[发明专利]一种基于地面移动通信网络的通用航空导航系统

权利要求书

1.一种基于地面移动通信网络的通用航空导航系统，其特征在于，包括：

通用航空导航基站，所述通用航空导航基站通过地面移动通信信道向预定空域范围发射导航信号，其中所述预定空域范围为高度位于0-3000米的空域；

通用航空器；和

通用航空机载设备，所述通用航空机载设备设置在所述通用航空器上用于接收所述导航信号，并利用所述导航信号、所述通用航空导航基站的三维坐标信息以及所述通用航空器的姿态数据和高度信息进行解算得到所述通用航空器的位置信息，

其中，所述通用航空导航基站向所述通用航空机载设备发射的所述导航信号所占用的地面移动通信信道为单向传输方式，所述通用航空导航基站以广播的形式向所述预定空域范围发射导航信号。

2.根据权利要求1所述的通用航空导航系统，其特征在于，所述通用航空机载设备包括：

天线阵列，所述天线阵列设置在所述通用航空器上用于接收所述导航信号，其中，所述天线阵列包括正交的第一天线阵列和第二天线阵列；

处理单元，用于对所述天线阵列的导航信号进行解码，并对解码后的导航信号进行分类以得到分类结果和所述通用航空导航基站编号；

位置信息获取单元，用于根据所述分类结果计算所述解码后的导航信号的传播方向与所述天线阵列的夹角或所述通用航空导航基站与所述天线阵列之间的距离；

基站信息库，用于根据所述通用航空导航基站编号获取相应的通用航空导航基站的三维坐标信息；

机载信息采集单元，用于获取所述通用航空器的姿态数据和高度信息；和

定位算法单元，用于根据所述机载信息采集单元的姿态数据和高度信息、所述基站信息库的三维坐标信息和所述位置信息获取单元的夹角或距离得到所述通用航空器的位置信息。

3.根据权利要求2所述的通用航空导航系统，其特征在于，所述位置信息获取单元包括夹角计算模块和伪码测距模块，

其中，所述夹角计算模块用于计算所述解码后的导航信号的传播方向与所述天线阵列的夹角，所述伪码测距模块用于根据所述解码后的导航信号的伪码序列的达到时间或相位变化得到所述解码后的导航信号由通用航空导航基站传播至所述天线阵列的时间，并根据所述时间得到所述通用航空导航基站与所述天线阵列之间的距离。

4.根据权利要求3所述的通用航空导航系统，其特征在于，所述处理单元包括信号处理单元和算法前处理单元，

其中，所述信号处理单元用于对所述天线阵列的导航信号进行放大、混频、解调和解码，所述算法前处理单元对解码后的导航信号进行识别、分类以得到导航信号的类型，并根据所述类型选择夹角计算模块或伪码测距模块。

5.根据权利要求4所述的通用航空导航系统，其特征在于，所述导航信号的类型包括GSM、CDMA或LTE类型。

6.根据权利要求5所述的通用航空导航系统，其特征在于，当所述导航信号的类型为GSM或LTE时，选择所述夹角计算模块计算所述解码后的导航信号的传播方向与所述天线阵列之间的夹角。

7.根据权利要求6所述的通用航空导航系统，其特征在于，所述定位算法单元通过多基站来波方向定位算法M-DOA，并根据所述机载信息采集单元的姿态数据和高度信息、所述基站信息库的三维坐标信息和所述位置信息获取单元的夹角计算所述通用航空器的位置信息。

8.根据权利要求5所述的通用航空导航系统，其特征在于，当所述导航信号的类型为CDMA时，选择所述伪码测距模块计算得到所述通用航空导航基站与所述天线阵列之间的距离。

9.根据权利要求8所述的通用航空导航系统，其特征在于，所述定位算法单元通过来波时差定位算法TDOA，并根据所述机载信息采集单元的姿态数据和高度信息、所述基站信息库的三维坐标信息和所述位置信息获取单元的距离计算所述通用航空器的位置信息。

10.根据权利要求1-9任一项所述的通用航空导航系统，其特征在于，所述通用航空机载设备还包括：

显示装置，所述显示装置用于对所述位置信息进行显示。