機場無源監(jiān)視系統(tǒng)以及空中交通管理系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種機場無源監(jiān)視系統(tǒng)以及包含該機場無源監(jiān)視系統(tǒng)的空中交通管 理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 為了確保飛機在機場上的安全調度（例如飛機入庫等），需要對即將入庫的飛機 進行精確定位。目前常用的是機場無源監(jiān)視系統(tǒng)。
[0003] 現有機場無源監(jiān)視系統(tǒng)一般采用一、二次雷達來實現對飛機進行定位監(jiān)視。然而， 這兩種定位監(jiān)視系統(tǒng)存在測量精度不高、數據更新率低、地區(qū)空域全覆蓋難、信息量少等問 題。
[0004] 基于上述問題，出現了多基站無源時差定位體制。其原理是：無源多點定位監(jiān)視系 統(tǒng)采用由一個主站和n個副站構成長基線時差定位體制。時差（TDOA，TimeDifferenceof Arrival)定位又稱為雙曲線定位，它是通過處理多站接收到的輻射源（飛機）目標信號到 達時間差數據對輻射源（飛機）目標進行定位的。例如，在二維平面內，輻射源目標信號到 達兩探測站的時間差規(guī)定了以兩站為焦點的半邊雙曲線。如果利用三個站形成兩條半邊雙 曲線，求解這兩條半邊雙曲線的交點，即可以確定輻射源目標的位置。在三維空間中，則至 少需要形成三個半邊雙曲面來產生交點。
[0005] 但是，一般的時差定位系統(tǒng)采用一個主站和2-3個副站構成，為了得到較高的定 位精度需要拉開基線長度，這樣，主站與副站的身份時固定的，而且主站與副站基線的延長 線附近區(qū)域定位精度相對較差，這樣，導致無法對每個區(qū)域的飛機進行精確定位。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種能夠根據飛機的粗略位 置重新設定主站和副站來實現精確定位飛機的位置的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)以及包含該機場 無源監(jiān)視系統(tǒng)的空中交通管理系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明提供了一種機場無源監(jiān)視系統(tǒng)，用于對使用機場的飛機進行定位監(jiān)視，具 有這樣的特征，包括：至少四個信號接收處理站，每個信號接收處理站用于對含有飛機發(fā)出 的飛機脈沖信號以及在飛機脈沖信號傳輸過程中產生的干擾脈沖信號的混合脈沖信號進 行接收，然后對飛機脈沖信號的脈沖前沿進行判定，從而得到相應的前沿到達時刻；以及 監(jiān)視中心站，與每個信號接收處理站相通訊連接，用于根據四個信號接收處理站的位置以 及相對應的各個前沿到達時刻對飛機進行定位，其中，監(jiān)視中心站包含：設定部，將四個信 號接收處理站中任意一個信號接收處理站設定為主站、另外三個信號接收處理站設定為副 站；定位部，基于每個副站與主站之間的前沿到達時刻的差值、并根據預定坐標系以及預定 定位規(guī)則測算出飛機的粗略位置；計算部，基于粗略位置計算出主站與粗略位置之間的第 一距離，計算出主站與三個副站中離粗略位置最近的副站之間的第二距離，并計算出粗略 位置和主站之間的連線與預定坐標系中的X軸或Y軸相關的夾角；以及判定控制部，根據第 一距離、第二距離、夾角和粗略位置判定飛機的精確位置。
[0008] 在本發(fā)明提供的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，判定控制部 對第一距離是否小于四分之三的第二距離，以及夾角是否在相對應的預定閾值范圍內進行 判斷，當判斷為是時，將粗略位置判定為精確位置，當判斷為否時，控制設定部重新將信號 接收范圍覆蓋粗略位置的信號接收處理站設定為主站，另外三個信號接收站設定為副站， 并控制定位部進行相應的測算得到粗略位置，并將該粗略位置判定為精確位置。
[0009] 在本發(fā)明提供的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，預定坐標系 包含X軸、Y軸和Z軸，與粗略位置相對應的粗略位置信息包含X值、Y值和Z值，當Z值等 于〇時，夾角是指粗略位置與主站之間的連線與X軸或Y軸之間的夾角，當Z值大于0時， 夾角是指粗略位置與主站之間的連線在X軸和Y軸所在的平面內的投影線與X軸或Y軸之 間的夾角。
[0010] 在本發(fā)明提供的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，當夾角是指 粗略位置與主站之間的連線或該連線在X軸和Y軸所在的平面內的投影線與X軸之間的夾 角時，預定閾值范圍為16°至164°。
[0011] 在本發(fā)明提供的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，當夾角是指 粗略位置與主站之間的連線或該連線在X軸和Y軸所在的平面內的投影線與Y軸之間的夾 角時，預定閾值范圍為-74°至74°。
[0012] 在本發(fā)明提供的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，機場具有跑 道，X軸與跑道的長度方向相平行，Y軸位于跑道所在的平面內且與X軸相垂直，Z軸與跑道 所在的平面相垂直。
[0013] 在本發(fā)明提供的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，每個信號接 收處理站包含：信號接收部，對混合脈沖信號進行接收；門限電平基準值存儲部，存儲有用 于對飛機脈沖信號和干擾脈沖信號進行辨別的門限電平基準值；對數檢波器，對混合脈沖 信號進行檢波并得到視頻脈沖信號；脈沖信號衰減部，基于預定計算規(guī)則對視頻脈沖信號 進衰減，從而得到衰減視頻脈沖信號；脈沖信號延遲部，基于預定延遲時間對視頻脈沖信號 進行延遲，從而得到延遲視頻脈沖信號；交點判定部，判定衰減視頻脈沖信號和延遲視頻脈 沖信號是否存在交點，當判定為是時，進一步判定該交點所對應的電平值是否大于門限電 平基準值，當判定為是時，將交點判定為與飛機脈沖信號的脈沖前沿相對應的前沿對應點； 以及前沿到達時刻設定部，把與前沿對應點相對應的時刻設定為飛機脈沖信號的脈沖前沿 到達信號接收部的前沿到達時刻。
[0014] 在本發(fā)明提供的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)中，還可以具有這樣的特征：其中，每個信號接 收處理站還包含信號識別部，信號識別部對接收到的飛機脈沖信號進行解碼，并基于預定 識別規(guī)則對該飛機脈沖信號的內容進行識別。
[0015] 另外，本發(fā)明還提供了一種空中交通管理系統(tǒng)，用于對使用機場的飛機進行管理， 具有這樣的特征，包括：機場無源監(jiān)視系統(tǒng)，用于對飛機進行定位監(jiān)視；以及飛機調度系 統(tǒng)，根據機場無源監(jiān)視系統(tǒng)提供的定位監(jiān)視數據對飛機進行調度，其中，機場無源監(jiān)視系統(tǒng) 為上述的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)。
[0016] 發(fā)明的作用與效果
[0017] 根據本發(fā)明所涉及的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)以及空中交通管理系統(tǒng)，因為四個信號接 收處理站能夠對含有飛機發(fā)出的飛機脈沖信號以及干擾脈沖信號的混合脈沖信號進行接 收，然后對飛機脈沖信號的脈沖前沿進行判定，從而得到相應的前沿到達時刻，設定部能夠 將四個信號接收處理站中任意一個設定為主站，其它三個設定為副站，定位部基于每個副 站與主站之間的前沿到達時刻的差值并根據預定坐標系以及預定定位規(guī)則計算飛機的粗 略位置，計算部基于粗略位置計算出主站與粗略位置之間的第一距離、主站與離粗略位置 最近的副站之間的第二距離以及粗略位置和主站之間的連線與預定坐標系中的X軸或Y 軸相關的夾角，判定控制部根據第一距離、第二距離、夾角和粗略位置判定出飛機的精確位 置，所以，本發(fā)明的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)以及空中交通管理系統(tǒng)在計算出飛機的粗略位置后 能夠進一步實現對飛機位置的精確定位，從而對飛機進行準確地定位監(jiān)視。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明涉及的空中交通管理系統(tǒng)在實施例中的結構框圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明涉及的機場無源監(jiān)視系統(tǒng)在實施例中的結構框圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明涉及的信號接收處理站在實施例的機場中的布置位置示意圖；
[0021] 圖4是本發(fā)明涉及的信號接收處理站在實施例中的結構框圖；
[0022] 圖5是本發(fā)明涉及的信號接收處理站在實施例中對脈沖信號的處理過程示意圖；
[0023] 圖6是本發(fā)明涉及的信號接收處理站在實施例中的動作流程圖；以及圖7是本發(fā) 明涉及的監(jiān)視中心站在實施例中的動作流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本發(fā)明實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與