[发明专利]一种基于无线激光通信的航空管制系统

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器的航行管制方法，尤其涉及一种基于无线激光通信的航空管制系统。

背景技术

近年来，陆续发生了民用航空飞机失联空难、空袭劫机等问题，进一步加强飞行安全航行管理引起人们的关注。现有的航空管制系统是利用地面二次雷达及机载应答机配合工作，通过无线电通信、对飞机飞行活动进行监视和控制，从而保证有秩序地飞行。

现有基于二次雷达的航管系统存在以下问题：1、存在大范围盲区。由于地面二次雷达都部署在人烟较稠密的地区，受无线电传播范围限制，在海洋、山区、荒漠、极地上空存在大范围盲区，飞行器在盲区上空飞行就会暂时“失联”。2、监测数据量小。受无线电通信带宽和速率限制，只能传输飞行器飞行状况的基本参数和少量语音，不能实时传输地面监测所需的全部飞行状况参数、机舱内外部视频图像、机舱内外部音频信息等。3、存在人为干预的安全隐患。当机载航管应答机被人为关闭时，地面二次雷达和航管中心将收不到飞行状况信息，也不能进行航管控制。马航MH370事件就是一个实例。

马航事件后，国外提出在目前基于二次雷达航管系统的基础上，使用卫星无线电通讯手段，构建星、空、地一体的新型航管系统，解决航管盲区问题。但是，受无线电通信技术自身性能限制，仍然存在航管信息传输容量小、速率低、抗干扰性能弱、传输保密性差等问题，不能将地面监测所需了解的全部飞行状况参数包括飞机、发动机、机载设备及关键部件的工作数据和故障信息、机舱内外部视频图像、机舱内外部音频信息等，实时不间断的采集并传输到地面航管中心。为此，需要采用新的通信方式来解决无线电通信存在的问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对基于二次雷达航管系统存在盲区大、无线电通信带宽窄、速率低、实时数据量小、抗干扰能力弱、保密性差等问题，提供一种基于无线激光通信的航空管制系统，按照本发明所提供的技术方案制成的航空管制系统，能够实时不间断地传输地面航管监测所需的大量飞行参数包括飞机、发动机、机载设备及关键部件的工作数据和故障信息、机舱内外部视频图像、机舱内外部音频信息等，具有监测无盲区、传输信息量大、速率高、抗干扰性能好、安全保密等特点。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种基于无线激光通信的航空管制系统，主要包括至少一个机载无线激光航管数据装置、至少一个无线激光通信中继站、二次雷达及应答机航管系统、无线激光通信航管系统、并行航管信息处理系统、至少一个无线激光通信航管控制中心及至少一个地面无线激光通信数据接收中心组成；所述无线激光通信航管控制中心通过激光无线或有线多载频信号装置与至少一个地面无线激光通信数据接收中心连接；所述无线激光通信中继站至少包括一种无线激光信息收发装置；所述机载无线激光通信航管数据装置由信息采集装置、激光源、编码器、发射调制器、光学天线、接收解调器、处理器等连接组成；所述机载无线激光通信航管数据装置安装在飞行器上，飞行器带有自定位装置。

所述飞行器通过自身的定位装置，获取三坐标地理位置信息，并连同机载航管数据采集装置采集的实时飞行状况信息，经过数字编码和调制，通过无线激光链路多载频信号发送至地面无线激光通信数据接收中心，或通过无线激光通信中继站转发至地面无线激光通信数据接收中心，所述无线激光通信航管系统可与二次雷达及应答机航管系统兼容工作，并将信息发送至并行航管信息处理系统。

所述并行航管系统由基于二次雷达及应答机航管系统、基于无线激光通信航管系统及并行航管信息处理系统组成，所述基于二次雷达及应答机航管系统、基于无线激光通信航管系统及并行航管信息处理系统连接，所述基于无线激光通信航管系统数据装置及基于二次雷达及应答机航管系统既可独立工作也可兼容工作，同时作为并行航管信息处理装置的数据来源，所述基于无线激光通信航管系统为其主要的数据来源和传输设备。

所述无线激光通信中继站为空间平台或视距内其他飞行器中的一种或几种，所述空间平台包括卫星、飞艇、浮空器、热气球等，所述飞行器通过无线激光通信装置可与地面无线激光通信数据接收中心直接通信，也可通过无线激光通信中继站，实时转发数据信息，并通过无线激光通信方式传输至地面无线激光数据接收中心，通过组网将数据汇总到无线激光通信航管控制中心，无线激光通信航管控制中心将相关数据分发到相应的航管控制区。