航空用應急定位搜救系統的製作方法
2023-07-01 03:17:41 2
航空用應急定位搜救系統的製作方法【專利摘要】本實用新型提出一種航空用應急定位搜救系統，發射機射頻模塊（2）與中央處理機組合模塊通過印製板上的矩形連接器相互連接，發射機工作時向外發射121.5/243MHz，406.028MHz三個頻段的信號，其中406.028MHz頻點上發射的信號按COSPAS-SARSATC/ST.001標準中規定的消息格式，將固定的飛機編號，連同ARINC429總線上接收到的位置信息，填入中央處理機組合模塊（3）內置CPU緩存區的預設消息格式中，CPU將該消息通過串行外設接口發送給控制射頻模塊內置的DDS，進行二進位相位L調製，將相位調製好的基帶信號再次調製到406.028MHz頻點上，產生國際海事衛星搜救定位信號，DDS產生音頻掃頻幅度調製信號，並調製到121.5/243MHz頻點上，產生現場人員搜救信號。【專利說明】航空用應急定位搜救系統【
技術領域：
】[0001]本實用新型涉及一種符合RTCA適航專業標準D0-204A和環境標準D0-160F的航空用應急定位搜救系統，是一種在應急狀況下可自我定位的發射設備，主要用於航空器的衛星定位和現場人員搜救。【
背景技術：
】[0002]飛機遇險失事後的定位和搜救，是航空工業需要解決的重大課題，近年來，國際和國內多次發生飛機遇險失事，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，因此飛機遇險失事後對飛機失事地點的精確定位具有重要意義。[0003]隨著衛星定位的民用化，基於各種衛星定位系統的終端設備逐步進入市場，並廣泛應用於海事、航空、航天等工業領域。在航空領域方面，民用航空中，根據中國民航CCAR91.435R2的要求，在2008年7月I日以後，任何批准載客19人以上的所有飛機必須至少裝備一臺自動應急定位發射機或兩臺任何類型的應急定位發射機，根據CCAR121，如果執行跨水任務的航班必須安裝救生型急定位發射設備。[0004]ELT(EmergencyLocatorTransmitters),航空用應急定位發射設備，與其類似的還有船用應急示位標(ERIPBs)和個人定位信標(PLB)都是用於在預警狀態下，向外發射專用應急搜救頻率信號的發射設備，並可同時發送帶經緯度的數據信息，通過海事衛星進行定位和轉發，向地面控制中心報告當前的坐標、遇險對象編號、啟動方式、是否帶應急搜救頻率信標等等信息。[0005]根據《RTCA/D0-204A406MHz應急定位發射設備最低性能規範》中的描述，應急定位發射設備按使用類型可分為四類。[0006]固定式(AF,AutomaticFixed)[0007]該類ELT永久性的固定安裝在飛行器內，在飛行墜毀發生期間和發生後向外部發射位置信號和現場人員搜救信號。[0008]可攜式(AP,AutomaticPortable)[0009]該類ELT在飛機墜毀前被牢固的固定在飛行器內，一般有獨立的天線，在飛行器的損毀後仍然可以繼續使用，並且發生墜毀後能夠很容易取下，一般固定在救生筏上。若滿足倖存式(S)類ELT的需求，則一般被標記為(S)類ELT。[0010]倖存式(S，Survival)，倖存式(S)等級A(有浮力)，該類ELT被設計為能在淡水或海水中漂浮，並且在平靜的條件下能夠讓天線保持正確的位置，並很快進入激活發射工作方式。[0011]倖存式(S)等級B(無浮力)，該類ELT在水中沒有浮力，但是必須有手動激活和水激活兩種激活方式。[0012]自動部署式(AD，D印loyable)，該類ELT在飛機墜毀前被牢固的固定在飛行器內，發生墜毀時將會通過力傳感器檢測到墜毀的發生，並且自動展開。該類ELT能夠在水中漂浮，並向外發射位置信息和搜救信號。在國際上，該類ELT軍用的名稱為CPL(CrashPositionLocator/失事位置定位器),在其自動展開前無法進行遠程控制,如果有條件,該類ELT可以向駕駛室人員提供ELT的工作狀態，對於誤報警，可以允許復位該ELT，但在遠程開關的設計上，不允許有將其完全關閉的功能。[0013]我國目前的民航機型上安裝的ELT普遍採用進口設備，具已掌握的資料，國內目前沒有完全參照RTCA適航標準研製的任何類型的ELT。【
發明內容】[0014]本實用新型的任務是提供一種既可用於傳統的固定翼飛機，也可用於直升航空器的應急定位發射系統，能夠在應急狀態下由駕駛人員手動啟動或在加速度衝擊情形下自啟動的航空用應急定位搜救系統。[0015]本實用新型解決其技術問題所採用的方案是:一種航空用應急定位搜救系統，包括，發射機、控制面板和天線，其特徵在於，發射機射頻模塊2與帶有自備電池包的中央處理機組合模塊3通過印製板上的矩形連接器相互連接，向外發射121.5/243MHZ,406.028MHz三個頻段的信號，按COSPAS-SARSATC/ST.001標準中規定的消息格式，將固定的飛機編號、國家編號，連同ARINC429總線接收器上接收到的位置信息，一起填入到中央處理機組合模塊3內置CPU緩存區的預設消息格式中，CPU將該消息通過串行外設接口發送給控制射頻模塊2內置的DDS進行二進位相位L調製，將相位調製好的基帶信號再次調製到406.028MHz頻點上，產生國際海事衛星搜救定位信號，同時CPU控制DDS產生AM調製的121.5/243MHZ的現場人員搜救信號，406.028MHz信號首先經過射頻模塊2的406MHz聲表濾波器低通濾波，經過三級功率放大後進入射頻模塊2的合路器輸出；121.5/243MHZ音頻掃頻幅度調製的信號分別經過121MHz和243MHz的聲表面波濾波器，然後經過兩級功率放大後進入合路器輸出，同時發射機通過圓形連接器輸出離散量信號，向外部提供發射機的工作狀態顯示。[0016]本實用新型具有如下有益效果。[0017]本實用新型在飛機應急狀態下，能夠通過飛行員啟動射頻發射或通過感受外部加速度瞬間變化啟動射頻發射，並連續向外部發射121.5/243MHZ現場人員搜救頻段的音頻掃頻幅度信號，並每隔50s向外發射406MHz的國際海事衛星搜救定位信號，能夠通過內部鋰電池組供電的方式持續至少50h，並且發射機的結構為雙層鋁合金殼體，殼體間填充隔熱材料，因此發射機具有較強的防墜毀性能。[0018]本實用新型是應急定位搜救系統(AF，ELT)，環境性能要求符合《RTCAD0-204A406MHz應急定位發射機最低性能標準》和《RTCAD0-160F機載設備的環境條件和測試程序》，在墜毀發生時，可檢測飛機飛行方向的加速度並自啟動，發射121.5/243MHZ現場人員搜救信號以及406MHz國際海事衛星搜救定位信號。能夠在飛機斷電後依靠自身的電池持續工作50小時以上，比如本實用新型供電為+28VDC，同時自備電池包，電池包容量為IlAhi0.5A，而應急定位搜救發射機在發射狀態的平均電流小於230mA，因此可在外部供電斷開後支持121.5/243MHZ現場人員搜救信號50h發射時間和406MHz的國際海事衛星搜救定位信號24h的發射時間。[0019]發射406MHz國際海事衛星搜救定位信號數據格式按照C/ST001-2008《國際海事衛星組織:406MHz遇險示位標規範》，可通過COSPAS-SARSAT衛星系統轉發經緯度、飛機編號、啟動方式、是否有121MHz應急搜救信標等信息到地面站，從而定位發射機位置。[0020]按D0-160F和D0-204A的環境鑑定試驗項目及類別見表1。[0021]表1環境鑑定試驗項目及類別(此表可以說明環境適應性。[0022]【權利要求】1.一種航空用應急定位搜救系統，包括，發射機、控制面板和天線，其特徵在於，發射機射頻模塊(2)與帶有自備電池包的中央處理機組合模塊(3)通過印製板上的矩形連接器相互連接，向外發射121.5,243MHz和406.028MHz三個頻段的信號，按COSPAS-SARSATC/ST.001標準中規定的消息格式，將固定的飛機編號、國家編號，連同ARINC429總線接收器接收到的位置信息，一起填入到中央處理機組合模塊(3)內置CPU緩存區的預設消息格式中，CPU將該消息通過串行外設接口發送給控制射頻模塊(2)內置的DDS進行二進位相位L調製，將相位調製好的基帶信號再次調製到406.028MHz頻點上，產生國際海事衛星搜救定位信號，同時CPU控制DDS產生AM調製的121.5/243MHz的現場人員搜救信號，406.028MHz信號首先經過射頻模塊(2)的406MHz聲表濾波器低通濾波，經過三級功率放大後進入射頻模塊(2)的合路器輸出；121.5/243MHZ音頻掃頻幅度調製的信號分別經過121MHz和243MHz的聲表面波濾波器，然後經過兩級功率放大後進入合路器輸出離散量信號，向外部提供發射機的工作狀態顯示。2.如權利要求1所述的航空用應急定位搜救系統，其特徵在於，電池包(I)通過由電池組合模塊內部引出的微型連接器連接到電源組合模塊上，電源組合模塊(4)和中央處理機組合模塊(3)通過印製板上的接線連接在一起，射頻模塊(2)與中央處理機組合模塊(3)通過印製板上的矩形連接器相互連接。3.如權利要求2所述的航空用應急定位搜救系統，其特徵在於，電源組合模塊(4)、中央處理機組合模塊(3)、射頻模塊(2)都通過螺釘固定安裝在底座上，電池組合模塊(I)通過螺釘固定在安裝塊上。4.如權利要求2所述的航空用應急定位搜救系統，其特徵在於，發射機內部的中央處理機組合模塊(3)中安裝有加速度傳感器，在飛行過程中，CPU通過接收加速度傳感器採集到的加速度量值，感受飛機外部加速度。5.如權利要求2所述的航空用應急定位搜救系統，其特徵在於，電源組合模塊(4)對+28VDC的尖峰、浪湧電壓進行瞬態抑制，完成與電池電壓的供電切換，切換的電壓輸入到DC-DC晶片中轉換成7.2V，供給射頻模塊(2)和中央處理機組合模塊(3)，中央處理機組合模塊(3)對加速度傳感器的檢測和閾值的計算，並選擇性的接收飛機ARINC429總線上飛機的位置數據信息，發送給射頻模塊(2)中的DDS。6.如權利要求1所述的航空用應急定位搜救系統，其特徵在於，射頻模塊(2)中的高頻率穩定度晶振輸入DDS後進行倍頻，生成406MHz頻率載波，同經過編碼的數據信息完成B1-PhaseL調製並發射，121.5/243MHz的音頻掃頻幅度信號同樣由中央處理機組合模塊(3)控制射頻模塊(2)的DDS產生。7.如權利要求1所述的航空用應急定位搜救系統，其特徵在於，121.5,243MHz和406.028MHz三路射頻信號末端的合路器利用帶通濾波器的帶外阻帶抑制性能來實現這三路射頻信號輸出頻率和功率的合成。8.如權利要求1所述的航空用應急定位搜救系統，其特徵在於，中央處理機組合模塊(3)包括，微控制器、加速度傳感器和ARINC429總線接收器，其中，加速度傳感器感受外界的加速度量值，通過串行設備接口轉發給微控制器，與微控制器進行通信。9.如權利要求1所述的航空用應急定位搜救系統，其特徵在於，ARINC429總線接收器接收外部連接器(6)輸入的ARINC429信號，通過判斷ARINC429信號標識位，保留所需信息，經串行設備接口轉發給微控制器。10.如權利要求1所述的航空用應急定位搜救系統，其特徵在於，射頻模塊(2)包括，直接數字頻率合成器DDS、溫補晶振、濾波及射頻增益鏈路、分立器件搭建的合路器，其中直接數字頻率合成器DDS通過溫補晶振的輸入頻率進行倍頻，並受中央處理機組合模塊(3)中的微控制器配置，產生音頻掃頻幅度信號，然後用直接數字頻率合成器(DDS)產生的121/243MHZ載波進行調製。【文檔編號】H04B1/04GK203492011SQ201320364505【公開日】2014年3月19日申請日期:2013年6月24日優先權日:2013年6月24日【發明者】袁天,唐雁斌,貝偉鋒,崔士儒,汪永軍申請人:成都凱天電子股份有限公司