[发明专利]一种航空飞行器测控站多通道自动切换方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种航空飞行器测控站多通道自动切换方法、装置及系统，包括以下步骤：以航空飞行器与地面测控站的相对位置关系为参考，将航空飞行器的飞行姿态分为三种状态；根据航空飞行器各个阶段的飞行轨迹，地面各种天线的功能和性能特点，以及站址周围环境因素，制定合理可行的地面天线通道接收和发射组合方案，在进行测控任务时，能够自动切换至相应飞行状态下的地面天线通道接收和发射组合完成测控任务。本发明可实现航空飞行器多套地面天线或终端配置先进、布局合理、信号无盲区以及信号通道自动切换和无缝接力等，满足航空飞行器与地面测控站之间的上下行信号传输或者通信需求，提高地面遥测遥控系统的运行效率。

技术领域

本发明属于航空飞行器遥测遥控技术领域，特别涉及一种航空飞行器测控站多通道自动切换方法、装置及系统。

背景技术

航空飞行器地面遥测遥控应用一方面为了实时了解和掌握飞行器飞行的参数和状态，并保证飞行器与地面无间断信号传输；另一方面可以在关键时刻保证飞行器及人员的安全问题。随着航空飞行器遥测遥控技术日益成熟，各种先进技术和设备得到了广泛的应用，但还存在信号有盲区、系统集成化和自动化不高的情况。

通过调研发现，在采用单天线或单终端的应用案例中，为了更多地与飞行目标进行信息传递与交互，通常将地面测控站唯一的天线架设在具有一定高度的平台上，比如：建筑物楼顶或者车顶上，因此测控站天线对飞行器的测控俯仰角度很低，一般最低俯仰角度可达到-5°左右，对于针状波束的高增益发射和接收天线而言，过低的俯仰角度会产生多径效应，恶化信号质量，影响测控效果。当目标从测控站头顶飞过时，若测控站天线不具备过顶跟踪能力，则会无法正常接收信号，导致出现信号中断及目标丢失等严重后果。测控站附近不同的建筑物还会产生信号遮挡，存在天线辐射盲区，造成信号中断。另外，由于天线种类配置单一，数量有限，会导致系统整体功能不完善。所以，在采用单天线或单终端的应用环境下，存在信号辐射有盲区、信号中断、目标丢失及系统功能不完善等问题。在采用多天线或多终端的应用案例中，虽然规避了单天线或单终端存在的部分问题，但仍存在天线类型选择不佳、数量配比不够、安装位置不合理、信号传输时延长及系统自动化程度低等问题。

发明内容

为了彻底解决以上两种应用模式下出现的问题，满足日常测控业务需要，本发明公开了一种航空飞行器测控站多通道自动切换方法、装置及系统，所要解决的技术问题通过以下技术方案实现。

本发明公开一种航空飞行器测控站多通道自动切换方法，包括以下步骤：

S1，以航空飞行器与地面测控站的相对位置关系为参考，将航空飞行器的飞行姿态分为三种状态；

S2，根据航空飞行器各个阶段的飞行轨迹，地面各种天线的功能和性能特点，以及站址周围环境因素，制定合理可行的地面天线通道接收和发射组合方案，在进行测控任务时，能够自动切换至相应飞行状态下的地面天线通道接收和发射组合完成测控任务。

优选的，所述S1中，将航空飞行器的飞行姿态分为三种状态，分别为：起飞和降落阶段、平飞阶段、过顶阶段。

优选的，所述S2中，根据航空飞行器各个阶段的飞行轨迹，地面各种天线的功能和性能特点，以及站址周围环境因素，制定合理可行的地面天线通道接收和发射组合方案为：

⑴飞行器处于起飞和降落阶段

该状态下宽波束定向天线单元A和宽波束定向天线单元B接收遥测数据，并同时进行信号放大比较，选择两路信号中最强的一路输出；当飞行仰角≤α1，且飞行距离≤L千米时，宽波束定向天线单元A或宽波束定向天线单元B工作；当飞行仰角α1，或者飞行距离L千米时，宽波束定向天线单元A或B与单反射面天线单元进行切换；

在下行通道工作的同时，上行通道切换至对应的宽波束定向天线单元A或者宽波束定向天线单元B或者单反射面天线单元，上行通道正式开通，发射遥控指令；