论文一种基于空地无线宽带通信技术的运输机飞行实时监控系统，本文是监控系统有关专升本毕业论文范文与实时监控系统和无线宽带和通信技术有关论文范文资料.
摘 要：中国民用航空飞行学院基于空地无线宽带通信技术提出了一种用于运输机的飞行实时监控系统解决方案并开展研究.该方案完成了总体设计并成功完成地面联合功能测试工作,能够实现将新舟600飞机大量飞行数据每秒连续实时传输到地面并进行实时监控.该系统将来可为航空器制造、安全管理、事故调查提供实时飞行数据,应用前景广泛.
关键词：空地宽带；飞行数据；实时监控系统；新舟600；运输机
一、前言
近年来发生的马航MH370 航班失联以及德翼航空航班撞山事件,反映了当前飞机监控技术存在一定缺陷.现有中大型运输飞机基于ACARS 等窄带通信技术实现飞行监控,存在通信数据量小、不能连续实时传输等问题.这类飞机监控系统采用VHF 数据链,最高速率仅有31.5kbps.并且运输飞机的飞行数据记录系统（即黑匣子）只能在飞机落地后取出.如果飞机处于失联等特殊情况下无法找到黑匣子,就很难分析和还原事故真实原因.
为探索解决上述问题,中国民用航空飞行学院（以下简称中飞院）基于空地无线宽带通信技术（以下简称ATG 技术）提出了一种解决方案并进行研究.方案以国产新舟600 飞机为研究对象,研究机载飞行数据记录系统的数据采集与ATG系统的集成,构建飞行实时状态监控系统.ATG 技术具备高空高速飞行的运输机空地无线宽带通信能力,上下行带宽达到45Mbps.ATG 技术最早于2011 年在中飞院CESSNA525飞机上完成适航取证并试验运行.由于采用了ATG 技术,本文介绍的解决方案使飞行实时状态监控系统的性能产生飞跃,监控系统的数据实现每秒连续更新,飞行数据传输时延进入毫秒级.
二、总体方案设计
为实现飞行数据采集技术与ATG 技术的集成,需要从机载系统和地面系统两个部分进行系统设计,并实现飞行数据采集传输、实时监控功能,达到数据实时性、数据一致性的要求.
机载系统部分：分析研究新舟600 飞机航电系统及飞行数据记录系统,接入数据采集器并与ATG 设备进行交联.ATG 收发机是空地无线宽带系统的机载设备,将接收到的实时飞行数据发送到地面系统.机载飞行数据采集性能达到至少每秒一组数据.
地面系统部分：地面设备主要包括空地无线宽带系统的地面基站、核心网以及地面终端.地面基站在收到空中飞机通过无线宽带发送的实时飞行数据后,经过核心网的数据传输、处理,最终在地面终端上的飞行实时状态监控软件进行显示,飞行数据传输时延不超过100 毫秒.
三、测试与验证
按照总体设计方案对整个系统的相关软硬件系统进行集成,完成必要的功能测试工作,主要分成三个阶段.第一个阶段,对新舟600 飞机需要采集的飞行数据在航电系统中的传输信号进行摸底.在飞机上重点采集航电系统的数字信号原始数据,与数据格式文件进行比对核实.在实验室初步成功完成从机载数据采集器到ATG 设备的数据采集与传输功能测试.
第二个阶段,在新舟600 飞机上搭建地面静态实验环境,安装全部系统设备进行联合功能测试.主要工作包括：在新舟600 飞机上安装数据采集器及ATG 设备并完成交联,地面使用模拟核心网搭建闭环测试网络,地面终端启动飞行实时监控软件.飞机通电,进行系统调试,检查FDR 系统工作不受影响,QAR 系统正常记录数据.实时监控软件获取飞机上采集和传输的飞行数据,包括已解码的数据和16 进制原始数据.通过现场比对和测试后数据分析,成功验证“空- 地”采集传输数据的一致性和实时性.目前该系统可以完成113个飞行参数的实时传输和监控.
第三个阶段,完成机载设备适航加装的论证工作,并考虑进行特许飞行完成动态采集和传输功能实验.
四、研究前景
该项研究由于采用了成熟的空地无线宽带通信技术,成功打通了航空器前舱航空安全数据到地面终端的高速通道,在航空制造、安全管理等诸多领域应用前景广泛.
该系统可以用于国产航空器的制造和试飞阶段,为航空器制造提供试飞数据的实时传输技术手段.在飞行的同时就可以基于空地无线传输的海量数据进行动态分析,加速航空器研发进程.
将来该系统可与发展中的卫星宽带通信技术进行优势互补,用于航空公司的生产运控及民航管理部门的监视监管,便于地面控制中心掌握运行中飞机的海量动态信息,从而有效应对飞机失联失控风险.同时,由于飞行数据不间断连续实时传输的机制,使局方随时启动不安全事件或事故调查成为可能,摆脱调查工作对于黑匣子的唯一依赖.
该系统还可用于为机组飞行品质管理系统提供数据支持,为其他各种航空安全应用提供实时数据,以更好的保证运输飞机安全运行.
五、结语
本文提出的基于空地无线宽带通信技术的运输机飞行实时监控系统是一种包括机载设备和地面系统的完整解决方案.该方案在中飞院及其合作伙伴的努力下,成功搭建系统试验平台并完成了地面联合测试,验证了该方案的合理性和可行性.该方案在性能上突破了现有飞机监控技术信息容量低、通信不连续的瓶颈,解决了黑匣子事后获取信息的时效性弊端.可以预见,该项研究在进一步发展和推广后,将极大推动飞行实时监控系统技术革新,并为事故调查提供先进的技术手段.
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