地面ADS-B監(jiān)視數(shù)據(jù)源的更新周期，確定多源數(shù)據(jù)融合周期；
[0064] (405)地面指揮控制中心的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)各監(jiān)視源的局部飛行航跡與系 統(tǒng)航跡進(jìn)行融合，完成飛行器航跡的精度修訂；
[0065] 假定兩條原航跡的估計(jì)差為Ρ^ = Ρ^4〇時(shí)，這樣就得到航跡的狀態(tài)估計(jì)：
[0067]以及系統(tǒng)誤差協(xié)方差:P = Pi (Pi+P j)-中 j = (Pi-kP j-1) -1。
[0068] (5)地面指揮控制中心將通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)定位結(jié)果及狀態(tài)標(biāo)記在 地面指揮控制中心的航圖投送設(shè)備上；
[0069] (6)地面指揮控制中心通過(guò)航圖投送設(shè)備對(duì)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)飛行 狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，向通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)發(fā)送綜合控制服務(wù)信息；
[0070] (7)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)載模塊按照約定的地空通訊協(xié)議格式，進(jìn)行綜合控 制服務(wù)信息的解幀，然后執(zhí)行信息內(nèi)容；
[0071] (701)通用航空飛行器或無(wú)人機(jī)機(jī)載模塊接收到綜合控制服務(wù)信息，按照約定的 地空通訊協(xié)議進(jìn)行消息拆解幀；
[0072] (702)通用航空飛行器機(jī)載模塊，將在存儲(chǔ)器中標(biāo)記禁飛區(qū)域，然后判定通用航空 飛行器當(dāng)前位置是否落在禁飛區(qū)域邊界以內(nèi)，或者正在穿越，如果確認(rèn)，則由通航或無(wú)人機(jī) 載模塊發(fā)聲對(duì)飛行員進(jìn)行示警，示意立刻駛離;無(wú)人機(jī)機(jī)載模塊，在存儲(chǔ)器中標(biāo)記禁飛區(qū) 域，再判定無(wú)人機(jī)當(dāng)前位置是否落在禁飛區(qū)域邊界以內(nèi)，或者正在穿越，如果確認(rèn)，將直接 由模塊核心控制程序向無(wú)人機(jī)飛行控制核心下達(dá)無(wú)人機(jī)緩降的飛行控制指令，完成無(wú)人機(jī) 的控制。
[0073] 完成通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)控。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的機(jī)載模塊進(jìn)行無(wú)源定位； (2) 通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的機(jī)載模塊將定位結(jié)果按照約定的地空通訊協(xié)議格式進(jìn) 行組幀； (3) 通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的機(jī)載模塊通過(guò)空-地路由策略，將定位狀態(tài)結(jié)果組幀完 成的數(shù)據(jù)包，利用北斗的RDSS數(shù)據(jù)鏈路或者地面蜂窩網(wǎng)發(fā)送到地面指揮控制中心;地面指 揮控制中心同時(shí)引入地面航管二次雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)和地面ADS-B數(shù)據(jù)； (4) 地面指揮控制中心，通過(guò)調(diào)度多元監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)航跡融合算法，將組幀完成的定位狀態(tài) 結(jié)果、地面航管二次雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)和地面ADS-B數(shù)據(jù)進(jìn)行融合計(jì)算，得到通用航空飛行器及 無(wú)人機(jī)最精確的實(shí)時(shí)定位結(jié)果及狀態(tài)； (5) 地面指揮控制中心將通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)定位結(jié)果及狀態(tài)標(biāo)記在地面 指揮控制中心的航圖投送設(shè)備上； (6) 地面指揮控制中心通過(guò)航圖投送設(shè)備對(duì)通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)飛行狀態(tài) 進(jìn)行監(jiān)控，向通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)發(fā)送綜合控制服務(wù)信息； (7) 通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)載模塊按照約定的地空通訊協(xié)議格式，進(jìn)行綜合控制服 務(wù)信息的解幀，然后執(zhí)行信息內(nèi)容； 完成通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)控。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)控方法，其特征在于： 所述步驟(3)中空-地路由策略具體為： (301) 通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的機(jī)載模塊檢測(cè)地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)健康狀況以及北斗RDSS 通信通道健康狀況； (302) 若地面蜂窩網(wǎng)信號(hào)健康狀況達(dá)到門限標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)載模塊使用地面蜂窩網(wǎng)通過(guò)http 協(xié)議給地面指揮控制中心傳送定位結(jié)果；否則，使用北斗RDSS通信鏈路給地面指揮控制中 心傳送定位結(jié)果。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)控方法，其特征在于： 所述步驟(4)具體為： (401) 地面指揮控制中心通過(guò)異構(gòu)平臺(tái)技術(shù)的聯(lián)合，確定數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)采用分布式的 架構(gòu)； (402) 地面指揮控制中心中的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)利用通用航空飛行器呼號(hào)、及無(wú)人機(jī)的北 斗號(hào)完成身份識(shí)別； (403) 地面指揮控制中心的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，分別完成通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)在北斗 監(jiān)視數(shù)據(jù)源、地面航管二次雷達(dá)監(jiān)視數(shù)據(jù)源和地面ADS-B監(jiān)視數(shù)據(jù)源下的狀態(tài)估計(jì)和飛行 航跡推算； (404) 地面指揮控制中心的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，通過(guò)北斗監(jiān)視數(shù)據(jù)源、地面航管二次雷達(dá)監(jiān) 視數(shù)據(jù)源和地面ADS-B監(jiān)視數(shù)據(jù)源的更新周期，確定多源數(shù)據(jù)融合周期； (405) 地面指揮控制中心的數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)各監(jiān)視源的局部航跡與系統(tǒng)航跡進(jìn) 行融合，完成飛行器航跡的精度修訂。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用航空飛行器及無(wú)人機(jī)的安全監(jiān)控方法，其特征在于： 所述步驟(7)具體為： (701) 通用航空飛行器或無(wú)人機(jī)機(jī)載模塊接收到綜合控制服務(wù)信息，按照約定的地空 通訊協(xié)議進(jìn)行消息拆解幀； (702) 通用航空飛行器的機(jī)載模塊，為通航機(jī)組人員通過(guò)話音或文字播放解幀后的綜 合控制服務(wù)信息;無(wú)人機(jī)的機(jī)載模塊，將解幀后的綜合控制服務(wù)信息翻譯為無(wú)人機(jī)飛行控 制器的指令格式，然后通過(guò)數(shù)據(jù)口發(fā)送到無(wú)人機(jī)的飛行控制器模塊，完成無(wú)人機(jī)的控制。
【文檔編號(hào)】G05B19/048GK105867272SQ201610230347
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】王振華, 蔚保國(guó), 李雋 , 李博, 杜凱, 邢兆棟, 范廣偉, 李志國(guó), 王召
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所