專利名稱：Rvsm空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)及方法，特別是指對RVSM空域航空器的高度保持性能進(jìn)行監(jiān)視的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著全球航空運(yùn)輸量的持續(xù)增長，由于飛行高度層不足而導(dǎo)致的空域擁塞問題已經(jīng)成為空管發(fā)展的瓶頸，使航空運(yùn)輸企業(yè)蒙受了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了更充分地利用空域資源，顯著提升空域容量和提高利用率，世界各國先后實(shí)施縮小垂直間隔標(biāo)準(zhǔn)(Reduce vertical Separation Minimum，簡稱RVSM)。但是，縮小垂直間隔標(biāo)準(zhǔn)意味著將增大航空器之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，影響航空運(yùn)輸安全，所以航空器的高度保持能力的好壞將直接關(guān)系到RVSM空域運(yùn)行安全水平。航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)就是為了實(shí)現(xiàn)對RVSM空域內(nèi)飛行的航空器高度保持性能的監(jiān)視。通過對航空器飛行高度的監(jiān)測，確保航空器飛行高度偏差保持在安全范圍之內(nèi)，進(jìn)而保證航空器飛行安全。
但是，目前航空器飛行高度測量主要是依賴地面雷達(dá)站測距或是間接獲取機(jī)載氣壓高度表數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，前者測量精度不高，后者無法給出高度偏差，都無法實(shí)現(xiàn)航空器高度保持性能高精度監(jiān)視的要求，更無法分析產(chǎn)生航空器高度保持偏差的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)及方法，使得不僅能獲得高精度的航空器總垂直偏差，還可以得到人為因素造成的高度偏差和設(shè)備精度等造成的系統(tǒng)高度誤差，從而更準(zhǔn)確、更有效地監(jiān)視航空器高度保持性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)，包括絕對高度獲取模塊，用于采集載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息并處理得到航空器的絕對高度信息；數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊，用于獲取航空器的實(shí)際飛行高度信息、許可飛行高度信息、航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值；高度保持偏差數(shù)據(jù)處理模塊，用于對該許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的許可飛行高度的真實(shí)高度信息，并對該許可飛行高度的真實(shí)高度信息、該絕對高度信息、該實(shí)際飛行高度信息和該許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的高度保持偏差數(shù)據(jù)。
通過該系統(tǒng)，可以得到航空器總垂直偏差、對指定高度的飛行設(shè)置偏差及高度測量系統(tǒng)誤差三種高度保持偏差數(shù)據(jù)，對三種高度保持偏差數(shù)據(jù)進(jìn)行分析就可以更準(zhǔn)確、更有效地監(jiān)視航空器高度保持性能，還可以分析航空器所用設(shè)備對高度保持性能產(chǎn)生的影響以及人為因素對高度保持性能產(chǎn)生的影響，從而消除大的航空器高度偏差，更精確監(jiān)視航空器高度，更好保證航空器飛行安全，提高空域利用率。
本發(fā)明還提供了一種RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視方法，主要包括以下步驟采集載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息并處理得到航空器的絕對高度信息；采集航空器的許可飛行高度信息、實(shí)際飛行高度信息及航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值；結(jié)合縮小垂直間隔空域的大氣參數(shù)及該航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值對所述許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到許可飛行高度的真實(shí)高度信息；對該許可飛行高度的真實(shí)高度信息、該絕對高度信息、該實(shí)際飛行高度信息和該許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的高度保持偏差信息。
利用該方法可以得到高精度的航空器總垂直偏差、對指定高度的飛行設(shè)置偏差及高度測量系統(tǒng)誤差三種高度保持偏差數(shù)據(jù)，通過分析三種高度保持偏差數(shù)據(jù)可以更準(zhǔn)確、有效地監(jiān)視航空器高度保持性能，又能獲得航空器所用設(shè)備對高度保持性能的影響以及人為因素對高度保持性能的影響，特別是能夠?qū)θ藶橐蛩氐挠绊懏a(chǎn)生的偏差進(jìn)行分析和量化，從而消除大的航空器高度偏差，更好的保證航空器飛行安全，提高空域利用率。


圖1為本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)高度保持偏差處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為獲得載波相位信息、基準(zhǔn)信息的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視方法的總流程圖；圖7為本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視方法實(shí)施例1的流程圖；圖8為航空器上的GPS接收機(jī)獲得載波相位信息、基準(zhǔn)信息的流程圖；圖9為本發(fā)明中得到絕對高度信息的具體流程圖；圖10為地面二次雷達(dá)接收機(jī)獲取航空器的實(shí)際飛行高度信息的流程。
具體實(shí)施例方式
下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
航空器的高度偏差處理分析主要包括對三種高度保持?jǐn)?shù)據(jù)的處理分析航空器總垂直偏差，是航空器絕對高度信息和航空器許可飛行高度的真實(shí)高度信息之間的垂直幾何差值，反映航空器垂直方向總偏差；對指定高度的飛行設(shè)置偏差，是航空器的實(shí)際飛行高度信息和航空器許可飛行高度信息之間的差值，反映人為操作偏差；高度測量系統(tǒng)誤差，假定高度表基準(zhǔn)氣壓值設(shè)置正確的情況下，是高度表顯示的高度與未受擾動(dòng)的環(huán)境大氣壓的氣壓高度的差值，可由航空器總垂直偏差和對指定高度的飛行設(shè)置偏差獲得，反映設(shè)備自身精度等產(chǎn)生的誤差。如圖1所示，通過航空器的絕對高度信息、許可飛行高度信息、實(shí)際飛行高度信息和許可飛行高度的真實(shí)高度信息，可以計(jì)算獲得航空器的三種高度偏差數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供了一種RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)，包括絕對高度獲取模塊，用于采集載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息并處理得到航空器的絕對高度信息，該絕對高度為幾何高度；數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊，用于獲取航空器的實(shí)際飛行高度信息和許可飛行高度信息以及航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值，航空器的實(shí)際飛行高度和許可飛行高度均為氣壓高度；高度保持偏差數(shù)據(jù)處理模塊，用于對許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的許可飛行高度的真實(shí)高度信息，該許可飛行高度的真實(shí)高度為幾何高度，并對該許可飛行高度的真實(shí)高度信息、絕對高度信息、實(shí)際飛行高度信息和許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的高度保持偏差數(shù)據(jù)。
圖2為本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，系統(tǒng)主要包括絕對高度獲取模塊1、數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊3、高度保持偏差數(shù)據(jù)處理2；絕對高度獲取模塊1具體包括全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊11和載波相位差分處理模塊12。
絕對高度獲取模塊1中的全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊11用于從航空器上的全球定位系統(tǒng)(global positioning system，簡稱GPS)接收機(jī)采集載波相位信息及基準(zhǔn)站參考信息；從地面跟蹤站獲取衛(wèi)星星歷信息；絕對高度獲取模塊1中的載波相位差分處理模塊12主要通過利用載波相位差分處理方法、基準(zhǔn)站參考信息和跟蹤站的衛(wèi)星星歷等信息，消除GPS定位系統(tǒng)的大多數(shù)誤差，包括衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星星鐘誤差、電離層折射產(chǎn)生的誤差、接收機(jī)鐘差等。載波相位差分處理模塊12對獲得的載波相位信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息進(jìn)行差分解算，通過最小二乘搜索法解決整周模糊度和周跳問題，獲得基準(zhǔn)站和航空器之間的坐標(biāo)差值，將坐標(biāo)差值加上基準(zhǔn)站參考信息，得到航空器的世界大地坐標(biāo)系(World Geodetic System，簡稱WGS)84坐標(biāo)，從而獲得航空器的高精度絕對高度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊3用于從管制中心采集航行情報(bào)數(shù)據(jù)并處理得到許可飛行高度信息，從地面二次雷達(dá)接收機(jī)中采集信息并處理得到航空器的實(shí)際飛行高度信息，從機(jī)場參考點(diǎn)的大地高和氣壓高解算GPS測高基準(zhǔn)與氣壓測高基準(zhǔn)的二次差異曲面。高度保持偏差數(shù)據(jù)處理模塊2用于獲得許可飛行高度的真實(shí)高度信息，并對該許可飛行高度的真實(shí)高度信息以及從絕對高度獲取模塊1獲得的高精度絕對高度信息、從數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊3獲得的實(shí)際飛行高度信息和許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的高度保持偏差信息。具體可以為將高精度絕對高度信息和許可飛行高度的真實(shí)高度信息作差，獲得航空器總垂直偏差，將實(shí)際飛行高度信息和許可飛行高度信息作差，獲得對指定高度的飛行設(shè)置偏差，根據(jù)航空器總垂直偏差和對指定高度的飛行設(shè)置偏差獲得高度測量系統(tǒng)誤差。
全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊11可以采集航空器上GPS接收機(jī)中的載波相位信息、基準(zhǔn)信息及地面跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息。如圖3所示為航空器上GPS接收機(jī)獲得載波相位信息及基準(zhǔn)信息的示意圖。圖3包括基準(zhǔn)站6、航空器5及若干衛(wèi)星4。全球定位衛(wèi)星4不斷廣播GPS信號，為了保證測量準(zhǔn)確度，GPS衛(wèi)星數(shù)目不少于4個(gè)；具有已知坐標(biāo)的基準(zhǔn)站6中的GPS接收機(jī)首先進(jìn)行初始化，確定整周模糊度，然后開始進(jìn)行靜態(tài)測量連續(xù)接收GPS衛(wèi)星信號，接收的信息包括載波相位信號；基準(zhǔn)站6將載波相位觀測值、基準(zhǔn)站參考信息通過無線數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給航空器上的GPS接收機(jī)，航空器上的GPS接收機(jī)也首先進(jìn)行初始化確定整周模糊度，然后開始接收來自基準(zhǔn)站的信息時(shí)，同時(shí)同步觀測相同的衛(wèi)星并同步采集該衛(wèi)星的載波相位信息，并采集地面跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息。
如圖4所示，實(shí)施例1中的數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊3具體可為地面二次雷達(dá)接收機(jī)數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊31及飛行情報(bào)和氣象數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊32和GPS測高基準(zhǔn)與氣壓測高基準(zhǔn)的二次差異曲面解算模塊33，從而構(gòu)成了本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)的實(shí)施例2。飛行情報(bào)和氣象數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊32用于從管制中心和氣象部門采集數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)主要是與縮小垂直間隔空域有關(guān)的航行情報(bào)數(shù)據(jù)和氣象部門的縮小垂直間隔空域的大氣參數(shù)，并通過對航行情報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到航空器的許可飛行高度信息。地面二次雷達(dá)接收機(jī)數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊31用于采集地面二次雷達(dá)接收機(jī)中的信息并預(yù)處理得到所述實(shí)際飛行高度信息。地面二次雷達(dá)發(fā)射機(jī)不斷掃描其垂直間隔空域范圍內(nèi)的航空器，并發(fā)出詢問信號，航空器上的機(jī)載模式C應(yīng)答機(jī)接收到二次雷達(dá)詢問信號后，把航空器的相關(guān)信息發(fā)送給地面二次雷達(dá)接收機(jī)，地面二次雷達(dá)應(yīng)答接收機(jī)接收所述航空器的相關(guān)信息。數(shù)據(jù)采集模塊采集地面二次雷達(dá)接收機(jī)中的信息并進(jìn)行預(yù)處理。GPS測高基準(zhǔn)與氣壓測高基準(zhǔn)的二次差異曲面解算模塊用于確定航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值，首先選取該區(qū)域附近覆蓋的若干個(gè)機(jī)場(至少有6個(gè)機(jī)場)，通過每個(gè)機(jī)場參考點(diǎn)的大地高和氣壓高分別獲得各個(gè)機(jī)場的氣壓高度和橢球高度的差異值，然后根據(jù)參考點(diǎn)坐標(biāo)位置、基準(zhǔn)差異值構(gòu)建二次基準(zhǔn)差異曲面，在該曲面中提取航空器飛行軌跡點(diǎn)對應(yīng)的基準(zhǔn)差異值。
如圖5所示，實(shí)施例1或2中的高度保持偏差數(shù)據(jù)處理2具體可為偏差處理分析模塊21和氣壓高度和真實(shí)高度轉(zhuǎn)換模塊22，從而構(gòu)成了本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)的實(shí)施例3。氣壓高度和真實(shí)高度轉(zhuǎn)換模塊22，用于利用采集到的縮小垂直間隔空域的大氣參數(shù)信息將該許可飛行高度信息進(jìn)行處理后得到航空器的氣壓高度坐標(biāo)下的許可飛行高度的真實(shí)高度信息。然后利用GPS測高基準(zhǔn)與氣壓測高基準(zhǔn)的二次差異曲面得到的航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值獲得WGS84坐標(biāo)系下的許可飛行高度的真實(shí)高度信息；高度保持偏差數(shù)據(jù)處理模塊21用于獲得許可飛行高度的真實(shí)高度信息，并對該許可飛行高度的真實(shí)高度信息以及從絕對高度獲取模塊1獲得的高精度絕對高度信息、從數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊3獲得的實(shí)際飛行高度信息和許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的高度保持偏差信息。
通過本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)施例綜合考慮產(chǎn)生航空器高度偏差因素，可以得到三種高度保持偏差數(shù)據(jù)，通過對三種高度保持偏差數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理不僅能有效地監(jiān)視航空器高度保持性能，還可以獲得航空器所用設(shè)備對高度保持性能的影響以及人為因素對高度保持性能的影響，特別是能夠?qū)θ藶橐蛩氐挠绊懏a(chǎn)生的偏差進(jìn)行分析和量化，從而消除大的航空器高度偏差，更好的保證航空器飛行安全，提高空域利用率。
本發(fā)明還提供了一種RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視方法。圖6為該方法的流程圖，主要包括以下步驟采集載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息并處理得到航空器的絕對高度信息，航空器的絕對高度為幾何高度；采集航空器的許可飛行高度信息、實(shí)際飛行高度信息及航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值，航空器的實(shí)際飛行高度信息和許可飛行高度均為氣壓高度；結(jié)合縮小垂直間隔空域的大氣參數(shù)及該航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值對所述許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到許可飛行高度的真實(shí)高度信息，航空器的許可飛行高度的真實(shí)高度為幾何高度；對該許可飛行高度的真實(shí)高度信息、該絕對高度信息、該實(shí)際飛行高度信息和該許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的高度保持偏差信息。
圖7為本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視方法實(shí)施例1的流程圖。具體步驟如下獲得載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息，這些信息可以通過從航空器上的GPS接收機(jī)和地面跟蹤站上采集，航空器上的GPS接收機(jī)獲得信息的方法如圖8所示，具有已知坐標(biāo)的基準(zhǔn)站中的GPS接收機(jī)首先進(jìn)行初始化，確定整周模糊度，然后連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號，為了保證精度，GPS衛(wèi)星數(shù)目不少于4個(gè)，基準(zhǔn)站將基準(zhǔn)站參考信息、載波相位觀測值通過無線數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給航空器上的GPS接收機(jī)，航空器上的GPS接收機(jī)也首先進(jìn)行初始化確定整周模糊度，然后開始接收來自基準(zhǔn)站的信息時(shí)，同時(shí)同步觀測相同的衛(wèi)星并同步采集該衛(wèi)星的載波相位信息和地面跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息；如所示9所示，通過最小二乘搜索法解決整周模糊度和周跳問題，對獲得的載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息進(jìn)行差分解算，并利用跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息消除衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星星鐘誤差、電離層折射產(chǎn)生的誤差、接收機(jī)鐘差等誤差獲得基準(zhǔn)站和航空器之間的坐標(biāo)差值，把坐標(biāo)差值加上基準(zhǔn)站坐標(biāo)，得到航空器的WGS84坐標(biāo)，從而得到航空器的絕對高度信息；獲取航空器的實(shí)際飛行高度信息，可以從地面二次雷達(dá)接收機(jī)中采集航空器信息并處理得到航空器的實(shí)際飛行高度信息。地面二次雷達(dá)接收機(jī)獲取航空器信息的具體步驟如圖10所示，地面二次雷達(dá)發(fā)射機(jī)不斷掃描其垂直間隔空域范圍內(nèi)的航空器，并發(fā)出詢問信號，航空器上的機(jī)載模式C應(yīng)答機(jī)接收到二次雷達(dá)詢問信號后，把航空器的相關(guān)信息發(fā)送給地面二次雷達(dá)接收機(jī)，地面二次雷達(dá)接收機(jī)接收所述航空器的相關(guān)信息；
從管制中心采集航行情報(bào)數(shù)據(jù)、從氣象部門采集縮小垂直間隔空域的大氣參數(shù)，采集的航行情報(bào)數(shù)據(jù)主要是與縮小垂直間隔空域有關(guān)的航行高度情報(bào)數(shù)據(jù)，并對航行情報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到航空器的許可飛行高度信息；從航空器飛行區(qū)域附近覆蓋的若干個(gè)機(jī)場(至少有6個(gè)機(jī)場)，獲得各個(gè)機(jī)場的氣壓高度和橢球高度的差異值，然后根據(jù)參考點(diǎn)坐標(biāo)位置、基準(zhǔn)差異值構(gòu)建二次基準(zhǔn)差異曲面，最終得到航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值；結(jié)合縮小垂直間隔空域的大氣參數(shù)及航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值對所述許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到許可飛行高度的真實(shí)高度信息；通過對航空器的許可飛行高度的真實(shí)高度信息、絕對高度信息、實(shí)際飛行高度信息和許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的高度偏差信息。具體可以為將絕對高度和許可飛行高度的真實(shí)高度作差，獲得航空器總垂直偏差，該偏差反映航空器垂直方向總偏差；將實(shí)際飛行高度層和許可飛行高度層作差，獲得對指定高度的飛行設(shè)置偏差，該偏差反映人為操作偏差；根據(jù)航空器總垂直偏差和對指定高度的飛行設(shè)置偏差獲得高度測量系統(tǒng)誤差，假定高度表基準(zhǔn)氣壓值設(shè)置正確，則高度測量系統(tǒng)誤差是高度表顯示的高度與未受擾動(dòng)的環(huán)境大氣壓的氣壓高度的差值，反映設(shè)備自身精度等產(chǎn)生的誤差。
通過本發(fā)明RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視方法的實(shí)施例可以得到三種高度保持偏差數(shù)據(jù)，對三種高度保持偏差數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理既能有效地監(jiān)視航空器高度保持性能，又能獲得航空器所用設(shè)備對高度保持性能的影響以及人為因素對高度保持性能的影響，特別是能夠?qū)θ藶橐蛩氐挠绊懏a(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析和量化，從而消除大的航空器高度偏差，更精確的監(jiān)視航空器高度，更好的保證航空器飛行安全，提高空域利用率。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)，其中包括絕對高度獲取模塊，用于采集載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息并處理得到航空器的絕對高度信息；數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊，用于獲取航空器的實(shí)際飛行高度信息、許可飛行高度信息、航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值；高度保持偏差數(shù)據(jù)處理模塊，用于對該許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的許可飛行高度的真實(shí)高度信息，并對該許可飛行高度的真實(shí)高度信息、該絕對高度信息、該實(shí)際飛行高度信息和該許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的高度保持偏差數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述絕對高度獲取模塊具體包括全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息；載波相位差分處理模塊，用于對該載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息進(jìn)行差分處理得到所述絕對高度信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊具體包括飛行情報(bào)和氣象數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊，用于采集管制中心的航行情報(bào)數(shù)據(jù)并對該航行情報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理得到所述許可飛行高度信息；地面二次雷達(dá)接收機(jī)數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊，用于采集地面二次雷達(dá)接收機(jī)中的信息并預(yù)處理得到所述實(shí)際飛行高度信息；全球定位系統(tǒng)測高基準(zhǔn)與氣壓測高基準(zhǔn)的二次差異曲面解算模塊，用于確定航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意所述的RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述高度保持偏差數(shù)據(jù)處理模塊具體包括氣壓高度和真實(shí)高度轉(zhuǎn)換模塊，用于結(jié)合縮小垂直間隔空域的大氣參數(shù)及所述航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值對所述許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到所述許可飛行高度的真實(shí)高度信息；偏差處理分析模塊，用于通過對所述許可飛行高度信息、所述實(shí)際飛行高度信息、所述絕對高度信息和所述許可飛行高度的真實(shí)高度信息進(jìn)行處理得到高度保持偏差數(shù)據(jù)。
5.一種RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視方法，其中包括如下步驟采集載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息并處理得到航空器的絕對高度信息；采集航空器的許可飛行高度信息、實(shí)際飛行高度信息及航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值；結(jié)合縮小垂直間隔空域的大氣參數(shù)及該航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值對所述許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到許可飛行高度的真實(shí)高度信息；對該許可飛行高度的真實(shí)高度信息、該絕對高度信息、該實(shí)際飛行高度信息和該許可飛行高度信息進(jìn)行處理得到航空器的高度保持偏差信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視方法，其中所述采集航空器的絕對高度信息具體為采集載波相位信息、基準(zhǔn)站參考信息及跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息，對該載波相位信息、該基準(zhǔn)站參考信息及該跟蹤站的衛(wèi)星星歷信息進(jìn)行差分運(yùn)算得到該絕對高度信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視方法，其中所述采集航空器的許可飛行高度信息和實(shí)際飛行高度信息具體為采集管制中心的航行情報(bào)數(shù)據(jù)并預(yù)處理得到所述許可飛行高度信息；采集地面二次雷達(dá)接收機(jī)中的信息并預(yù)處理得到所述實(shí)際飛行高度信息；采集機(jī)場參考點(diǎn)的大地高度、氣壓高度及參考點(diǎn)坐標(biāo)位置處理得到所述航空器飛行區(qū)域的測高基準(zhǔn)差異值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種RVSM空域航空器高度保持性能監(jiān)視系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括絕對高度獲取模塊；數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理模塊；高度保持偏差數(shù)據(jù)處理模塊。方法包括采集航空器的高精度絕對高度、許可飛行高度和實(shí)際飛行高度，獲取航空器飛行軌跡點(diǎn)序列對應(yīng)的測高基準(zhǔn)的差異值，對這些信息進(jìn)行處理得到高度保持偏差信息。利用本發(fā)明不僅能獲得高精度的航空器的總垂直高度偏差，還可以得到人為因素造成的高度偏差和設(shè)備精度等造成的系統(tǒng)高度誤差，從而更準(zhǔn)確、有效地監(jiān)視航空器高度保持性能。
文檔編號G05D1/04GK101067552SQ20071006352
公開日2007年11月7日 申請日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者張軍, 張學(xué)軍, 蔡開泉, 谷志敏 申請人:北京航空航天大學(xué)