一種基于北斗的航空應(yīng)急示位信標裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空電子系統(tǒng)通訊領(lǐng)域，具體涉及一種基于北斗的應(yīng)急示位信標，是一種在飛機遇險的情況下可以自主定位的發(fā)射器，主要用于飛機的定位和現(xiàn)場人員搜救。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機遇險失事后的定位和搜救，是航空工業(yè)需要解決的重大課題，近年來，國際和國內(nèi)多次發(fā)生飛機遇險失事，都無法進行有效的定位和快速地進行救援，給人員和財產(chǎn)造成重大損失。2009年，法航AF447航班在大西洋上空罹難，法航為尋找黑匣子花費大量經(jīng)費和時間，前三次搜索共耗費1700萬英鎊，而最終一次找黑匣子花費760萬英鎊，總耗時近2年。2014年，馬來西亞航空公司稱與一架載有239人的波音777-200飛機與管制中心失去聯(lián)系，馬航已經(jīng)啟動救援和聯(lián)絡(luò)機制尋找該飛機，但失蹤飛機沒有發(fā)出具體位置信息，所以調(diào)查人員無法判斷其發(fā)生了什么情況。
[0003]客機上安裝的航空飛行記錄器(黑匣子)有2臺，可以記錄飛機飛行數(shù)據(jù)和座艙話音。黑匣子非常堅固，可耐飛機墜毀時的猛烈沖擊和高溫熱焰。然而，黑匣子上是沒有無線電發(fā)送裝置的，它唯一能對外發(fā)出信號的部件是水下信標(Under Water Beacon, ULB)。黑匣子在水下發(fā)出的聲波信號只能由聲納在水中進行接收，但是其探測范圍僅有數(shù)公里，相對茫茫大海，堪比〃大海撈針〃。
[0004]因此飛機遇險失事后對飛機失事地點的精確定位具有重要意義，用于定位搜救的應(yīng)急示位信標(Emergency Locator Transmitter, ELT)在民航中也成為必須安裝的設(shè)備。應(yīng)急定位發(fā)射設(shè)備屬于航電通訊系統(tǒng)，是一臺可以獨立工作的航空多用途緊急指示位置發(fā)射機，主要用于飛機遇險后發(fā)射無線電信號，幫助搜救組織確定遇險飛機的位置并快速展開遇險人員的救援工作。
[0005]根據(jù)《RTCA/D0-204A 406MHz應(yīng)急定位發(fā)射設(shè)備最低性能規(guī)范》中的描述，ELT按使用類型可分為四類:AF(固定型)、AP(可拆卸型)、AD(自動展開型)和S型(救生型)。AF型ELT在飛機失事前后都附設(shè)在飛機上，主要用于失事地點的定位；AP型失事前緊固在飛機上，遇險后可輕松拆卸，一般具有輔助天線；AD型ELT在飛機失事前安裝在飛機上，失事時或失事后自動分離后工作；S型ELT是失事后從飛機上拆下隨身攜帶，一般可漂浮在水面。
[0006]根據(jù)國際民航適航標準要求，在2008年7月1日以后，任何批準載客19人以下飛機必須安裝1個ELT設(shè)備，可以是救生型也是自動開機型；20人以上飛機飛行時必須安裝2個以上ELT設(shè)備，其中1個必須是自動展開型ELT。如果執(zhí)行跨水任務(wù)的航班必須安裝救生型急定位發(fā)射設(shè)備。
[0007]針對上述問題，國際國內(nèi)組織一直致力于救生無線電定位技術(shù)的發(fā)展，最早的解決方案采用無線電示標位技術(shù)，利用該技術(shù)的ELT遇險后發(fā)射特定頻率的無線電信標信號，通過無線電定向的原理測得信標機的方位。根據(jù)GJB 2414-95《航空救生電臺通用規(guī)范》，當搜救飛機飛行高度在3000米時，信標作用距離為150公里。由于信標發(fā)射功率小，一般在幾百毫瓦，而且環(huán)境無線電干擾大，實際作用距離和測向精度不高。
[0008]方案二是由加拿大、法國、美國和前蘇聯(lián)聯(lián)合開發(fā)的全球性衛(wèi)星搜救系統(tǒng)(C0SPAS/SARSAT)，是目前國際海事衛(wèi)星組織推行的全球海上遇險與安全系統(tǒng)的重要組成部分。該系統(tǒng)使用低高度衛(wèi)星為全球包括極區(qū)在內(nèi)的海上、陸上、和空中提供遇險報警及定位服務(wù)，以使遇險者得到及時有效的救助，C0SPAS-SARSAT全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)已成功應(yīng)用于世界范圍內(nèi)大量的遇險搜救行動中。利用該系統(tǒng)的ELT只能夠在飛機損壞程度不大的情況下進行，其求救方式是將信號發(fā)送給C0SPAS-SARSAT衛(wèi)星系統(tǒng)，衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送406MHZ的“飛機遇難信號”到當?shù)氐男l(wèi)星用戶終端(LUT)。如果沒有合適的LUT，衛(wèi)星系統(tǒng)會把406MHZ的“飛機遇難信號”存儲起來，直到有合適的LUT。跟蹤搜救衛(wèi)星并接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)下來的遇險示位信標信號和數(shù)據(jù)，然后解碼、計算并給出信標識別碼和位置數(shù)據(jù)，同時又實時修正衛(wèi)星的軌道參數(shù)，把信標的報警數(shù)據(jù)和統(tǒng)計信息送給相應(yīng)的搜救任務(wù)控制中心(MCC)。這種只是發(fā)送信號而非自己具體位置，解決的是“我是誰”的問題，然后通過地面控制中心根據(jù)所收到的信號計算事故地點，可能會帶來誤差。
[0009]C0SPAS-SARSAT全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)使用低高度衛(wèi)星為全球包括極區(qū)在內(nèi)的海上、陸上、和空中提供遇險報警及定位服務(wù)，由于該系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道較低(850?1000km)，單顆衛(wèi)星覆蓋地球的面積比地球同步靜止衛(wèi)星小。因而，在目前六顆衛(wèi)星工作的情況下，對遇險目標來說存在著一定的等待時間，尤其是在靠近赤道地區(qū)，兩顆衛(wèi)星飛越同一地區(qū)的時間間隔最長可達1.5小時。而且該系統(tǒng)由國外控制，其特有的加密模式不對我國開放，不適合我國在特定情況下的救生定位和軍事用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明解決的技術(shù)問題
[0011]提供一種基于北斗的航空應(yīng)急示位信標。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(BDS)，是繼美全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄GL0NASS之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2012年12月27日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式對亞太地區(qū)提供無源定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)，目前，我國正在全力發(fā)展和建設(shè)北斗衛(wèi)星覆蓋全球。
[0012]不同于GPS、GL0NASS等一般的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，北斗系統(tǒng)提供兩種服務(wù):一種是衛(wèi)星無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)(Rad1 Navigat1n Satellite System，縮寫RNSS)，由用戶接收衛(wèi)星無線電導(dǎo)航信號，自主完成至少4顆衛(wèi)星的距離測量，進行用戶位置，速度及航行參數(shù)計算；另一種是衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)(Rad1 Determinat1n Satellite Service，縮寫RDSS)，用戶至衛(wèi)星的距離測量和位置計算無法由用戶自身獨立完成，必須由外部系統(tǒng)通過用戶的應(yīng)答來完成，其特點是通過用戶應(yīng)答，在完成定位的同時，同時完成了向外部系統(tǒng)的用戶位置報告，其特有的短報文通信功能還可實現(xiàn)定位與通信的集成。
[0013]基于北斗的ELT可以直接利用北斗二代衛(wèi)星定位，獲得高精度的定位結(jié)果，避免了再次計算所帶來的誤差，成功的解決了 “我是誰，我在哪”的問題。北斗特有的短報文通訊功能還可以告訴第三方用戶“我在哪兒”?？梢杂行Эs短救生搜索和定位時間，提高了搜救效率，使得搜救船舶或飛機能夠迅速的發(fā)現(xiàn)遇險飛機的位置，提高了救援速度。
[0014]本申請?zhí)岚傅募夹g(shù)方案的詳細闡述
[0015]本發(fā)明提供一種基于北斗的航空應(yīng)急示位信標，利用北斗二代衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲得高精度、高可靠的定位信息，解決了目前航空應(yīng)急示位信標定位誤差大、定位時間長的問題。同時采用406MHz衛(wèi)星通信頻段和北斗一代衛(wèi)星系統(tǒng)的短報文功能發(fā)射報警信息，可以有效縮短救生搜索和定位時間，提高了搜救效率，使得搜救船舶或飛機能夠迅速的發(fā)現(xiàn)遇險飛機的位置，提高救援速度。
[0016]如圖1所示，一種基于北斗的航空應(yīng)急示位信標，該信標包括主控模塊(包含主控芯片和存儲單元)、電源模塊、事故感知模塊、手動觸發(fā)模塊、衛(wèi)星通信模塊、北斗衛(wèi)星RNSS模塊和北斗衛(wèi)星RDSS模塊；
[0017]電源模塊負責給主控模塊、事故感知模塊、手動觸發(fā)模塊、衛(wèi)星通信模塊、北斗衛(wèi)星RNSS模塊和北斗衛(wèi)星RDSS模塊供電；
[0018]事故感知模塊的輸出接口連接到主控模塊，用于向主控模塊發(fā)出的觸發(fā)信號；
[0019]手動觸發(fā)模塊是與事故感知模塊相聯(lián)，用于在緊急情況發(fā)生時驅(qū)動事故感知模塊發(fā)出觸發(fā)信號，進一步觸發(fā)主控器；
[0020]主控模塊還分別與北斗RNSS定位模塊、北斗RDSS模塊以及406MHZ衛(wèi)星通信模塊連接，在接收到事故感知模塊的觸發(fā)信號后，主控模塊通過北斗RNSS定位模塊與北斗導(dǎo)航衛(wèi)星進行通信并將接收到的當前經(jīng)瑋度信息存儲在存儲單元中，之后主控模塊將該經(jīng)瑋度信息轉(zhuǎn)換成通信信號，并通過北斗RDSS模塊的短報文通信功能以及406MHZ衛(wèi)星通信