[发明专利]一种基于ADS-B的通用航空飞行监视机载系统

说明书

技术领域

本发明涉及基于ADS-B的飞行监视机载系统，特别是基于ADS-B的通用航空飞行监视机载系统，属于通用航空领域，和空中交通管制领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展，近年来我国通用飞机的数量较以往有大幅度的增长。截止到2005年年底，通用航空全行业飞机数量达46种共570架。民航总局预测显示，到2012年我国需要各类通用航空飞机10000到12000架。预计未来几年，通用航空飞机数量的年均增长率将达到30％。业内人士指出，随着中国经济的发展，公务飞行、商用飞行、空中游览、私人驾照培训等，正受到越来越多人的青睐，有了足够大的市场需求。这必然导致为之提供服务的领域呈现快速发展的局面。目前全世界有大型民航飞机6万架，约40万名飞行员；而通用飞机高达33．6万架，从事通用航空活动的飞行员已达70万名。通用飞机在国家经济中起着非常重要的作用。据有关市场预测，通用航空及其带动的产业将形成十万亿人民币以上的市场容量。未来10年通用航空将会得到飞速的发展，将会是继干线飞机、支线飞机之后另一个迅速崛起的朝阳产业。

我国在“十一五”、“十二五”规划中已将发展通用飞机列入高技术产业工程重大专项。而与此相对应，我国通用航空飞机制造及服务发展严重滞后。国家防空安全和低空飞行安全技术保障手段缺失是我国通用航空发展所面临的重大现实问题。发展通用航空产业，必须解决通用航空飞行监视问题。

在低空空域通用航空的飞行监视方面，陆基雷达监视系统受地形影响大、精度有限、设备昂贵、运行效率低，空域资源利用率低，难以满足我国低空空域日益繁忙的通用航空飞行活动的监视需求。同时，由于我国是空域高度设防的国家，与欧美等国开放式的低空空域划分与使用不同，我国低空空域中相当一部分属于监视空域和管制空域；传统的雷达监视系统属于被动式监视，对于类型多样、飞行自主的通用航空而言，难以提供可靠、灵活的飞行服务，因此迫切需要ADS-B空地协同式的空域监视技术以保证低空空域飞行安全。

2009年，北京航空航天大学发明的“空地协同的民航空域监视新技术及装备”荣获国家技术发明一等奖。该项目在国内率先开展了空地协同的民航空域监视新技术的研究，发明了空地协同的空域监视系列化装置，重点突破广播式自动相关监视（ADS-B）数据完好性评估技术，ADS-B机载系统关键技术和地面系统关键技术，研制了空地一体的ADS-B技术原型系统，实现对空地协同空域监视新技术及装置的综合测试与校验，解决了高原、荒漠、海洋等无雷达覆盖地区安全高效飞行保障的难题。另外，北京航空航天大学联合民航数据通信有限责任公司和北京民航天宇科技发展有限公司对ADS-B技术做了进一步研发，申请了“一种ADS－B监视技术的数据评估系统”（申请号：CN200710120275.9），“一种ADS－B管制工作站数据处理系统”（申请号：CN200710120274.4），“一种ADS－B航迹与飞行计划的相关处理系统”（申请号：CN200710120276.3）和“一种用于OPNET中1090MHz ADS－B系统的性能仿真模型”（申请号：CN200710176534.X）等关于ADS-B技术的专利。ADS-B技术在民航领域的应用研究已经比较完善，但ADS-B技术从设计之初，就定位于全球的商用飞机的航空监视，并未充分考虑到通用飞行器的航空飞行监视。主要体现在：ADS-B机载设备体积庞大、功耗大、设备价格高，与商用飞机相比，通航飞行器一般体型较小，传统的ADS-B设备不适合安装在通航飞行器上。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于ADS-B的通用航空飞行监视机载系统，解决了我国通用航空面临的管制难题，实现了通用航空的ADS-B监视功能。

本发明的技术解决方案：一种基于ADS-B的通用航空飞行监视机载系统包括：基于UAT/1090ES的机载ADS-B收发信机、基于ADS-B的监视信息处理器和基于ADS-B的机载座舱交通信息显示（CDTI）3部分，其中：

基于UAT/1090ES的机载ADS-B收发信机包括：发射模块和接收模块；发射模块将机载飞行管理系统（FMS）、GNSS、GPS、气压高度计、飞行员输入信息进行格式转换，编码，生成报文，将所述报文广播；接收模块通过UAT数据链和1090ES数据链接收他机飞行状态ADS-B报文和地面监控报文，分离UAT信号和1090ES两路信号，分别对所述两路信号进行预处理，将预处理后的UAT报文/1090ES报文传送给基于ADS-B的监视信息处理器；