[发明专利]多源航空导航信号综合数据采集及处理系统

说明书

技术领域

本发明属于组合导航以及飞行校验技术领域，具体涉及一种多源航空导航信号的综合数据采集及处理系统，该系统可以采集ILS、VOR、DME、GPS、VDB、惯导以及大气数据等多种航空导航信号，并以统一的数据格式及灵活的接口提供给应用层做进一步的处理。

背景技术

目前应用于航空导航的无线电系统多种多样，包括用于提供方位角信息的甚高频全向信标系统(VOR)、用于提供距离信息的测距器(DME)、塔康系统(TACAN)、提供下滑航向道与下滑道信息的仪表着陆系统(ILS)、惯性导航系统以及最近20年间发展起来的以GPS为主导的卫星导航系统等。由于具体某种特定导航系统都具有其固有的缺陷，比如惯导系统的时飘问题、卫星导航系统的完好性等，因而就提出了多种导航系统搭配使用，各补其短，构建组合导航系统的需求。因此在构建组合导航系统的过程中需要采集多种导航系统的导航信号。

另外，飞行校验系统需要对各种导航设备进行校验，因而飞行校验系统也需要采集多种导航设备的导航信号，并对其进行评估处理。

但是由于各种导航系统的数据长短不齐、速率各异，因而需要设计合理的方式来组织各种数据，并采用特定的方法实现各种导航信号的时钟对齐。

发明内容

本发明解决的技术问题：设计合理的方式来组织各种导航信号的数据，并利用特定的方式解决各种导航数据的时钟对齐问题。

本发明的技术解决方案：一种多源航空导航信号的综合数据采集及处理系统，该系统主要包括信号采集及预处理子系统、信号评估与多元图形显示模块及导航信号模拟子系统。其中：

(1)信号采集及预处理子系统主要包括天线阵列、接收机阵列和PXI零槽控制器，其中天线阵列用于接收各种无线电导航信号，接收机阵列对于天线接收的无线电导航信号进行处理并转换成数字或者离散以及模拟信号输出，PXI零槽控制器上装有各种数字通用总线以及高速数字IO等采集设备，并且该PXI零槽控制器上装有实时系统，实时系统中运行有数据采集以及处理的软件，完成数据的采集、解析、封装以及网络发送等功能。

(2)网络通信模块为网络交换机，主要为信号采集及预处理子系统与信号评估与多元图形显示模块的数据通信提供物理链路。

(3)信号评估与多元图形显示模块主要同信号采集及预处理子系统进行网络通信，并解析和处理信号采集及预处理子系统传送过来的各种导航数据块，得到导航信号的误差和容限结果。

(4)导航信号模拟子系统主要是在实验室等不易获取真实导航信号的环境下通过控制仿真控制计算机上的仿真软件控制航空信号发生器产生特定的导航信号作为信号源，并将信号发送给信号采集及预处理子系统，以此来验证信号采集及预处理子系统的工作性能。

本发明提供的多源航空导航信号的综合数据采集及处理系统采用软硬件相结合的方式，利用模块化设计，构建灵活，扩展性强，可以方便的对多源航空导航信号的综合数据采集及处理系统的功能进行扩充，以提供对新类型导航信号的采集支持。

附图说明

图1为本发明的多源航空导航信号的综合数据采集及处理系统的硬件连接示意图；

图2为RTK移动站的硬件连接示意图；

图3为传统的数据采集流程图；

图4为本发明采用的数据采集流程图；

图5为MMR930数据采集流程图；

图6为ILS数据块处理流程图；

图7MMR930数据块处理流程图；

图8Satellite数据块处理流程图；

图9FAS数据块处理流程图；

图10RTK基准数据采集处理流程图；

图11网络监听线程处理流程图；

图12网络数据发送线程处理流程图；

图13网络数据接收线程处理流程图；

图14数据处理评估子系统网络数据接收线程处理流程图；

图15数据处理评估子系统底层软件结构图。

图16导航信号模拟子系统软件结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。