一種在飛機(jī)控制系統(tǒng)中控制航向天線切換的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及飛行控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本實(shí)用新型涉及一種在飛機(jī)著陸進(jìn) 近的過程中控制航向天線切換的裝置，本實(shí)用新型主要適用于同時(shí)具備儀表著陸（ILS)功 能和衛(wèi)星著陸(GLS)功能的飛機(jī)，并為這些飛機(jī)在不同飛行階段選擇最佳的天線以作為航 向信號(hào)輸入源。
【背景技術(shù)】
[0002] 民用客機(jī)在通過儀表著陸方式進(jìn)行著陸進(jìn)近時(shí)所采用的航向信號(hào)源來自如下兩 種天線:一種是安裝在機(jī)頭的L0C天線，一種是安裝在垂尾的V0R/L0C天線。一般的小飛機(jī)都 采用垂尾的V0R/L0C天線作為L(zhǎng)0C信號(hào)輸入源，大飛機(jī)則采用機(jī)頭的L0C天線作為L(zhǎng)0C信號(hào)輸 入源（因?yàn)閮x表著陸（ILS)地面站臺(tái)一般都安裝在跑道兩端，大飛機(jī)的機(jī)身可能對(duì)垂尾的 V0R/L0C天線造成遮擋）。隨著衛(wèi)星著陸技術(shù)的發(fā)展，飛機(jī)也可以使用衛(wèi)星著陸方式進(jìn)行著 陸進(jìn)近，該方式需要接收來自地面站臺(tái)的VHF數(shù)據(jù)廣播(VDB)信號(hào)，衛(wèi)星著陸(GLS)地面站可 以安裝于機(jī)場(chǎng)的任意位置(無需位于跑道上）。由于垂尾的V0R/L0C天線較之于機(jī)頭的L0C天 線具備全向性，因此在使用衛(wèi)星著陸方式時(shí)采用垂尾的V0R/L0C天線作為VDB信號(hào)源更適 合。當(dāng)飛機(jī)具備ILS著陸和GLS著陸功能時(shí)，需在機(jī)頭L0C天線和垂尾V0R/L0C天線之間進(jìn)行 切換，以選擇最佳天線作為信號(hào)源。
[0003] 因此，對(duì)于具備ILS著陸和GLS著陸功能的飛機(jī)，需要提供一種簡(jiǎn)單而高效的方案 以實(shí)現(xiàn)控制航向天線切換。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的第一方面提供了一種在飛機(jī)控制系統(tǒng)中控 制航向天線切換的裝置，其特征在于，包括:信息獲取單元，其被配置為獲取用于指示飛機(jī) 著陸方式的著陸方式信息，并被配置為獲取用于指示飛機(jī)著陸階段的著陸階段信息;天線 選擇單元，其被配置為根據(jù)所述著陸方式信息和所述著陸階段信息確定航向天線的選擇； 命令控制單元，其被配置為根據(jù)所述航向天線的選擇生成切換命令，以控制天線切換開關(guān) 對(duì)所述航向天線實(shí)施切換。
[0005] 特別的，所述信息獲取單元還被配置為獲取切換后的切換狀態(tài)反饋信息;所述裝 置還包括:判斷單元，其被配置為比較所述航向天線的選擇和所述切換狀態(tài)反饋信息是否 一致;告警單元，其被配置為當(dāng)所述航向天線的選擇和所述切換狀態(tài)反饋信息不一致時(shí)，則 發(fā)出告警信息。
[0006] 特別的，所述著陸方式為儀表著陸或衛(wèi)星著陸。
[0007] 特別的，所述著陸階段為前期階段或后期階段。
[0008] 特別的，所述天線選擇單元被進(jìn)一步配置為：當(dāng)所述著陸方式為儀表著陸并且所 述著陸階段為前期階段時(shí)，選擇垂尾V0R/L0C天線；當(dāng)所述著陸方式為儀表著陸并且所述著 陸階段為后期階段時(shí)，選擇機(jī)頭L0C天線；當(dāng)所述著陸方式為衛(wèi)星著陸并且所述著陸階段為 前期階段時(shí)，選擇垂尾VOR/LOC天線；當(dāng)所述著陸方式為衛(wèi)星著陸并且所述著陸階段為后期 階段時(shí)，選擇垂尾V0R/L0C天線。
[0009] 通過本實(shí)用新型的裝置對(duì)當(dāng)前使用的航向天線進(jìn)行切換，可以使飛機(jī)在不同狀況 下選擇使用信號(hào)最佳的航向天線，加強(qiáng)了飛機(jī)的航向道捕獲及跟蹤能力;且通過對(duì)切換狀 態(tài)反饋信號(hào)的監(jiān)控，以及與切換控制信號(hào)的對(duì)比，可及時(shí)反應(yīng)設(shè)備的工作狀態(tài)，在必要時(shí)提 供告警信息，從而確保天線切換開關(guān)能夠正常工作，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠度和安全性 能。
【附圖說明】
[0010] 通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的 其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯：
[0011] 圖1示出了包含了根據(jù)本實(shí)用新型所公開的控制航向天線切換的裝置的飛機(jī)控制 系統(tǒng)的不意圖；
[0012] 圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型所公開的一種在飛機(jī)控制系統(tǒng)中控制航向天線切換的 方法流程圖；以及
[0013] 圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型所公開的一種在飛機(jī)控制系統(tǒng)中控制航向天線切換的 裝置模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 在以下優(yōu)選的實(shí)施例的具體描述中，將參考構(gòu)成本實(shí)用新型一部分的所附的附 圖。所附的附圖通過示例的方式示出了能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型的特定的實(shí)施例。示例的實(shí)施 例并不旨在窮盡根據(jù)本實(shí)用新型的所有實(shí)施例?？梢岳斫?，在不偏離本實(shí)用新型的范圍的 前提下，可以利用其他實(shí)施例，也可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性或者邏輯性的修改。因此，以下的具體描 述并非限制性的，且本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求所限定。此外，盡管說明書中以特 定的順序描述了方法的步驟，但是這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些操 作，或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果，相反，描繪的步驟可以改變執(zhí)行順 序。附加地或備選地，可以省略某些步驟，將多個(gè)步驟合并為一個(gè)步驟執(zhí)行，和/或?qū)⒁粋€(gè)步 驟分解為多個(gè)步驟執(zhí)行。
[0015] 在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于具備ILS著陸和GLS著陸功能的飛機(jī)而言，通常通過飛機(jī)相對(duì) 于地面站臺(tái)的位置來判斷使用哪個(gè)天線增益較高，從而對(duì)當(dāng)前使用的航向天線進(jìn)行選擇。 該方式需要比較飛機(jī)的GPS位置、慣導(dǎo)位置、飛行機(jī)動(dòng)以及導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫中地面站臺(tái)的位置， 計(jì)算方式復(fù)雜，需要對(duì)設(shè)備的軟件進(jìn)行開發(fā)，成本較高。
[0016] 本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思路是:通過定性分析確定飛機(jī)在不同著陸進(jìn)近階段時(shí)哪個(gè)天 線(機(jī)頭L0C天線或垂尾V0R/L0C天線)可以接收到最佳信號(hào)，從而提出了一種簡(jiǎn)單的控制邏 輯以控制對(duì)于航向天線的選擇，此外本實(shí)用新型還進(jìn)一步確認(rèn)航向天線切換的結(jié)果，當(dāng)航 向天線沒有正確切換時(shí)發(fā)出告警提示來保證飛行安全。
[0017] 伏爾全向信標(biāo)V0R，ILS功能的航向信標(biāo)L0C和GLS功能的甚高頻數(shù)據(jù)鏈VDB三者的 天線接收頻率都在一個(gè)頻段內(nèi)（約108MHz~120MHz)。因此在實(shí)際應(yīng)用中，這三者可共用一 個(gè)天線。一般來說，安裝于飛機(jī)垂尾頂端的V0R/L0C天線是實(shí)施這三種接收功能的載體，安 裝在機(jī)頭雷達(dá)罩內(nèi)的LOC天線是實(shí)施ILS功能的載體。ILS、GLS、VOR三種功能下的天線使用 情況如表1所示。
[0018] 表-1: ILS、GLS和V0R功能天線使用情況表
[0020]可見，在不同的著陸模式下，需要接收來自不同天線的信號(hào)。
[0021] -般來說，GLS著陸功能和ILS著陸功能都集成在一個(gè)導(dǎo)航接收機(jī)內(nèi)，因此需使用 天線切換開關(guān)對(duì)飛機(jī)在不同著陸模式下（ILS或者GLS)所使用的天線進(jìn)行切換。
[0022]除此之外，即使是采用ILS模式著陸，在不同飛行階段下，對(duì)所用天線（垂尾V0R/ L0C天線或機(jī)頭L0C天線)也有不同的最佳選擇。由于垂尾的V0R/L0C天線具有360°的接收范 圍，而機(jī)頭的L0C天線只能接收機(jī)頭前方最大180°范圍以內(nèi)的信號(hào)。因此當(dāng)飛機(jī)采取ILS方 式著陸時(shí)，在飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)后，若飛機(jī)飛行航跡與跑道夾角較大，機(jī)頭的L0C天線將有可能捕獲 不到信號(hào)（例如，從機(jī)身后側(cè)方向發(fā)來的信號(hào)），此時(shí)采用垂尾的V0R/L0C天線來捕獲L0C信 號(hào)，將能更好地保證飛機(jī)接收到L0C信號(hào);而當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入進(jìn)近航道，垂尾的V0R/L0C天線有可 能受到機(jī)身遮擋，此時(shí)用機(jī)頭的L0C天線來追蹤L0C信號(hào)為最佳選擇。
[0023] 也就是說，在ILS著陸方式下，如果針對(duì)不同進(jìn)近著陸階段，用天線切換開關(guān)對(duì)垂 尾的V0R/L0C天線和機(jī)頭的L0C天線進(jìn)行切換選擇，則有利于飛機(jī)獲得最佳L0C信號(hào)。
[0024] 綜上分析，在本實(shí)用新型中對(duì)于不同的著陸方式和不同的著陸階段，天線選擇策 略如表2所示：
[0025] 表-2不同著陸進(jìn)近方式和階段下的最佳天線選擇策略
[0027]從表2可知影響天線選擇的因素有兩個(gè):一是飛機(jī)所采用的著陸方式;二是飛機(jī)所 處的飛行階段。由于當(dāng)選擇GLS方式著陸后，最佳天線始終應(yīng)為垂尾的V0R/L0C天線，因此此 時(shí)無需討論飛行進(jìn)近著陸階段。而若飛機(jī)的著陸方式為ILS方式時(shí)，則需考慮飛行著陸進(jìn)近 階段。
[0028]經(jīng)實(shí)用新型人分析發(fā)現(xiàn)涉及/判斷飛行階段的關(guān)鍵事件為：飛行員是否按下APPR 鍵。在飛機(jī)已進(jìn)場(chǎng)，但飛行員未按下APPR鍵之前，飛機(jī)的L0C天線開始試圖捕獲L0C信號(hào)，此 時(shí)由于機(jī)頭和ILS底面站臺(tái)的角度偏差可能較大，最佳L0C天線策略為垂尾的V0R/L0C天線； 當(dāng)飛行員按下APPR鍵之后，飛機(jī)進(jìn)入進(jìn)近預(yù)位，飛機(jī)要對(duì)著跑道中心線快速對(duì)準(zhǔn)，捕獲到 L0C中心線后，再捕獲到GS，自動(dòng)進(jìn)近模式就接通了，此時(shí)使用機(jī)頭的L0C天線為最佳策略。 因此，可以以是否按下APPR鍵來劃分著陸的兩個(gè)階段，按下之前為前期階段，按下之后為后 期階段?？梢钥闯鲈诒緦?shí)用新型中天線選擇策略與觸發(fā)事件的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表3所示。
[0029]表3組合事件與天線選擇策略對(duì)應(yīng)關(guān)系表
[0031] 在本實(shí)用新型中，可以把著陸階段設(shè)定為事件A，A=1表示APPR鍵未按下，A = 0表 示APPR鍵已按下;把著陸方式設(shè)定為事件B，B = 0表示著陸方式采用ILS模式，B=1表示著陸 方式采用GLS模式;設(shè)定開關(guān)控制指令(Command)為C，C=1表示選擇垂尾的V0R/L0C天線，C =0表示選擇機(jī)頭的L0C天線。則可以得到控制指令C與事件AB的邏輯表達(dá)式為:C=A+B。 [0032]此外，由于切換開關(guān)存在未執(zhí)行切換指令的風(fēng)險(xiǎn)，因此可通過對(duì)比開關(guān)控制指令C 與切換開關(guān)反饋狀態(tài)是否一致來判斷開關(guān)是否正確執(zhí)行了控制指令。設(shè)定開關(guān)狀態(tài)反饋 (Feedback)為F，F(xiàn)=1表示開關(guān)狀態(tài)反饋顯示當(dāng)前天線為垂尾的V0R/L0C天線，F(xiàn) = 0表示開 關(guān)狀態(tài)反饋顯