一种航空飞行器测控站多通道自动切换方法、装置及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115603788A(43)申请公布日2023.01.13(21)申请号202211229185.4H04B10/40(2013.01)(22)申请日2022.10.09G08G5/00(2006.01)(71)申请人陕西航天技术应用研究院有限公司地址710199陕西省西安市航天基地东长安街504号A1楼220室(72)发明人孙涛刘学涛王少卫覃磊宋新刚冯凯夏飞艳吴意李钊(74)专利代理机构西安乾方知识产权代理事务所(特殊普通合伙)61259专利代理师吕智宇(51)Int.Cl.H04B7/06(2006.01)H04B7/08(2006.01)H04B7/185(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种航空飞行器测控站多通道自动切换方法、装置及系统(57)摘要本发明公开了一种航空飞行器测控站多通道自动切换方法、装置及系统，包括以下步骤：以航空飞行器与地面测控站的相对位置关系为参考，将航空飞行器的飞行姿态分为三种状态；根据航空飞行器各个阶段的飞行轨迹，地面各种天线的功能和性能特点，以及站址周围环境因素，制定合理可行的地面天线通道接收和发射组合方案，在进行测控任务时，能够自动切换至相应飞行状态下的地面天线通道接收和发射组合完成测控任务。本发明可实现航空飞行器多套地面天线或终端配置先进、布局合理、信号无盲区以及信号通道自动切换和无缝接力等，满足航空飞行器与地面测控站之间的上下行信号传输或者通信需求，提高地面遥测遥控系统的运行效率。CN115603788ACN115603788A权利要求书1/2页1.一种航空飞行器测控站多通道自动切换方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，以航空飞行器与地面测控站的相对位置关系为参考，将航空飞行器的飞行姿态分为三种状态；S2，根据航空飞行器各个阶段的飞行轨迹，地面各种天线的功能和性能特点，以及站址周围环境因素，制定合理可行的地面天线通道接收和发射组合方案，在进行测控任务时，能够自动切换至相应飞行状态下的地面天线通道接收和发射组合完成测控任务。2.根据权利要求1所述的航空飞行器测控站多通道自动切换方法，其特征在于，所述S1中，将航空飞行器的飞行姿态分为三种状态，分别为：起飞和降落阶段、平飞阶段、过顶阶段。3.根据权利要求2所述的航空飞行器测控站多通道自动切换方法，其特征在于，所述S2中，根据航空飞行器各个阶段的飞行轨迹，地面各种天线的功能和性能特点，以及站址周围环境因素，制定合理可行的地面天线通道接收和发射组合方案为：⑴飞行器处于起飞和降落阶段该状态下宽波束定向天线单元A和宽波束定向天线单元B接收遥测数据，并同时进行信号放大比较，选择两路信号中最强的一路输出；当飞行仰角≤α1，且飞行距离≤L千米时，宽波束定向天线单元A或宽波束定向天线单元B工作；当飞行仰角>α1，或者飞行距离>L千米时，宽波束定向天线单元A或B与单反射面天线单元进行切换；在下行通道工作的同时，上行通道切换至对应的宽波束定向天线单元A或者宽波束定向天线单元B或者单反射面天线单元，上行通道正式开通，发射遥控指令；其中，α1指飞行器与测控站宽波束定向天线单元的俯仰角，L指在宽波束定向天线单元工作时，测控系统能正常接收和解析遥测数据状态下，飞行器距离测控站的最大距离；⑵飞行器处于平飞阶段该状态下宽波束定向天线单元A、宽波束定向天线单元B、单反射面天线单元均可接收遥测数据，并同时进行信号放大比较，选择三路信号中最强的一路输出；当β1>飞行仰角>α1时，主要是单反射面天线单元工作，进行GPS引导跟踪；当飞行仰角≥ψ时，单反射面天线单元的跟踪方式可由GPS引导跟踪切换至单脉冲自跟踪方式；在下行通道工作的同时，上行通道切换至对应的单反射面天线单元，上行通道正式开通，发射遥控指令；其中，β1指飞行器与测控站单反射面天线单元的俯仰角，ψ为θ+Φ，θ指单反射面天线单元辐射方向图的俯仰波束角度，Φ指单反射面天线单元可以工作在单脉冲自跟踪方式下的安全角度；⑶飞行器处于过顶阶段当飞行仰角≥β1时，单反射面天线单元继续工作且天线高频箱中低噪放设备工作在低增益模式，同时，单反射面天线单元与半球天线单元进行信号电平对比，默认选择单反射面天线单元通道信号输出，并判断飞行器在过顶状态下单反射面天线单元是否工作异常，单反射面天线单元工作异常时，选择半球天线单元通道信号输出；在下行通道工作的同时，上行通道切换至对应的单反射面天线单元或者半球天线单元，上行通道正式开通，发射遥控指令。4.根据权利要求3所述的航空飞行器测控站多通道自动切换方法，其特征在于，飞行器2CN115603788A权利要求书2/2页与测控站实时距离的门限值L需结合飞行器发射EIRP、电磁波自由空间衰减、接收天线G/T值及