[发明专利]一种机载防撞与近地告警监视系统及监视方法

说明书

技术领域

本发明属于飞行告警装置领域，尤其涉及一种机载防撞与近地告警监视系统及监视方法。

背景技术

空中飞机相撞、飞行撞地导致的飞行事故是影响当今民用飞行器安全飞行的最主要因素之一。传统民用飞行器安装了可以避免空中飞机与飞机之间、飞机与地形或障碍物之间发生碰撞的机载防撞系统、近地告警系统。

其中机载防撞功能工作时通过自动发送与地面二次雷达兼容的询问信号获取、探测周围飞机的距离、方位、高度和标识代码，通过结合本机的状态信息对可能发生的空中碰撞给出避让提示建议，通过视频和音频通知飞行员。地形感知告警功能通过计算飞机的离地高度、飞行速度，结合本机性能来推断可能发生对地碰撞威胁，并伴随声、光提示。当接近陡峭上升地形时，利用飞机状态矢量、机载地形数据库，通过比较，预测前方潜在的撞地碰撞威胁，并提供视频和音频避让提示。

当今航线数量和空域内的航空器数量与日俱增，传统系统分别独立工作，数据并不共享，资源重复利用，信息独立收集和发布，这就需要飞行员在飞机起飞、巡航、着陆的各个阶段持续关注各种类型的威胁信息和避让建议，并人为对各种信息、避让建议做出合理的判断，这对飞行员的正确决策带来了巨大的挑战。两种设备独立安装，系统重量、体积、交联成本、维护成本非常之高，而且这种独立安装方式的弊端在于：在现实飞行环境中，一旦情况发生，由于时间紧急或条件所限，各类同时产生的告警、避让信息导致飞行员无法及时准确、直观有效地理解告警原因，进而操作错误，发生事故。

发明内容

针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种机载防撞与近地告警监视系统及监视方法。该系统实现了资源复用，减轻机体监视设备重量、体积、功耗、成本，增加了设备可靠性和可扩展性。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种机载防撞与近地告警监视系统，包括一套四通道L波段天线和系统主机，所述系统主机由数据处理模块、射频模块、基带模块、电源模块等构成，所述四通道L波段天线通过同轴电缆与射频模块相连接，所述射频模块通过基带模块与数据处理模块相连接，系统主机通过机载网络（AFDX）连接或自带接口单元获取机体状态信息。

一种机载防撞与近地告警监视方法，包括以下步骤：

1）系统主机通过四通道L波段天线广播本机状态信息，并同时监听周围空域中装有S模式或A/C模式应答机的机体所发送的广播信号，发送询问信号探测周围空域安装A/C模式应答机的机体；

2）通过射频模块和基带模块与目标机体进行信息交互，跟踪安装有S和A/C模式应答机的目标机体，数据处理模块根据收到的信息建立航迹；

3）综合本机、地形威胁、目标机体航迹等信息，计算本机撞地和空中碰撞威胁，当威胁存在时输出适当的声音、视频避让建议信息，提示飞行员做出规避动作。

所述基带模块将射频模块得到的目标机体的射频信号处理、计算、转换成数据处理模块所需的信息格式，同时将数据处理模块所发出的指令转换成射频模块传输的信息格式和形式。

所述数据处理模块综合防撞告警算法、近地告警算法（含增强型）的示警和状态信息，得出目标机体威胁程度信息。

本发明提出的一种拥有机载防撞与近地告警功能的监视系统，系统统一接收飞行器的各类飞行状态、姿态信息，通过空空/空地数据链、机载地形数据库、结合机载防撞告警算法、近地告警算法（含增强型）、告警综合等算法为飞行员提供最适宜的监视、告警信息和避让建议，减轻飞行员的工作压力和避免人为错误判断，增加飞机飞行安全。

系统复用资源，减轻重量、体积、功耗、成本，增加了设备可靠性和可扩展性。

附图说明

图1为本发明机载防撞与近地告警监视系统结构框图；

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步说明本发明是如何实现的。

如图1所示，本系统包括一套四通道L波段天线和系统主机，其中系统主机内主要包括射频模块、基带模块、数据处理模块、电源模块，四通道L波段天线通过同轴电缆与射频模块相连接，射频模块通过基带模块与数据处理模块相连接，系统可以通过机载网络（AFDX）与各类机载设备连接，获取飞行管理计算机(FMS)、无线电高度表（RA）、大气计算机（ADC）、仪表/微波着陆系统（ILS/MLS）、惯性导航系统（IRS）、全球定位系统（GPS）、电子飞行信息系统（EFIS或控制系统、显示系统）、起落架/襟翼位置信号、空地信号传感器等状态信息，也可以通过自带的接口单元获取这些状态信息。并通过这些接口输出告警信息。

系统通过四通道L波段天线广播本机状态信息，并同时监听周围空域中装有S模式应答机的机体所发送的广播信号，发送询问信号探测周围空域安装A/C模式应答机的机体。当信号探测到目标机体后，数据处理模块发出指令，通过射频模块和基带模块与目标机体的信息交互，跟踪安装有S和A/C模式应答机的目标机体，根据收到的信息，数据处理模块建立目标机体相应的航迹。综合本机相关信息、地形威胁信息、目标机体航迹等，数据处理模块评估本机撞地和空中碰撞的威胁信息大小，并将威胁信息进行综合，反馈给机体，机体对比预存的示警数据输出统一、协调的语音和视频告警信息，示意飞行员做出正确规避动作。