融合式飞行监视报文生成方法，飞行监视方法和相关装置与流程

1.本技术涉及飞行器监视领域，尤其涉及一种融合式飞行监视报文格式生成方法，飞行监视方法和相关装置。


背景技术：

2.对飞行器的飞行过程进行有效的监视是维护飞行秩序、保证飞行安全的重要手段。要实现对飞行器的飞行监视进行有效的监视，需要保证飞行器的机载设备采集相关传感器信息，并通过各种数据链路传输给地面监视。
3.目前进行飞行器监视方式包括ads
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b监视、北斗短报文监视以及4g/5g监视等。ads
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b监视利用1090数据链路传输监视信息给地面站，北斗短报文监视通过北斗短报文通信链路传输监视信息给地面站，4g/5g监视则利用移动通信链路传输监视信息给地面站。为了保证监视信息传输的鲁棒性，飞行器采用多种监视方式配合传输的方式，在采用多种监视方式配合传输时，存在多种监视方式报文标准不统一的情况，在地面系统应用利用不同监控方式的监视数据时，由于监控方式的报文标准不统一，往往需要针对不同的监控方式配置相应的解析进程，通过相应的解析进程进行相应的格式转换，既占用地面站计算资源，又导致监视信息传输的延迟增加，降低时效性。飞行器的机载设备在采集传感器数据后，同样需要不同的数据封装进程来封装传感器数据成不同的格式，然后将封装的数据打包成不同的报文发送，同一份数据要多种封装进程，占用机载设备的资源。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供一种融合式飞行监视报文生成方法、飞行监视系统及介质。
5.第一方面，本技术提供一种融合式飞行监视报文生成方法，包括按融合式飞行监视报文格式配置设定通信方式的报文的数据部分形成融合式飞行监视报文，所述融合式飞行监视报文格式包括：1字节的报文种类、2字节的长度信息、4字节的字段描述符以及至少38字节的监视信息项；
6.不同的设定通信方式对应不同的所述报文种类。
7.更进一步地，所述设定通信方式的报文的数据部分容量至少为45字节。
8.更进一步地，所述监视信息项包括2字节的数据源身份字段、2字节的目标报告描述字段、3字节的时间字段、8字节的坐标字段、3字节的选择字段、2字节的几何高度字段、2字节的质量因素字段、1字节的链路技术字段、2字节的飞行高度字段、4字节的对地矢量字段、6字节的目标标识字段、1字节的速度精度字段、1字节的目标状态字段、1字节的飞行器属性字段。
9.更进一步地，所述数据源身份字段根据设定通信方式类型存储相应数据源设备的身份信息；所述选择字段根据设定通信方式的类型存储目标地址或机载设备id，其中所述机载设备id的前五个比特位表示机载设备使用单位所在的区域，后十九个比特位为区域顺
序号。
10.更进一步地，所述目标报告描述字段包括一个比特的dcr设置位、gbs设置位、sim设置位、tst设置位、rtb设置位、saa设置位、spi设置位，三个比特的atp设置位，两个比特的arc设置位；
11.所述质量因素字段包括两个比特的ac指示位、两个比特的mn指示位、两个比特的dc指示位和四个比特的pa指示位；
12.所述链路技术字段包括一个比特的dti指示位、mds指示位、uat指示位、vdl指示位以及oth指示位；
13.所述对地矢量字段的前两字节存储对地速度，后两字节存储航向角；
14.所述目标标识字段存储飞行器的标识信息，所述标识信息为航班号或者飞行器注册号，所述标识信息按照统一的标识信息编码规则编码。
15.更进一步地，所述时间字段、所述坐标字段、所述几何高度字段、所述飞行高度字段、以及所述对地矢量字段分别配置统一的计量精度。
16.第二方面，本技术提供一种飞行监视方法，包括：
17.飞行器采集传感器数据和状态数据，封装于至少一种设定监视方式的融合式飞行监视报文；
18.地面站接收多种设定监视方式的融合式飞行监视报文；
19.从融合式飞行监视报文中解析出融合式飞行监视报文格式的内容；
20.对融合式飞行监视报文格式的内容进行去重；
21.对于去重后的融合式飞行监视报文格式的内容，按照融合式飞行监视报文格式的内容的时间顺序提供给地面系统应用。
22.更进一步地，对融合式飞行监视报文格式的内容进行去重包括：
23.根据融合式飞行监视报文格式内容中的报文种类配置相应的优先级；
24.检测不同报文种类的融合式飞行监视报文格式的内容之间是否存在重复；
25.是则保留优先级最高的融合式飞行监视报文格式的内容，去掉其余重复的融合式飞行监视报文格式的内容。
26.第三方面，本身亲提供一种实现飞行监视的系统，包括机载系统和地面系统，
27.其中，所述机载系统包括：
28.传感器模块，所述传感器模块用于测量飞行器的监视信息；
29.监视信息处理模块，所述监视信息处理模块将监视信息按照监视信息项的格式进行处理；
30.监视信息编码模块，所述监视信息编码模块用于将监视信息处理模块处理后的监视信息封装成相应设定通信方式的融合式飞行监视报文；
31.监视信息发送模块，相应的所述监视信息发送模块用于发送相应的所述融合式飞行监视报文；
32.其中，所述地面系统包括：
33.接收模块，接收模块用于接收相应的融合式飞行监视报文；
34.解析模块，相应的解析模块用于解析出融合式飞行监视报文格式的内容；
35.去重模块，所述去重模块用于对融合式飞行监视报文格式的内容进行去重；
36.应用模块，所述应用模块获取飞行监视报文格式内容中的监视信息。
37.第四方面，本技术提供一种实现飞行监视的存储介质，所述实现融合式飞行监视报文的存储介质存储至少一条指令，执行所述指令实现所述的飞行监视方法。
38.本技术与现有方案相比的具有以下效果：
39.对于飞行器的机载系统，由于按照融合式飞行监视报文格式统一了各种设定通信方式的报文中数据部分的格式，使得形成多种设定通信方式的融合式飞行监视报文前，仅对传感器数据、状态数据一次格式处理，就可以应用到多用通讯方式的封装过程。简化机载系统信息处理程序的设计，节约机载系统计算资源，信息处理效率高。
40.对于地面系统，由于按照融合式飞行监视报文格式统一了各种设定通信方式的报文中数据部分的格式，地面系统在对监视信息进行进一步处理前，无需对各个报文的数据部分重新进行格式转化，简化地面系统信息处理程度的设计，节约地面系统的计算资源，减少监视信息处理的环节，提高监视信息处理的效率，保证时效性。
41.而且不同设定通信方式的报文的数据部分统一格式之后，方便监视信息的共享和转发。
附图说明
42.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1为本技术实施例提供的融合式飞行监视报文格式的示意图；
45.图2为本技术实施例提供的融合式飞行监视报文格式的监视信息项中目标报告描述字段的示意图；
46.图3为本技术实施例提供的融合式飞行监视报文格式的监视信息项中质量因素字段的示意图；
47.图4为本技术实施例提供的融合式飞行监视报文格式的监视信息项中链路技术字段的示意图；
48.图5为本技术实施例提供的实现飞行监视的系统中机载系统的架构图；
49.图6为本技术实施例提供的实现飞行监视的系统中地面系统的架构图。
具体实施方式
50.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
51.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有
的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
52.实施例1
53.本技术实施例提供一种融合式飞行监视报文生成方法，包括按融合式飞行监视报文格式配置设定通信方式的报文的数据部分形成融合式飞行监视报文，参阅图1所示，所述融合式飞行监视报文格式包括：1字节的报文种类、2字节的长度信息、4字节的字段描述符以及至少38字节的监视信息项；所述监视信息项中包含38字节的固定字段，所述监视信息项能添加扩展字段，扩展字段由用户自定义。实际应用中，存在通信方式的报文仅仅包含数据部分的情况，也存在通信方式的报文既包含数据部分又包含非数据部分的情况。若通信方式的报文存在非数据部分，则按照常规方式设置报文的非数据部分。
54.所述设定通信方式的报文的数据部分容量至少为45字节。不同的设定通信方式对应不同的所述报文种类。具体的，以ads
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b广播、北斗短报文通信和4g或5g移动通信为例说明：对于ads
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b广播，相应的报文种类中存储00010101，即十进制的21；对于北斗短报文通信，相应的报文种类中存储00011000，即十进制的24；对于4g或5g移动通信，相应的报文种类存储00111000，即十进制的56。
55.2字节的所述长度信息用于表示监视信息项中存储有效的监视信息的长度。
56.4字节的字段描述符用于指示监控信息项中各个字段是否存放监视信息。具体的，字段描述符中相应位置为1则表示监控信息项中的对应字段存放监控信息，字段描述符中相应位置为0则表示监控信息项中的对应字段未存放监控信息。所述字段描述符的最后一位用于表示监视信息项是否设置扩展字段，当所述字段描述符的最后一位为1时表示设置扩展字段，当所述字段描述符的最后一位为0时表示不设置扩展字段。
57.以北斗短报文和4g或5g移动通信为例，在未添加扩展字段的情况下，对于北斗短报文和4g或5g移动通信的字段描述符设置为：
[0058]“11111111,10100001,01011011,10000000”。
[0059]
添加扩展字段的情况下，对于北斗短报文和4g或5g移动通信的字段描述符设置为：
[0060]“11111111,10100001,01011011,10000001”。
[0061]
在未设置扩展字段的情况下所述监视信息项包括：
[0062]
2字节的数据源身份字段、2字节的目标报告描述字段、3字节的时间字段、8字节的坐标字段、3字节的选择字段、2字节的几何高度字段、2字节的质量因素字段、1字节的链路技术字段、2字节的飞行高度字段、4字节的对地矢量字段、6字节的目标标识字段、1字节的速度精度字段、1字节的目标状态字段、1字节的飞行器属性字段。
[0063]
其中，所述数据源身份字段根据设定通信方式类型存储相应数据源设备的身份信息；具体的，以ads
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b广播、北斗短报文通信和4g或5g移动通信为例说明：对于ads
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b广播，在相应的数据源身份字段存储系统地区编码和系统识别编码(sac和sic)，系统地区编码和系统识别编码分别占一字节；对于北斗短报文通信，相应的数据源身份字段保留；对于4g或5g移动通信，在相应的数据源身份字段存储所连接4g或5g基站的身份，所连接4g或5g基站的身份包括基站所属地区的地区识别标识和基站识别标识。
[0064]
参阅图2所示，所述目标报告描述字段的前7比特分别为一个比特的dcr设置位、
gbs设置位、sim设置位、tst设置位、rtb设置位、saa设置位、spi设置位，从第9比特开始为三个比特的atp设置位和两个比特的arc设置位；dcr设置位为1，表示差分ads
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b；gbs设置位为1，表示设置为地面；sim设置位为1，表示仿真；tst设置位为1表示测试；rab设置位为1表示场面监视；saa设置位为1表示高度可选；spi设置位为1表示特殊位置识别；atp设置位为000时，表示非唯一地址，atp设置位为001时表示目标地址，atp设置位为010时表示地面车辆，atp设置位为011时表示匿名地址，atp设置位为100
‑
111保留含义；arc设置位为00时表示高度报告能力未知，arc设置位为01时表示高度报告能力为25ft，arc设置位为10时表示高度报告能力为100ft。
[0065]
所述时间字段用于存储世界标准时间，精度1/128s。
[0066]
所述坐标字段用于存储采用wgs84坐标系统的坐标，其中前4字节用于存储纬度，后4字节用于存储经度。
[0067]
所述选择字段根据设定通信方式的类型存储目标地址或机载设备id。其中，所述机载设备id的前五个比特位表示机载设备使用单位所在的区域，后十九个比特位为区域顺序号。对于中国，可行的区域的编码规则如下：00000表示北京，00001表示天津，00010表示河北，00011表示山西，00100表示内蒙古，00101表示辽宁，00110表示吉林，00111表示黑龙江，01000表示上海，01001表示江苏，01010表示浙江，01011表示安徽，01100表示福建，01101表示江西，01110表示山东，01111表示河南，10000表示湖北，10001表示湖南，10010表示广东，10011表示广西，10100表示海南，10101表示重庆，10110表示四川，10111表示贵州，11000表示云南，11001表示西藏，11010表示陕西，11011表示甘肃，11100表示青海，11101表示宁夏，11110表示新疆，11111表示港澳台。以ads
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b广播、北斗短报文通信和4g或5g移动通信为例说明：对于ads
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b广播，相应的选择字段存储24位的icao地址或非icao地址；对于北斗短报文通信和4g或5g移动通信，相应的选择字段存储机载设备id。
[0068]
所述几何高度字段存储gps高度，精度6.25ft。
[0069]
参阅图3所示，所述质量因素字段的前六比特分别为两个比特的ac指示位、两个比特的mn指示位、两个比特的dc指示位，所述质量因素字段的前后四比特为四个比特的pa指示位；其中，ac指示位为00表示acas状态未知，ac指示位为01表示acas不运行，ac指示位为10表示acas运行，ac指示位为11表示acas无效；mn指示位为00表示多种导航状态未知，mn指示位为01表示多种导航不运行，mn指示位为10表示多种导航运行，mn指示位为11表示多种导航无效；dc指示位为00表示差分修正状态未知，dc指示位为01表示差分修正不运行，dc指示位为10表示差分修正运行，dc指示位为11表示差分修正无效；pa存储位置精度。
[0070]
参阅图4所示，所述链路技术字段的后五个比特位分别为一个比特的dti指示位、mds指示位、uat指示位、vdl指示位以及oth指示位；dti指示位为1表示飞行器有cdti，dti指示位为0表示不知飞行器是否有cdti；mds指示位为1表示飞行器使用s模式扩展振荡器，mds指示位为0表示飞行器未使用s模式扩展振荡器；uat指示位为1表示飞行器使用uat，uat指示位为0表示飞行器未使用uat；vdl指示位为1表示飞行器使用vdl4，vdl指示位为0表示飞行器未使用vdl；oth指示位为1表示使用其他链路，oth指示位为0表示未使用其他链路。
[0071]
所述飞行高度字段用于存储飞行器的气压高度，精度1/400ft。
[0072]
所述对地矢量字段的前两字节存储对地速度，后两字节存储航向角。
[0073]
所述目标标识字段存储飞行器的标识信息，所述标识信息为航班号或者飞行器注
册号，所述标识信息按照统一的标识信息编码规则编码。一种可行的表示信息编码规则如下：000001表示a，000010表示b，000011表示c，000100表示d，000101表示e，000110表示f，000111表示g，001000表示h，001001表示i,001010表示j，001011表示k，001100表示l，001101表示m，001110表示n，001111表示o，010000表示p，010001表示q，010010表示r，010011表示s，010100表示t，010101表示u，010110表示v，010111表示w，011000表示x，011001表示y，011010表示z，100000表示“空格”，110000表示“0”，110001表示“1”，110010表示“2”，110011表示“3”，110100表示“4”110101表示“5”，110110表示“6”，110111表示“7”，111000表示“8”，111001表示“9”。
[0074]
所述速度精度字段用于存储表示垂直速度误差和水平速度误差的数据；速度精度字段为00000000时表示误差未知；速度精度字段为00000001时表示小于10m/s，小于50ft/s；速度精度字段为00000010时表示小于3m/s，小于15ft/s；速度精度字段为00000011时表示小于1m/s，小于5ft/s；速度精度字段为00000100时表示小于0.3m/s，小于1.5ft/s。
[0075]
所述目标状态字段存储表示飞行器状态的数据；目标状态字段为00000000时表示无紧急状态或未报告，目标状态字段为00000001时表示一般紧急，目标状态字段为00000010时表示就医或者救护，目标状态字段为00000011时表示最小航油，目标状态字段为00000100时表示无通信，目标状态字段为00000101时表示非法干扰。
[0076]
所述飞行器属性字段用于表示飞行器属性的数据；飞行器属性字段为00000001时表示小于7000kg的轻型飞行器，飞行器属性字段为00000010的含义保留，飞行器属性字段为00000011时表示7000kg
‑
136000kg的中型飞行器，飞行器属性字段为00000100的含义保留，飞行器属性字段为00000101时表示大于136000kg的重型飞行器。飞行器属性字段为00000110时表示具有5g加速能力且巡航速度大于400节的高机动飞行器，飞行器属性字段为00000111
‑
0001001的含义保留，飞行器属性字段为00001010表示旋翼飞行器，飞行器属性字段为00001011表示滑行飞行器或水上飞行器，飞行器属性字段为00001100表示飞艇，飞行器属性字段为00001101表示无人飞行器，飞行器属性字段为00001110表示空间飞行器，飞行器属性字段为00001111表示地效飞行器或超轻飞行器，飞行器属性字段为00010000表示跳伞者，飞行器属性字段为00010001
‑
00010011的含义保留，飞行器属性字段为00010100表示地面救援，飞行器属性字段为00010101表示地面服务，飞行器属性字段为00010110表示固定地面障碍，飞行器属性字段为00010111和00011000的含义保留。
[0077]
具体实施过程中，所述时间字段、所述坐标字段、所述几何高度字段、所述飞行高度字段、以及所述对地矢量字段分别配置统一的计量精度。
[0078]
实施例2
[0079]
本技术实施例提供一种飞行监视方法，包括：
[0080]
飞行器采集传感器数据和状态数据，
[0081]
将传感器数据和状态数据以融合式飞行监视报文格式封装于多种设定监视方式的融合式飞行监视报文中，
[0082]
飞行器通过相应的发信端发送相应的融合式飞行监视报文；
[0083]
地面站接收多种设定监视方式的融合式飞行监视报文；
[0084]
从融合式飞行监视报文中解析出融合式飞行监视报文格式的内容，
[0085]
对融合式飞行监视报文格式的内容进行去重，
[0086]
对于去重后的融合式飞行监视报文格式的内容，按照融合式飞行监视报文格式的内容的时间顺序提供给地面系统应用。
[0087]
具体实施过程中，对融合式飞行监视报文格式的内容进行去重包括：
[0088]
根据融合式飞行监视报文格式内容中的报文种类配置相应的优先级；以ads
‑
b广播、北斗短报文通信和4g或5g移动通信为例说明：为ads
‑
b广播发送的融合式飞行监视报文格式的内容的优先级大于北斗短报文发送的融合式飞行监视报文格式的内容的优先级大于4g或5g移动通信发送的融合式飞行监视报文格式的内容优先级。
[0089]
检测不同报文种类的融合式飞行监视报文格式的内容之间是否存在重复；具体的，所述重复指对同样的传感器数据和状态数据采用不同的设定通信方式发送产生的重复；
[0090]
是则保留优先级最高的融合式飞行监视报文格式的内容，去掉其余重复的融合式飞行监视报文格式的内容。
[0091]
实施例3
[0092]
本技术实施例提供一种实现飞行监视的系统，包括机载系统和地面系统，
[0093]
其中，参阅图5所示，所述机载系统包括：
[0094]
传感器模块，所述传感器模块用于测量飞行器的监视信息；具体实施过程中，所述传感器模块包括但不限于gps传感器和气压高度传感器。
[0095]
监视信息处理模块，所述监视信息处理模块将监视信息按照监视信息项的格式进行处理；
[0096]
监视信息编码模块，所述监视信息编码模块用于将监视信息处理模块处理后的监视信息封装成相应设定通信方式的融合式飞行监视报文；监视信息编码模块为ads
‑
b编码模块、北斗短报文编码模块和4g或5g移动通信编码模块至少一种或几种的组合。
[0097]
监视信息发送模块，相应的所述监视信息发送模块用于发送相应的所述融合式飞行监视报文；监视信息发送模块对应监视信息编码模块存在，监视信息发送模块为ads
‑
b发送模块、北斗短报文发送模块和4g或5g移动通信发送模块至少一种或几种的组合。
[0098]
其中，参阅图6所示，所述地面系统包括：
[0099]
接收模块，接收模块用于接收相应的融合式飞行监视报文；接收模块包括ads
‑
b接收模块、北斗短报文接收模块和4g或5g移动通信接收模块。
[0100]
解析模块，解析模块用于解析出融合式飞行监视报文格式的内容；解析模块包括ads
‑
b解析模块、北斗短报文解析模块和4g或5g移动通信解析模块。
[0101]
去重模块，所述去重模块用于对融合式飞行监视报文格式的内容进行去重；
[0102]
应用模块，所述应用模块获取飞行监视报文格式内容中的监视信息。
[0103]
实施例4
[0104]
本技术实施例提供一种实现飞行监视的存储介质，所述实现融合式飞行监视报文的存储介质存储至少一条指令，执行所述指令实现所述的飞行监视方法。
[0105]
对于飞行器的机载系统，由于本技术按照融合式飞行监视报文格式统一了各种设定通信方式的报文中数据部分的格式，使得形成多种设定通信方式的融合式飞行监视报文前，仅对传感器数据、状态数据一次格式处理，就可以应用到多用通讯方式的封装过程。简化机载系统信息处理程序的设计，节约机载系统计算资源，信息处理效率高。
[0106]
对于地面系统，由于本技术按照融合式飞行监视报文格式统一了各种设定通信方式的报文中数据部分的格式，地面系统在对监视信息进行进一步处理前，无需对各个报文的数据部分重新进行格式转化，简化地面系统信息处理程度的设计，节约地面系统的计算资源，减少监视信息处理的环节，提高监视信息处理的效率，保证时效性。
[0107]
而且不同报文的数据部分统一格式之后，方便监视信息的共享和转发。
[0108]
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0109]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0110]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0111]
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。