一種民航用多點(diǎn)定位的詢問(wèn)發(fā)射機(jī)及其詢問(wèn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種民用航空的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種民航用多點(diǎn)定位的詢問(wèn)發(fā)射機(jī)及其詢問(wèn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著空中交通流量的日益增力卩，傳統(tǒng)的雷達(dá)技術(shù)將不能充分地支持先進(jìn)的空中交通管理概念的執(zhí)行，于是就提出了多點(diǎn)定位系統(tǒng)(MSS，全稱為multi later—at1nsurveillance system)對(duì)機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有空管雷達(dá)系統(tǒng)的補(bǔ)充和增強(qiáng)，MSS又包含2套子系統(tǒng)，多點(diǎn)定位場(chǎng)面監(jiān)視系統(tǒng)(MSS-A)和多點(diǎn)定位進(jìn)近監(jiān)視系統(tǒng)(MSS-PRM)，一套用于對(duì)場(chǎng)面目標(biāo)的監(jiān)視，另一套用于對(duì)終端進(jìn)近區(qū)域空中目標(biāo)的監(jiān)視。多點(diǎn)定位場(chǎng)面監(jiān)視系統(tǒng)的本質(zhì)是通過(guò)利用與ADS-B (全稱為Automatic De—pendentSurveillance-Broadcast)相同的地面接收站結(jié)構(gòu)為ADS-B的實(shí)施提供平滑的過(guò)渡，同時(shí)通過(guò)改善的監(jiān)視技術(shù)為空中交通管制提供有效的監(jiān)視服務(wù)。與一、二次雷達(dá)定位原理不同，多點(diǎn)定位監(jiān)視技術(shù)是基于信號(hào)到達(dá)時(shí)差(TD0A，全稱為Time difference of arrival)來(lái)計(jì)算飛機(jī)的位置。一套多點(diǎn)定位監(jiān)視系統(tǒng)包含有多個(gè)地面接收站，用于接收目標(biāo)發(fā)射出的應(yīng)答信號(hào)，如A/C模式，S模式，擴(kuò)展的S模式信號(hào)等。當(dāng)同一組信號(hào)被地面上位于不同位置的接收天線接收到時(shí)，因?yàn)槟繕?biāo)與各個(gè)接收天線的距離不一樣，因此信號(hào)到達(dá)各個(gè)天線的時(shí)間也有細(xì)微的差別。這些差別就是信號(hào)到達(dá)時(shí)差(TD0A);在此基礎(chǔ)上借助特定的算法，飛機(jī)所處的位置將被精確地計(jì)算出來(lái)。多點(diǎn)定位監(jiān)視系統(tǒng)由若干個(gè)分布在監(jiān)視區(qū)域附近的信號(hào)接收機(jī)、詢問(wèn)信號(hào)發(fā)射機(jī)和參考應(yīng)答機(jī)、以及一組中央處理器服務(wù)器(CPS)組成。當(dāng)接收到二次雷達(dá)或者其他詢問(wèn)設(shè)備發(fā)出S模式或者A/C模式詢問(wèn)信號(hào)時(shí)，飛機(jī)或者地面移動(dòng)目標(biāo)(車輛)上安裝的S模式或者A/C模式的應(yīng)答機(jī)就會(huì)自動(dòng)發(fā)送相應(yīng)的S模式或者A/C模式的應(yīng)答信號(hào)。
[0003]例如，一種利用多點(diǎn)定位系統(tǒng)的技術(shù)方案在中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310285465.1的專利申請(qǐng)中被公開，該專利申請(qǐng)公開了一種機(jī)載防撞與近地告警監(jiān)視方法，其特征在于，包括以下步驟:1)系統(tǒng)主機(jī)通過(guò)四通道L波段天線廣播本機(jī)狀態(tài)信息，并同時(shí)監(jiān)聽周圍空域中裝有S模式或A/C模式應(yīng)答機(jī)的機(jī)體所發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)，發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)探測(cè)周圍空域安裝A/C模式應(yīng)答機(jī)的機(jī)體；2)通過(guò)射頻模塊和基帶模塊與目標(biāo)機(jī)體進(jìn)行信息交互，跟蹤安裝有S和A/C模式應(yīng)答機(jī)的目標(biāo)機(jī)體，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)收到的信息建立航跡；3)綜合本機(jī)、地形威脅、目標(biāo)機(jī)體航跡等信息，計(jì)算本機(jī)撞地和空中碰撞威脅，當(dāng)威脅存在時(shí)輸出適當(dāng)?shù)穆曇?、視頻避讓建議信息，提示飛行員做出規(guī)避動(dòng)作。
[0004]另一份利用多點(diǎn)定位系統(tǒng)的技術(shù)，如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310711878.1的中國(guó)專利申請(qǐng)中，公開了一種具有1090兆赫擴(kuò)展電文的廣播式自動(dòng)監(jiān)視能力的S模式應(yīng)答機(jī)，其具有對(duì)A/C/S模式詢問(wèn)的應(yīng)答功能和1090ESADS-B功能，應(yīng)答機(jī)包括:天線，用于接收1030MHz和1090MHz信號(hào)和發(fā)送1090MHz信號(hào)；接收模塊，與天線連接，用于通過(guò)天線將接收到的1030MHz和1090MHz信號(hào)進(jìn)行限幅、去雜波和放大；射頻采樣模塊，與接收模塊連接，用于對(duì)經(jīng)過(guò)接收模塊進(jìn)行處理后的信號(hào)進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；信號(hào)處理模塊，與射頻采樣模塊連接，用于對(duì)經(jīng)過(guò)射頻采樣模塊采樣后的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和解碼，以識(shí)別出接收到的信號(hào)是1030MHz的A/C/S詢問(wèn)信號(hào)或者是1090ESADS-BIN信號(hào)，并將解碼后的信號(hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊，與信號(hào)處理模塊連接和飛機(jī)內(nèi)的外部設(shè)備連接，用于接收經(jīng)過(guò)解碼后的信號(hào)并對(duì)該解碼后的信號(hào)進(jìn)行處理，其中，當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊接收到的解碼信號(hào)為1030MHz的A/C/S詢問(wèn)信號(hào)，則發(fā)送與該A/C/S詢問(wèn)信號(hào)的應(yīng)答信號(hào)至信號(hào)處理模塊；當(dāng)接收到的信號(hào)為1090ESADS-BIN信號(hào)時(shí)，將該信號(hào)發(fā)送至外部設(shè)備以顯示該信號(hào)；信號(hào)處理模塊，還用于對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的應(yīng)答信號(hào)進(jìn)行編碼和/或根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)且根據(jù)1090ESADS-B0UT時(shí)序主動(dòng)生成1090ESADS-B0UT編碼信號(hào)；以及發(fā)射模塊，用于對(duì)信號(hào)處理模塊編碼后的信號(hào)進(jìn)行發(fā)射。
[0005]發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的多點(diǎn)定位系統(tǒng)的技術(shù)方案中，并沒(méi)有能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能夠根據(jù)對(duì)多點(diǎn)定位系統(tǒng)中詢問(wèn)技術(shù)方案進(jìn)行完善的民航用多點(diǎn)定位的詢問(wèn)發(fā)射機(jī)及其詢問(wèn)方法。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
一方面，提供一種民航用多點(diǎn)定位的詢問(wèn)發(fā)射機(jī)，其特征在于，包括:
天線模塊，所述天線模塊包括全向天線和GPS子模塊；
與所述天線模塊連接的主機(jī)；
其中，所述主機(jī)設(shè)置有發(fā)射分機(jī)、終端處理分機(jī)以及電源分機(jī)，并且所述發(fā)射分機(jī)設(shè)置有提供載波信號(hào)的頻率源模塊，與頻率源模塊連接的調(diào)制模塊，與調(diào)制模塊連接的功放模塊；
所述功放模塊與所述全向天線連接，并且可以與所述終端處理分機(jī)雙向交換信號(hào)；
所述調(diào)制模塊可以接收來(lái)自所述終端處理分機(jī)的控制信號(hào)；
所述頻率源模塊可以接收來(lái)自所述電源分機(jī)的電壓信號(hào)；
所述終端處理分機(jī)內(nèi)設(shè)置有詢問(wèn)參數(shù)；并且詢問(wèn)參數(shù)可以通過(guò)發(fā)射分機(jī)得到預(yù)定格式的詢問(wèn)信號(hào)，然后通過(guò)全向天線將預(yù)定格式的詢問(wèn)信號(hào)發(fā)射出去。
[0007]因此，上述民航用多點(diǎn)定位的詢問(wèn)發(fā)射機(jī)使得多點(diǎn)定位系統(tǒng)可以對(duì)覆蓋區(qū)域內(nèi)目標(biāo)全監(jiān)視，并及時(shí)、準(zhǔn)確地將詢問(wèn)信號(hào)發(fā)出。
[0008]優(yōu)選地，所述頻率源模塊可以向終端處理分機(jī)發(fā)射鎖定檢測(cè)信號(hào)。
[0009]優(yōu)選地，所述調(diào)制模塊可以接收來(lái)自所述終端處理分機(jī)的PTT信號(hào)、ADK和/或DPSK信號(hào)。
[0010]優(yōu)選地，所述終端處理分機(jī)可以向所述功放模塊發(fā)射功率控制信號(hào)，并且接收來(lái)自所述功放模塊的駐波檢測(cè)信號(hào)。
[0011]因此，可以通過(guò)終端處理分機(jī)和發(fā)射分機(jī)更好地交換信息，從而可以通過(guò)終端處理分機(jī)對(duì)發(fā)射分機(jī)傳遞詢問(wèn)編碼，發(fā)射分機(jī)能夠準(zhǔn)確地發(fā)射預(yù)定的詢問(wèn)信號(hào)。
[0012]優(yōu)選地，所述終端處理分機(jī)還設(shè)置有與網(wǎng)卡連接的端口和測(cè)試端口 ；并且所述終端處理分機(jī)與所述GPS子模塊連接。因此，終端處理分機(jī)可以接收更多的控制信號(hào)。
[0013]優(yōu)選地，所述終端處理分機(jī)設(shè)置有FPGA單元和ARM單元，所述FPGA單元與所述發(fā)射分機(jī)交換信息，所述ARM單元與所述GPS子模塊和所述與網(wǎng)卡連接的端口和測(cè)試端口交換信息，并且所述FPGA單元和ARM單元通過(guò)EMC接口連接。
[0014]優(yōu)選地，所述ARM單元信息處理模塊可以接受來(lái)自外部的控制信號(hào)，向所述FPGA單元發(fā)射控制信號(hào)、發(fā)射模式信號(hào)、發(fā)射功率信號(hào)，所述FPGA單元將來(lái)自ARM單元的信號(hào)轉(zhuǎn)換成發(fā)射分機(jī)能夠識(shí)別的信號(hào)；并且所述FPGA單元還可以通過(guò)所述ARM單元將發(fā)射分機(jī)的工作狀態(tài)信息反饋至外部。
[0015]因此，可以讓終端處理分機(jī)通過(guò)ARM單元具有更好的信息、參數(shù)收集功能，而且還能通過(guò)FPGA單元與發(fā)射分機(jī)更好地交換信息。
[0016]優(yōu)選地，所述詢問(wèn)發(fā)射機(jī)的主機(jī)與外部的指控中心連接，所述指控中心可以控制所述主機(jī)的工作參數(shù)，所述參數(shù)包括工作模式、詢問(wèn)模式、詢問(wèn)次數(shù)和飛機(jī)地址。因此，可以通過(guò)指控中心更好地控制詢問(wèn)發(fā)射機(jī)的工作方式。
[0017]優(yōu)選地，所述功放模塊設(shè)置有推動(dòng)級(jí)功放子模塊、末級(jí)功放子模塊、程控衰減器；并且所述程控衰減器可以進(jìn)行多檔的衰減控制。因此，可以得到更加穩(wěn)定的發(fā)射信號(hào)。
[0018]另一方面，本發(fā)明還提供一種民航用多點(diǎn)定位詢問(wèn)發(fā)射機(jī)的詢問(wèn)方法，其特征在于，所述民航用多點(diǎn)定位詢問(wèn)發(fā)射機(jī)為上述任意一種所述的詢問(wèn)發(fā)射機(jī)，所述詢問(wèn)方法包括:
A、開機(jī)和初始化設(shè)置；
B、主機(jī)進(jìn)行自檢，檢測(cè)所述主機(jī)是否能夠正常工作和與所述主機(jī)連接的通訊接口是否能夠正常工作；
C、根據(jù)主機(jī)狀態(tài)設(shè)置所述終端處理分機(jī)的參數(shù)，以及主機(jī)是否接受到外部控制中心的詢問(wèn)命令；如果是，通過(guò)發(fā)射分機(jī)和天線模塊將詢問(wèn)命令發(fā)射出去。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟B中主機(jī)自檢的方法包括通過(guò)所