CN103176457A - 飞机位置自动监控***、位置报告装置及地面监控装置 - Google Patents

飞机位置自动监控***、位置报告装置及地面监控装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种飞机位置自动监控***、位置报告装置及地面监控装置。所述飞机位置自动监控***包括设置于飞机上的位置报告装置和设置于地面的地面监控装置。位置报告装置包括：机载语音电台、飞机位置加载模块和对讲手柄。飞机位置加载模块，串接于机载语音电台和对讲手柄之间，用于在检测到对讲手柄的语音通话按键按下接通时，将对讲手柄输出的语音信息发送至机载语音电台；及在检测到语音通话按键断开时，将飞机的当前位置信息发送至机载语音电台。机载语音电台将接收到的语音信息和位置信息以无线方式发送至地面监控装置。本发明能够实现对飞机位置的监控，同时还具有生产成本低，利于普及的优点。

Description

飞机位置自动监控***、位置报告装置及地面监控装置
技术领域
本发明属于空中交通管制领域，具体涉及一种飞机位置自动监控***、位置报告装置及地面监控装置。
背景技术
通用航空（General Aviation），是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动。通用航空的飞行区域与低空空域，由于通用航空中的飞行器与从事公共航空运输的商用飞机不同，其飞行线路、高度都不是固定的，在飞行过程中会随时发生变化，为了保证空中目标的飞行安全、防止空中目标相撞，飞行管制部门需对通用航空中各个航空目标的飞行情况及飞行位置进行监控。
现有实施空对空监视的装置有ADS-B（Automatic DependentSurveillance-Broadcast，广播式自动相关监视）***。ADS-B***是一种集通信与监视于一体的信息***，一般由GPS接收机、数据链收发机及其天线、驾驶舱冲突信息显示器三部分组成。装备了ADS-B的飞机可通过数据链收发机广播其自身的精确位置和其它飞行数据。同时还可通过通信***将其自身的精确位置和其它飞行数据发送给空管***或其它飞机。
但现有ADS-B***的造价昂贵，在通用航空的飞行器中很难普及，以致现有低空空域中各个飞行器的飞行情况及飞行位置不能及时监控。空管***监控不到低空空域中各个飞行器的飞行情况及飞行位置，则不能保证空中目标的飞行安全。
由上可知，有必要提供一种能够监控低空空域中各个航空目标的飞行情况及飞行位置、生产成本低利于普及的飞机位置自动监控***。
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种能够监控低空空域中各个航空目标的飞行情况及飞行位置、生产成本低利于普及的飞机位置自动监控***。
根据本发明的实施例，提供了一种飞机位置自动监控***，包括：设置于飞机上的位置报告装置和设置于地面的地面监控装置，其中，
所述位置报告装置包括：机载语音电台、飞机位置加载模块和对讲手柄；
所述飞机位置加载模块，串接于所述机载语音电台和对讲手柄之间，用于获取所述飞机当前的位置信息，并在检测到所述对讲手柄的语音通话按键按下接通时，将所述对讲手柄输出的语音信息发送至所述机载语音电台；及在检测到所述语音通话按键断开时，将所述飞机当前的位置信息发送至所述机载语音电台；
所述机载语音电台将接收到的语音信息和位置信息以无线方式发送至所述地面监控装置。
其中，所述飞机位置加载模块的第一接口与所述对讲手柄的语音接口相连，其第二接口与所述机载语音电台的语音接口相连；
所述飞机位置加载模块包括：
GPS接收机和卫星天线，所述GPS接收机通过所述卫星天线接收卫星信号，确定所述飞机当前的位置信息输出；
第一调制解调器，用于接收所述GPS接收机输出的位置信息调制为音频数据从其输出端输出；
线路切换开关，串接与第一接口和第二接口之间，并与第一调制解调器的输出端相连；
控制单元，用于检测到所述对讲手柄的语音通话按键按下接通时，控制所述线路切换开关接通第一接口和第二接口；检测到所述语音通话按键断开时，控制所述线路切换开关接通第二接口与第一调制解调器的输出端。
其中，所述地面监控装置包括：
地面语音电台，用于接收并解调出所述机载语音电台以无线方式发送的音频数据；
音频数据处理模块，用于从所述地面语音电台解调出的音频数据中区分出语音信息的音频数据和位置信息的音频数据，并分别输出。
优选地，所述飞机位置加载模块还用于在检测到所述语音通话按键断开时，开始计时，计时的设定时间到达时，停止发送所述飞机当前的位置信息。
进一步地，所述地面监控装置还包括：
第二调制解调器，用于接收所述音频数据处理模块输出的位置信息的音频数据，并从接收的音频数据解调出位置信息输出；
监控计算机，其包括：解码软件和地理信息***；所述解码软件接收第二调制解调器输出的位置信息，对接收的位置信息解码后发送给所述地理信息***，所述地理信息***根据接收的位置信息进行所述飞机的当前位置显示。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种飞机的位置报告装置，包括：机载语音电台、飞机位置加载模块和对讲手柄；
所述飞机位置加载模块，串接于所述机载语音电台与所述对讲手柄之间，用于获取所述飞机当前的位置信息，并用于在检测到所述对讲手柄的语音通话按键按下接通时，将所述对讲手柄输出的语音信息发送至所述机载语音电台；及在检测到所述语音通话按键断开时，将获取的所述飞机的位置信息发送至所述机载语音电台；
所述机载语音电台将接收到的语音信息和位置信息以无线方式发送至地面监控装置。
其中，所述飞机位置加载模块的第一接口与所述对讲手柄的语音接口相连，其第二接口与所述机载语音电台的语音接口相连；
所述飞机位置加载模块包括：
GPS接收机和卫星天线，所述GPS接收机通过所述卫星天线接收卫星信号，确定所述飞机当前的位置信息输出；
第一调制解调器，用于接收所述GPS接收机输出的位置信息调制为音频数据从其输出端输出；
线路切换开关，串接与第一接口和第二接口之间，并与第一调制解调器的输出端相连；
控制单元，用于检测到所述对讲手柄的语音通话按键按下接通时，控制所述线路切换开关接通第一接口和第二接口；检测到所述语音通话按键断开时，控制所述线路切换开关接通第二接口与第一调制解调器的输出端。
进一步地，所述飞机位置加载模块还用于在检测到所述语音通话按键断开时，开始计时，计时的设定时间到达时，停止发送所述飞机当前的位置信息。
根据发明实施例的再一个方面，还提供了一种地面监控装置，包括：
地面语音电台，用于接收并解调出所述机载语音电台以无线方式发送的音频数据；
音频数据处理模块，用于从所述地面语音电台解调出的音频数据中区分出语音信息的音频数据和位置信息的音频数据，并分别输出。
进一步地，所述地面监控装置还包括：
第二调制解调器，用于接收所述音频数据处理模块输出的位置信息的音频数据，并从接收的音频数据解调出位置信息输出；
监控计算机，其包括：解码软件和地理信息***；所述解码软件接收第二调制解调器输出的位置信息，对接收的位置信息解码后发送给所述地理信息***，所述地理信息***根据接收的位置信息进行所述飞机的当前位置显示。
由上述技术方案可知，本发明中的飞机位置自动监控***是在现有机载语音电台与对讲手柄的线路上增加飞机位置加载模块。飞机位置加载模块用于获取飞机当前的位置信息，并在检测到对讲手柄的语音通话按键按下接通时，将对讲手柄输出的语音信息发送至机载语音电台；在检测到语音通话按键断开时，将飞机的位置信息发送至机载语音电台。由于飞机位置加载模块的串入对于现有语音对讲装置中的语音通话音质及操作习惯不会产生任何影响和改变，并在每次与地面语音电台的语音对讲结束时自动发送飞机的位置信息，供地面监控装置对飞机的位置进行监控。因此本发明不需较高的生产成本便可实现对低空空域中各个航空目标的飞行情况及飞行位置的监控，利于普及。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1示出了飞机位置自动监控***的结构示意图；
图2示出了飞机位置加载模块的结构示意图；
图3示出了飞机位置自动监控***的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
本发明的思路为：本发明中的飞机位置自动监控***在飞机现有语音对讲电台上加设包含GPS接收机的飞机位置加载模块。在语音对讲电台的对讲手柄将语音通话切断后，飞机位置加载模块将飞机的经纬度、高度及ID代码信息调制为音频数据发送至机载语音电台，并由机载语音电台发送至地面语音电台，实现飞机位置的语音自动广播。同时，地面语音电台接收的音频数据还可通过解调后发送至空管***的监控计算机中，使飞机的位置信息在监控计算机的地理信息***上显示，以便于空管***进行碰撞冲突预警。
下面通过实施例对本发明中的结构及工作原理进行详细阐述。
图1示出了飞机位置自动监控***的结构示意图。如图1所示，包括：设置于飞机上的位置报告装置1和设置于地面的地面监控装置2。
其中，
位置报告装置1包括：机载语音电台101、飞机位置加载模块102和对讲手柄103。
机载语音电台101的语音接口与对讲手柄103的语音接口通过双绞线连接。
对讲手柄103包括麦克风105和语音通话按键104。本实施例中，语音通话按键104为PTT（Push-to-Talk，一键通）按键。语音通话按键104采用PTT按键只是示例性的，凡是能够在按下时使由麦克风105输入的语音信息传送到机载语音电台101的按键均落入本发明的保护范围。飞机上的人员在需要与地面进行通话时，按下语音通话按键104后，对讲手柄103将采集的语音信息以音频数据的形式发送至飞机位置加载模块102。
飞机位置加载模块102串接于机载语音电台101与对讲手柄103之间的数据线路上，其一端与连接对讲手柄103的语音接口相连，另一端与机载语音电台101的语音接口相连。本发明中，飞机位置加载模块102优选但不限于设置在机载语音电台101内部的电路板上。
飞机位置加载模块102检测到语音通话按键104按下接通时，将对讲手柄103输出的语音信息发送至机载语音电台101；
飞机位置加载模块102以GPS方式确定飞机当前的位置信息；并在检测到语音通话按键104断开后，将飞机当前的位置信息调制为音频数据后发送至机载语音电台101。
机载语音电台101接收到飞机位置加载模块102发送的语音信息和位置信息的音频数据后，将音频数据调制为高频信号后以无线方式发送至地面监控装置2。由于机载语音电台101将接收到的音频信号调制为高频信号后以无线方式发送至地面监控装置2实现与地面监控装置2之间进行无线语音通讯为现有技术，此处对其工作原理不再赘述。
地面的地面监控装置2包括：
地面语音电台201，用于接收并解调出机载语音电台101以无线方式发送的音频数据；
音频数据处理模块202，用于从地面语音电台201解调出的音频数据中区分出语音信息的音频数据和位置信息的音频数据，并分别输出。由于地面监控装置2对接收到的音频数据播报飞机的位置信息，从而实现对飞机位置的监控。
进一步地，地面监控装置2还包括：
第二调制解调器203，用于接收音频数据处理模块202输出的位置信息的音频数据，并从接收的音频数据解调出位置信息输出；
监控计算机204，其包括：解码软件205和地理信息***（GIS）206；解码软件205接收第二调制解调器203输出的位置信息，对接收的位置信息解码后发送给地理信息***206，地理信息***206对飞机的位置信息进行显示，从而实现对飞机位置的监控。
图2示出了飞机位置加载模块的结构示意图。如图2所示，飞机位置加载模块102包括第一接口21、第二接口22、GPS接收机23、卫星天线24、控制单元25、第一调制解调器26和线路切换开关27。其中，
第一接口21与对讲手柄103的语音接口相连；第二接口22与机载语音电台101的语音接口相连。第一接口21和第二接口22之间通过双绞线连接构成飞机位置加载模块中的语音传输线路。由麦克风105输入的语音信息经语音传输线路传送至机载语音电台101的语音接口；
GPS接收机23的输入端与卫星天线24相连，其输出端与控制单元25连接，用于通过卫星天线24接收的卫星信号确定飞机的位置信息（如经纬度、高度等）并将得到的飞机位置信息发送至控制单元25；
第一调制解调器26输入端与控制单元25的输出端相连，其输出端与第一接口21和第二接口22之间的语音传输线路连通，用于将接收到的飞机位置信息调制为音频数据传送至语音传输线路中。
线路切换开关27，串接与第一接口21和第二接口22之间的语音传输线路上，并与第一调制解调器26的输出端相连。通过线路切换开关27可实现第二接口22与第一接口21连通、第二接口22与第一调制解调器26的输出端连通之间的切换。第一接口21与第二接口22连通时，由麦克风105输入的语音信息发送至机载语音电台101；第二接口22与第一调制解调器26的输出端连通时，飞机位置加载模块获取的位置信息发送至机载语音电台101。
控制单元25，与线路切换开关27和对讲手柄中的语音通话按键104相连，用于检测到语音通话按键104按下接通时，控制线路切换开关27接通第一接口21和第二接口22；检测到语音通话按键104断开时，控制线路切换开关27接通第二接口22与第一调制解调器26的输出端。
本发明中，飞机位置加载模块在检测到语音通话按键断开时，开始计时，计时的设定时间到达时，停止发送飞机的位置信息。本实施例中，设定的时间可为1/4秒。
进一步地，飞机位置加载模块还包括电源模块28。电源模块28提供3.3V和5V两种电源。其中，电源模块28为控制单元25和GPS接收机23提供3.3V电源，为第一调制解调器26、卫星天线24、第一接口21、第二接口22、线路切换开关27提供5V电源。
本发明中，飞机位置加载模块中的控制单元25可为MCU、单片机或DSP处理器。
下面结合飞机位置加载模块的具体结构对本发明中飞机位置自动监控***的工作原理进行详细阐述。
图3示出了飞机位置自动监控***的工作流程图，如图3所述，包括如下步骤：
S301：飞机位置加载模块中的控制单元25接收GPS接收机发送的飞机当前的位置信息。
S302：地面语音电台201向机载语音电台101发出语音通话请求时，飞机位置加载模块中的控制单元25检测语音通话按键104的状态。当控制单元25检测到语音通话按键104为接通状态时，控制单元25控制线路切换开关27使第一接口21和第二接口22连通，机载语音电台101和地面语音电台201之间进行语音通讯；
S303：控制单元25检测到语音通话按键104挂断时，控制单元25控制线路切换开关27使第一调制解调器26的输出端与第二接口22连通，此时，控制单元25将飞机的当前位置信息发送至第一调制解调器26，飞机的当前位置信息经第一调制解调器26调制为音频数据后由第二接口201输入至机载语音电台101。
S304：机载语音电台101将飞机位置信息的音频数据调制为高频的音频数据后发送至地面语音电台201；
S305：地面语音电台201将接收到的高频的音频数据解调为低频的音频数据并播放音频数据，同时将解调后的音频数据发送给音频数据处理模块202；
S306：音频数据处理模块202从地面语音电台201解调出的音频数据中区分出语音信息的音频数据和位置信息的音频数据，并将位置信息的音频数据输出至第二调制解调器203；
S307：第二调制解调器203将接收的位置信息的音频数据解调出位置信息并将解调出位置信息发送给监控计算机204；
S308：监控计算机204利用解码软件205对接收到的位置信息解码后发送给地理信息***，地理信息***对飞机的位置信息进行显示。
由于本发明中的飞机位置自动监控***是在现有机载语音电台与对讲手柄的线路上增加飞机位置加载模块。飞机位置加载模块在检测到对讲手柄103的语音通话按键按下接通时，将对讲手柄103输出的语音信息发送至机载语音电台101；在检测到语音通话按键104断开时，将飞机的位置信息发送至机载语音电台101。由于飞机位置加载模块102的串入对于现有语音对讲装置中的语音通话音质及操作习惯不会产生任何影响和改变，并在每次与地面语音电台的语音对讲结束时自动发送飞机的位置信息，供地面监控装置对飞机的位置进行监控。因此本发明不需较高的生产成本便可实现对低空空域中各个航空目标的飞行情况及飞行位置的监控，利于普及。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞机位置自动监控***，其特征在于，包括：设置于飞机上的位置报告装置和设置于地面的地面监控装置，其中，
所述位置报告装置包括：机载语音电台、飞机位置加载模块和对讲手柄；
所述飞机位置加载模块，串接于所述机载语音电台和对讲手柄之间，用于获取所述飞机当前的位置信息，并在检测到所述对讲手柄的语音通话按键按下接通时，将所述对讲手柄输出的语音信息发送至所述机载语音电台；及在检测到所述语音通话按键断开时，将所述飞机当前的位置信息发送至所述机载语音电台；
所述机载语音电台将接收到的语音信息和位置信息以无线方式发送至所述地面监控装置。
2.如权利要求1所述的飞机位置自动监控***，其特征在于，所述飞机位置加载模块的第一接口与所述对讲手柄的语音接口相连，其第二接口与所述机载语音电台的语音接口相连；
所述飞机位置加载模块包括：
GPS接收机和卫星天线，所述GPS接收机通过所述卫星天线接收卫星信号，确定所述飞机当前的位置信息输出；
第一调制解调器，用于接收所述GPS接收机输出的位置信息调制为音频数据从其输出端输出；
线路切换开关，串接与第一接口和第二接口之间，并与第一调制解调器的输出端相连；
控制单元，用于检测到所述对讲手柄的语音通话按键按下接通时，控制所述线路切换开关接通第一接口和第二接口；检测到所述语音通话按键断开时，控制所述线路切换开关接通第二接口与第一调制解调器的输出端。
3.如权利要求1所述的飞机位置自动监控***，其特征在于，所述飞机位置加载模块还用于在检测到所述语音通话按键断开时，开始计时，计时的设定时间到达时，停止发送所述飞机当前的位置信息。
4.如权利要求1-3任一所述的飞机位置自动监控***，其特征在于，所述地面监控装置包括：
地面语音电台，用于接收并解调出所述机载语音电台以无线方式发送的音频数据；
音频数据处理模块，用于从所述地面语音电台解调出的音频数据中区分出语音信息的音频数据和位置信息的音频数据，并分别输出。
5.如权利要求4所述的飞机位置自动监控***，其特征在于，所述地面监控装置还包括：
第二调制解调器，用于接收所述音频数据处理模块输出的位置信息的音频数据，并从接收的音频数据解调出位置信息输出；
监控计算机，其包括：解码软件和地理信息***；所述解码软件接收第二调制解调器输出的位置信息，对接收的位置信息解码后发送给所述地理信息***，所述地理信息***根据接收的位置信息进行所述飞机的当前位置显示。
6.一种飞机的位置报告装置，其特征在于，包括：机载语音电台、飞机位置加载模块和对讲手柄；
所述飞机位置加载模块，串接于所述机载语音电台与所述对讲手柄之间，用于获取所述飞机当前的位置信息，并用于在检测到所述对讲手柄的语音通话按键按下接通时，将所述对讲手柄输出的语音信息发送至所述机载语音电台；及在检测到所述语音通话按键断开时，将获取的所述飞机的位置信息发送至所述机载语音电台；
所述机载语音电台将接收到的语音信息和位置信息以无线方式发送至地面监控装置。
7.如权利要求6所述的飞机的位置报告装置，其特征在于，所述飞机位置加载模块的第一接口与所述对讲手柄的语音接口相连，其第二接口与所述机载语音电台的语音接口相连；
所述飞机位置加载模块包括：
GPS接收机和卫星天线，所述GPS接收机通过所述卫星天线接收卫星信号，确定所述飞机当前的位置信息输出；
第一调制解调器，用于接收所述GPS接收机输出的位置信息调制为音频数据从其输出端输出；
线路切换开关，串接与第一接口和第二接口之间，并与第一调制解调器的输出端相连；
控制单元，用于检测到所述对讲手柄的语音通话按键按下接通时，控制所述线路切换开关接通第一接口和第二接口；检测到所述语音通话按键断开时，控制所述线路切换开关接通第二接口与第一调制解调器的输出端。
8.如权利要求7所述的飞机的位置报告装置，其特征在于，所述飞机位置加载模块还用于在检测到所述语音通话按键断开时，开始计时，计时的设定时间到达时，停止发送所述飞机当前的位置信息。
9.一种地面监控装置，其特征在于，包括：
地面语音电台，用于接收并解调出所述机载语音电台以无线方式发送的音频数据；
音频数据处理模块，用于从所述地面语音电台解调出的音频数据中区分出语音信息的音频数据和位置信息的音频数据，并分别输出。
10.如权利要求9所述的地面监控装置，其特征在于，还包括：
第二调制解调器，用于接收所述音频数据处理模块输出的位置信息的音频数据，并从接收的音频数据解调出位置信息输出；
监控计算机，其包括：解码软件和地理信息***；所述解码软件接收第二调制解调器输出的位置信息，对接收的位置信息解码后发送给所述地理信息***，所述地理信息***根据接收的位置信息进行所述飞机的当前位置显示。
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