[发明专利]一种基于卫星导航的飞机数字化着舰系统

权利要求书

1.一种基于导航卫星的飞机数字化着舰系统，其特征在于，包括设于舰船的主系统和设于飞机的辅助系统，所述主系统和辅助系统均包括软件系统和硬件系统；

所述主系统的硬件系统包括设于舰船甲板上的至少3个不在同一直线上的舰船GNSS基准站；所述主系统的软件系统将所述舰船GNSS基准站中的一个设为主基准站；

所述主系统的软件系统包括舰船导航定位信息获取模块、舰船实时姿态信息获取模块、坐标转换模块、差分信息获取模块和信息发播模块；

所述舰船导航定位信息获取模块以主基准站的单点定位信息为准，获取舰船导航卫星坐标信息；

所述舰船实时姿态信息获取模块通过所述主基准站与其余舰船GNSS基准站组成短基线解进行坐标解算，进而得到舰船甲板的实时姿态信息；

所述坐标转换模块建立以舰船甲板平面作为基准平面的三维舰船动态坐标系，所述三维舰船动态坐标系的横轴与纵轴设于所述甲板平面或者所述三维舰船动态坐标系的横轴与纵轴所确定的平面始终平行于所述甲板平面，所述三维舰船动态坐标系的高度轴始终垂直于所述甲板平面；所述三维舰船动态坐标系的坐标原点的定位数据基准以舰船导航卫星坐标信息数据为准；

所述差分信息获取模块根据所述舰船导航卫星坐标信息数据，实时解算出导航卫星坐标系与三维舰船动态坐标系之间的坐标转换信息；

所述信息发播模块实时发播所述舰船导航卫星坐标信息、所述舰船甲板的实时姿态信息、所述坐标转换信息和主基准站的RTK差分信息；

所述辅助系统的硬件系统包括设于飞机上的至少两台GNSS接收机；所述辅助系统的软件系统包括飞机定位信息获取模块和飞行姿态信息获取模块，所述飞机定位信息获取模块通过所述GNSS接收机接收所述信息发播模块实时发播的所述舰船导航卫星坐标信息、所述舰船甲板的实时姿态信息、所述坐标转换信息和主基准站的RTK差分信息，将所述GNSS接收机的位置信息换算到所述三维舰船动态坐标系中，获取所述GNSS接收机在所述三维舰船动态坐标系中的实时相对定位坐标信息；所述飞机姿态信息获取模块通过至少两台所述GNSS接收机在所述三维舰船动态坐标系中的实时相对定位坐标信息获取所述飞机在所述三维舰船动态坐标系中的实时飞行姿态信息；

所述三维舰船动态坐标系的横轴设于所述舰船着舰跑道上的拦阻索在舰船甲板上的投影，纵轴设于舰船甲板的着舰跑道中心线，高度轴垂直于所述纵轴和横轴并与二者相交于所述三维舰船动态坐标系的坐标原点，将所述三维舰船动态坐标系的坐标原点的坐标值设为(0,0,0)，并以此为基准将飞机的实时相对定位坐标信息和实时飞行姿态信息显示在所述飞机的飞行控制系统中；所述横轴为第一道拦阻索；

在舰船三维动态坐标系中，飞机的飞行控制系统以飞机动态-舰船甲板静态的模式调整飞机的相对定位坐标信息和实时飞行姿态信息使飞机与舰船甲板平台的运动模式相匹配。

2.根据权利要求1所述的基于导航卫星的飞机数字化着舰系统，其特征在于，每个所述舰船GNSS基准站的GNSS卫星天线均安装在设于舰船甲板四角边缘的云台上。

3.根据权利要求1所述的基于导航卫星的飞机数字化着舰系统，其特征在于，所述飞机定位信息获取模块接收舰船主基准站发播的RTK差分信息并进行差分计算，得到飞机高精度的实时定位数据；所述飞行姿态信息获取模块同时用至少两台飞机GNSS接收机在所述三维舰船动态坐标系中的实时相对定位坐标信息计算飞机的实时飞行姿态信息，所述实时飞行姿态信息包括飞行方向数据和俯仰角度数据。

4.根据权利要求3所述的基于导航卫星的飞机数字化着舰系统，其特征在于，所述飞机的实时相对定位坐标信息包括相对于三维舰船动态坐标系坐标原点的所述飞机的位置坐标数据和速度数据，所述飞机的飞行方向数据包括相对于三维舰船动态坐标系的方位偏差数据；所述方位偏差数据是指所述飞机相对于所述纵轴方向的横向偏离角度数据，所述俯仰角度数据是指所述飞机相对于所述纵轴方向的高度轴向角度数据；所述位置坐标数据是指所述飞机相对于三维舰船动态坐标系坐标原点的水平距离数据和垂直高度数据。