一种地基增强系统的VDB时隙信号场强测量系统的制作方法

一种地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统
技术领域
1.本发明属于飞行校验技术领域，具体涉及一种地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统。


背景技术：

2.gnss(global navigation satellite system)地基增强系统简称gbas系统(ground-based augmentation systems)，是民航导航领域的新技术设备，在原有gps标准定位服务的基础上，通过将伪距差分改正数据输入给接收机终端的方式，来减小伪距误差，从而达到更高的定位精度。同时，还向接收机终端输入机场跑道构型数据fas数据、地面站信息数据和完好性数据等数据。gbas系统架设在机场范围内，包括多个gps接收机、数据处理中心、vdb(vhf data btoadcast)发射机(甚高频数据广播发射机)以及相关监测设备。为了达到更好的信号覆盖效果，通常采用架设多个vdb发射机的方式来实现。多个vdb发射机采用时分复用tdma的方式，共用同一个vhf发射频点。其中，gps接收机架设在已知坐标点上，数据处理中心通过接收处理多个gps接收机的观测数据，最终形成差分改正数据和完好性信息，并通过vdb发射机发送给服务区内的民航飞机。民航飞机安装有多模式接收机，集成了vdb接收功能和gps定位处理功能。民航飞机通过vdb接收模块接收地面所发送的增强数据，最终完成差分定位，并实时输出飞机近进引导数据，用于飞机进近着陆。
3.gbas系统是民航导航设备的重要组成部分，根据国际民航组织icao要求，需要定期对gbas系统进行地面检查，并对其空间信号进行飞行校验。vdb发射机所发射信号的空间覆盖情况是gbas系统地面检查和飞行校验的重要检查对象。国际民航组织icao对gbas系统服务区内的vdb信号场强做出了明确要求，vdb水平极化信号场强》-99dbw/m2，垂直极化信号场强》-103dbw/m2。
4.现有飞行校验系统中，使用标准多模式接收机，在vdb信号飞行校验过程中接收gbas地面站发射的vdb信号。通过采集多模式接收机所输出的自动增益控制信号(agc)的方式，来间接测量vdb信号覆盖。现有飞机校验系统中的测量方式，只能给出接收机天线端口处所接收到的vdb信号功率值，无法消除不同天线增益的影响，不能直接测量vdb信号的空间场强值，并且无法区分vdb信号的水平极化分量和垂直极化分量。更为不利的是，在多gbas地面站的情况下，由于无法识别tdma时隙，现有飞行校验系统不具备多vdb发射台站测量的能力。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有飞行校验系统不具备多vdb发射台站测量能力以及无法直接获取vdb信号数据的技术问题，本发明提出了一种地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统，包括vdb水平极化天线、第一vdb信号接收单元、vdb垂直极化天线、第二vdb信号接收单元和vdb场强数据处理单元，
6.所述vdb水平极化天线接收vdb水平极化信号；
7.第一vdb信号接收单元从所述vdb水平极化天线接收vdb水平极化信号，以获取gbas地面站发射的vdb信号的vdb水平极化信号功率数据；
8.所述vdb垂直极化天线接收vdb垂直极化信号；
9.所述第二vdb信号接收单元从所述vdb垂直极化天线接收vdb垂直极化信号，以获取gbas地面站发射的vdb信号的vdb垂直极化信号功率数据；
10.所述vdb场强数据处理单元根据所述vdb水平极化信号功率数据和vdb垂直极化信号功率数据，确定vdb水平极化信号的信号场强值sp和vdb垂直极化信号的信号场强值sv。
11.在一个实施例中，所述地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统还包括gps接收机，所述gps接收机通过gps天线接收gps信号，将pps秒脉冲信号和时标数据传输给所述第一vdb信号接收单元和第二vdb信号接收单元，将实时飞机定位数据传输给所述vdb场强数据处理单元，
12.所述vdb场强数据处理单元计算gbas地面站相对于飞机的方位角度值azimuth，根据所述vdb水平极化信号功率数据和vdb垂直极化信号功率数据，得到vdb水平极化天线增益补偿值g
ant
p和vdb垂直极化天线增益补偿值g
ant
v，确定vdb水平极化信号的信号场强值sp和vdb垂直极化信号的信号场强值sv。
13.在一个实施例中，所述vdb场强数据处理单元包括第一功率转场强模块、第二功率转场强模块、第一天线增益修正量计算模块、第二天线增益修正量计算模块、水平极化天线方向性数据获取模块、垂直极化天线方向性模块和台站方位计算模块，
14.所述台站方位计算模块接收所述gps接收机输出的实时飞机定位数据，将gbas地面站的wgs-84坐标转换为地心地固坐标系ecef坐标，以及将飞机的wgs-84坐标转换为地心地固坐标系ecef坐标；
15.所述第一天线增益修正量计算模块和/或所述第二天线增益修正量计算模块根据gbas地面站的地心地固坐标系ecef坐标和飞机的地心地固坐标系ecef坐标，计算gbas地面站相对于飞机的站心东北天enu坐标，并根据所述gbas地面站相对于飞机的站心东北天enu坐标，计算gbas地面站相对于飞机的方位角度值azimuth；
16.所述水平极化天线方向性数据获取模块获取水平极化天线方向性数据headingp；
17.所述第一天线增益修正量计算模块计算gbas地面站相对于vdb水平极化天线方向图的方位值bearingp，确定vdb水平极化天线增益补偿值g
ant
p；
18.所述第一功率转场强模块计算vdb水平极化信号的信号场强值sp；
19.所述垂直极化天线方向性数据获取模块获取垂直极化天线方向性数据headingv；
20.所述第二天线增益修正量计算模块计算gbas地面站相对于vdb垂直极化天线方向图的方位值bearingv，确定vdb垂直极化天线增益补偿值g
ant
v；
21.所述第二功率转场强模块计算vdb垂直极化信号的信号场强值sv。
22.在一个实施例中，所述第一功率转场强模块采用公式(1)计算vdb水平极化信号的信号场强值sp，
[0023][0024]
其中：sp为vdb水平极化信号的信号场强值，
[0025]
p
dbw
p为来自第一vdb信号接收单元的vdb水平极化信号信号功率数据中的功率值，
[0026]gant
p为vdb水平极化天线增益补偿值，
[0027]
loss
cable
p为接收天线和第一vdb信号接收单元之间的电缆损耗值，
[0028]
λ为vdb信号中心频率波长；
[0029]
所述第二功率转场强模块采用公式(2)计算vdb垂直极化信号的信号场强值sv，
[0030][0031]
其中：sv为vdb垂直极化信号的信号场强值，
[0032]
p
dbw
v为来自第二vdb信号接收单元的vdb垂直极化信号信号功率数据中的功率值，
[0033]gant
v为vdb垂直极化天线增益补偿值，
[0034]
loss
cable
v为接收天线和第二vdb信号接收单元之间的电缆损耗值，
[0035]
λ为vdb信号中心频率波长。
[0036]
在一个实施例中，第一vdb信号接收单元基于所述vdb水平极化信号，对gbas地面站发射的vdb水平极化信号进行包络解调，获取由gbas地面站发射的vdb水平极化信号，得到gbas地面站发射的vdb信号的vdb水平极化信号功率数据，以及
[0037]
所述第二vdb信号接收单元基于所述vdb垂直极化信号，获取由gbas地面站发射的vdb垂直极化信号，对gbas地面站发射的vdb垂直极化信号进行包络解调，得到gbas地面站发射的vdb信号的vdb垂直极化信号功率数据。
[0038]
在一个实施例中，所述第一vdb信号接收单元和第二vdb信号接收单元分别包括信号预选择器、低噪声放大器、本地振荡器、混频器、中频放大器、低通滤波器、包络检波器以及同步测量模块；所述信号预选择器从来自所述vdb水平或垂直极化天线的信号中获取由gbas地面站发射的vdb水平或垂直极化信号；所获取的gbas地面站发射的vdb水平或垂直极化信号经低噪声放大器放大后传输到所述混频器，所述混频器将其与本地振荡器产生的信号混频，产生中频信号；混频后的中频信号依次经过所述中频放大器和低通滤波器后传输到所述包络检波器；所述包络检波器对所传输来的信号进行幅度检波，输出包络电压值；所述同步测量模块在所述gps接收机的pps秒脉冲信号触发下对包络检波器输出的包络电压值进行采样，基于来自gps接收机的时标数据，得到gbas地面站发射的vdb信号的vdb水平或垂直极化信号功率数据，并将所得到的vdb水平或垂直极化信号功率数据传输给所述vdb场强数据处理单元。
[0039]
在一个实施例中，所述信号预选择器为6阶巴特沃兹模拟滤波器；或者，
[0040]
所述本地振荡器具有独立恒温晶振；或者，
[0041]
所述包络检波器对低噪声放大器和中频放大器的增益值闭环控制；或者，
[0042]
所述同步测量模块采用公式(3)将采样的包络电压值转换为gbas地面站发射的vdb信号的vdb水平或垂直极化信号功率值，
[0043][0044]
其中，p
dbw
为信号功率值；a为包络电压值；r为在所述同步测量模块的输入端的匹配阻抗值。
[0045]
在一个实施例中，所述gps接收机的实时飞机定位数据与gbas地面站发射的vdb时隙信号同频同步。
[0046]
在一个实施例中，所述地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统还包括总线接口单元，所述总线接口单元对从所述vdb场强处理单元接收的vdb水平极化信号的信号场强值sp和vdb垂直极化信号的信号场强值sv进行量化编码。
[0047]
在一个实施例中，所述vdb水平极化天线包括两个vdb水平极化子天线，使用时，所述两个vdb水平极化子天线关于飞机垂直尾翼对称设置，分别水平安装在飞机垂直尾翼左右两侧；
[0048]
所述vdb垂直极化天线包括两个vdb垂直极化子天线，使用时，所述两个vdb垂直极化子天线对称的垂直安装在飞机机腹部两侧。
[0049]
本发明的有益效果：
[0050]
本发明实施例提出的地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统，通过双天线双极化并行接收测量的方式，区分不同极化信号，实现了水平极化和垂直极化信号并行测量，对整个射频链路衰减进行补偿，通过计算vdb地面发射台站的方位，实时补偿天线增益，消除不同天线对测量效果的影响，达到了动态场景下vdb时隙信号场强测量的效果，具有场强测量精度高、时间同步精度高和动态实时测试的技术优势。测量系统中无需使用标准机载多模式接收机mmr，进一步降低了系统成本。
[0051]
此外，通过远程时间同步测量的方式，能够分时隙测量vdb信号场强，满足了多vdb发射台站的测量要求；通过实时计算gbas地面站相对于机载测量天线的方位，获取天线增益补偿值，消除了天线增益对信号接收的影响，得到了vdb信号空间场强值，可与标准要求值比对。
附图说明
[0052]
图1为本发明实施例提出地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统的原理框图；
[0053]
图2为本发明实施例提出地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统的信号预选择器的电路图；
[0054]
图3为本发明实施例提出地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统的工作流程图。
具体实施方式
[0055]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。
[0056]
本发明实施例提出了一种地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统。如图1所示，所述地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统设置在校验飞机上，包括vdb水平极化天线、第一vdb信号接收单元a、vdb垂直极化天线、第二vdb信号接收单元b、gps天线、gps接收机、vdb场强数据处理单元以及总线接口单元。
[0057]
所述gps接收机3通过gps天线接收gps信号，将pps秒脉冲信号和时标数据传输给所述第一vdb信号接收单元a和第二vdb信号接收单元b，将实时飞机定位数据传输给所述vdb场强数据处理单元。
[0058]
所述vdb水平极化天线用于接收vdb水平极化信号。所述vdb水平极化天线包括天
线合路器和两个vdb水平极化子天线，所述两个vdb水平极化子天线关于飞机垂直尾翼对称设置，分别水平安装在飞机垂直尾翼左右两侧，使得校验飞机在飞行过程中，安装在飞机垂直尾翼左右两侧的vdb水平极化子天线能够接收到vdb地面台站的信号，不会被垂直尾翼遮挡。
[0059]
所述天线合路器用于合成所述两个vdb水平极化子天线的接收信号。所述两个vdb水平极化子天线的输出端分别通过射频电缆连接到所述天线合路器的输入端，其中，所述天线合路器的输入端与两个vdb水平极化子天线连接的射频电缆长度相同，从而使得来自两个vdb水平极化子天线的接收信号的传输延迟保持一致，避免相位差，保证最佳的合成信号强度和相位参数。所述天线合路器的输出端例如通过射频电缆与所述vdb信号接收单元a连接。
[0060]
在本实施例中，所述两个vdb水平极化子天线采用在飞机垂直尾翼两侧对称水平安装的方式，能够消除因机体遮挡而造成的信号接收盲区。因为如果仅在飞机垂直尾翼的一侧安装天线，那么飞机垂直尾翼的另一侧受到机体遮挡，天线无法正常接收被遮挡区域的空间信号。
[0061]
所述第一vdb信号接收单元a从所述vdb水平极化天线接收vdb水平极化信号，获取由gbas地面站发射的vdb水平极化信号，对gbas地面站发射的vdb水平极化信号进行包络解调，得到gbas地面站发射的vdb信号的vdb水平极化信号功率数据。
[0062]
所述第一vdb信号接收单元a包括信号预选择器101、低噪声放大器102、本地振荡器103、混频器104、中频放大器105、低通滤波器106、包络检波器107以及同步测量模块108。所述信号预选择器101从来自所述vdb水平极化天线的信号中获取由gbas地面站发射的vdb水平极化信号；所获取的gbas地面站发射的vdb水平极化信号经低噪声放大器102放大后传输到所述混频器104，所述混频器104将其与本地振荡器103产生的信号混频，产生中频信号；混频后的中频信号依次经过所述中频放大器105和低通滤波器106后传输到所述包络检波器107；所述包络检波器107对所传输来的信号进行幅度检波，输出包络电压值；所述同步测量模块108在所述gps接收机的pps秒脉冲信号触发下对包络检波器107输出的包络电压值进行采样，基于来自gps接收机的时标数据，得到gbas地面站发射的vdb信号的vdb水平极化信号功率数据，并将所得到的vdb水平极化信号功率数据传输给所述vdb场强数据处理单元。由于所述同步测量模块108收pps秒脉冲信号触发控制，因此所述同步测量模块108与gps系统时间同步。
[0063]
其中，本发明实施例的所述第一vdb信号接收单元a特别包括有信号预选择器101，是由于gbas地面站布设在机场范围内，民航vhf频段有多种民航无线电设备共用，如vhf com收发机、vor导航地面站、loc导航地面站等，并且校验飞机上也安装了至少两部vhf com收发机。当机载vhf com收发机进行信号发射时，有可能造成第一vdb信号接收单元a的射频电路饱和。为避免上述饱和情况的发生，需要对天线输入信号进行预选滤波，得到gbas地面站发射的vdb水平极化信号。
[0064]
本发明实施例的所述信号预选择器101为6阶巴特沃兹模拟滤波器，保证信号场强测量精度，信号预选择器101通带内纹波尽量平坦，信号预选择器101的电路图如图2所示。图2中，电阻r0左侧为输入端，电感l10右侧为输出端。
[0065]
所述本地振荡器103具有独立恒温晶振，能够降低本地振动器的温漂系数，以提高
对vdb频率测量精度。
[0066]
所述包络检波器107对低噪声放大器102和中频放大器105的增益值闭环控制，使包络检波器107输出尽量平稳。
[0067]
由gps接收机3输出的与gbas地面站发射的vdb信号时隙同步的pps秒脉冲信号进行触发，所述同步测量模块108对包络检波器107输出的包络电压值进行采样。所述gps接收机3通过gps天线接收gps信号，输出给同步测量模块108的pps秒脉冲信号与gps时间严格同步；并且，gbas地面站也是在gps时间同步下实现的tdma时分复用，因此第一vdb信号接收单元a可以实现远程同步数据采集。由于gbas地面站发射的vdb信号按62.5毫秒为单位进行时隙划分，对应时隙频率为16hz，所以gps接收机3输出的pps秒脉冲的输出频率也为16hz。
[0068]
所述同步测量模块108能够通过pps秒脉冲信号同步触发的方式对包络检波器107输出的包络电压值进行重复采集/过采样，以提高采样精度，其触发采集时间窗口与vdb信号的帧结构内容相关，所采样的时间窗口与vdb信号的每个时隙的帧头训练序列持续时间重合，从而能够达到电压平稳采集的效果。
[0069]
所述同步测量模块108将采样的包络电压值转换为gbas地面站发射的vdb信号的vdb水平极化信号功率值，计算公式如下：
[0070][0071]
其中，p
dbw
为信号功率值；a为包络电压值；r为在所述同步测量模块108的输入端的匹配阻抗值。
[0072]
所述同步测量模块108基于来自gps接收机的时标数据，获取与采样的包络电压值关联的gbas地面站发射的vdb信号的vdb水平极化信号功率值，得到gbas地面站发射的vdb信号的vdb水平极化信号功率数据。
[0073]
所述vdb垂直极化天线用于接收vdb垂直极化信号。所述vdb垂直极化天线包括天线合路器和两个vdb垂直极化子天线，所述两个vdb垂直极化子天线安装在飞机机腹部，并避免被飞机其他部件遮挡。
[0074]
所述天线合路器用于合成所述两个vdb垂直极化子天线的接收信号。所述两个vdb垂直极化子天线的输出端分别通过射频电缆连接到所述天线合路器的输入端，其中，所述天线合路器的输入端与两个vdb垂直极化子天线连接的射频电缆长度相同，从而使得来自两个vdb垂直极化子天线的接收信号的传输延迟保持一致，避免相位差，保证最佳的合成信号强度和相位参数；所述天线合路器的输出端例如通过射频电缆与所述第二vdb信号接收单元b连接。
[0075]
在本实施例中，所述两个vdb垂直极化子天线对称的垂直安装在飞机机腹部两侧，能够消除因机体遮挡而造成的信号接收盲区。
[0076]
所述第二vdb信号接收单元b从所述vdb垂直极化天线接收vdb垂直极化信号，获取由gbas地面站发射的vdb垂直极化信号，对gbas地面站发射的vdb垂直极化信号进行包络解调，得到gbas地面站发射的vdb信号的vdb垂直极化信号功率数据。
[0077]
与第一vdb信号接收单元a相同，所述第二vdb信号接收单元b同样包括信号预选择器101、低噪声放大器102、本地振荡器103、混频器104、中频放大器105、低通滤波器106、包络检波器107以及同步测量模块108。所述信号预选择器101从来自所述vdb垂直极化天线的
vdb垂直极化信号中获取由gbas地面站发射的vdb垂直极化信号；所获取的gbas地面站发射的vdb垂直极化信号经低噪声放大器102放大后传输到所述混频器104，所述混频器104将其与本地振荡器103产生的信号混频，产生中频信号；混频后的中频信号依次经过所述中频放大器105和低通滤波器106后传输到所述包络检波器107；所述包络检波器107对所传输来的信号进行幅度检波，输出包络电压值；所述同步测量模块108在所述gps接收机的pps秒脉冲信号触发下对包络检波器107输出的包络电压值进行采样，基于来自gps接收机的时标数据，得到gbas地面站发射的vdb信号的vdb垂直极化信号功率数据，并将所得到的vdb垂直极化信号功率数据传输给所述vdb场强数据处理单元。
[0078]
所述第二vdb信号接收单元b的各部件与第一vdb信号接收单元a相同，在此不再赘述。
[0079]
所述vdb场强数据处理单元包括第一功率转场强模块404、第二功率转场强模块407、第一天线增益修正量计算模块402、第二天线增益修正量计算模块405、水平极化天线方向性数据获取模块403、垂直极化天线方向性模块406和台站方位计算模块401。
[0080]
所述vdb场强数据处理单元通过两路串行rs232总线接收来自第一vdb信号接收单元a的vdb水平极化信号功率数据和来自第二vdb信号接收单元b的vdb垂直极化信号功率数据。如前所述，vdb水平极化信号功率数据和vdb垂直极化信号功率数据中结合有时标数据，具备时间标签，测量频率为16hz，与gbas地面站发射的vdb时隙信号同频同步。但是，来自第一vdb信号接收单元a的vdb水平极化信号功率数据和来自第二vdb信号接收单元b的vdb垂直极化信号功率数据未经过链路损耗补偿，需要考虑极化天线到信号接收单元的射频线缆补偿值；同时，由于第一vdb信号接收单元a和第二vdb信号接收单元b的幅频特性影响，不同的vdb信号中心频率对应的接收单元损耗也有差异，需要根据vdb信号的中心频率值对接收第一vdb信号接收单元a和第二vdb信号接收单元b的幅频特性值进行补偿。
[0081]
所述台站方位计算模块401通过串行rs232总线接收所述gps接收机3输出的实时飞机定位数据。所述实时飞机定位数据的输出频率也为16hz，具有时间标签，与gbas地面站发射的vdb时隙信号同频同步。
[0082]
所述台站方位计算模块401将gbas地面站的wgs-84坐标转换为地心地固坐标系ecef(earth-centered earth-fixed)坐标，转换公式为：
[0083][0084][0085]
其中：alt为gbas地面站的wgs-84坐标高度值；
[0086]
lat为gbas地面站的wgs-84坐标纬度值；
[0087]
lon为gbas地面站的wgs-84坐标经度值；
[0088]
n为wgs-84基准椭球体曲率半径；
[0089]
f为wgs-84椭球极扁率；
[0090]
a为基准椭球体的长半径；
[0091]
x、y、z为gbas地面站的地心地固坐标系ecef坐标值。
[0092]
所述台站方位计算模块401将飞机的wgs-84坐标转换为地心地固坐标系ecef坐标，转换公式为：
[0093][0094][0095]
其中：alt0为飞机的wgs-84坐标高度值；
[0096]
lat0为飞机的wgs-84坐标纬度值；
[0097]
lon0为飞机的wgs-84坐标经度值；
[0098]
n为wgs-84基准椭球体曲率半径；
[0099]
f为wgs-84椭球极扁率；
[0100]
a为基准椭球体的长半径；
[0101]
x0、y0、z0为飞机的地心地固坐标系ecef坐标值。
[0102]
第一天线增益修正量计算模块402根据gbas地面站的地心地固坐标系ecef坐标值和飞机的地心地固坐标系ecef坐标值，计算gbas地面站相对于飞机的站心东北天enu坐标：
[0103][0104][0105]
根据gbas地面站相对于飞机的站心东北天enu坐标，计算gbas地面站相对于飞机的方位角度值azimuth：
[0106][0107]
水平极化天线方向性数据获取模块403用于从机载惯性导航设备中获取水平极化天线方向性数据headingp，所述水平极化天线方向性数据headingp为飞机的实时航向数据。
[0108]
第一天线增益修正量计算模块402计算gbas地面站相对于vdb水平极化天线方向图的方位值bearingp：
[0109]
bearingp＝azimuth-headingp
ꢀꢀꢀ
(9)。
[0110]
第一天线增益修正量计算模块402根据gbas地面站相对于vdb水平极化天线方向图的方位值bearingp查询天线方向性表确定vdb水平极化天线增益补偿值g
ant
p：
[0111]
bearingp
→gant
p
ꢀꢀꢀ
(10)，
[0112]
其中，所述天线方位性表为vdb水平极化天线的方位值bearingp与vdb水平极化天线增益值g
ant
p的对应关系表。
[0113]
第一功率转场强模块404计算vdb水平极化信号的信号场强值sp：
[0114][0115]
其中:sp为vdb水平极化信号的信号场强值；
[0116]
p
dbw
p为来自第一vdb信号接收单元a的vdb水平极化信号信号功率数据中的功率值；
[0117]gant
p为vdb水平极化天线增益补偿值；
[0118]
loss
cable
p为接收天线和第一vdb信号接收单元a之间的电缆损耗值；
[0119]
λ为vdb信号中心频率波长。
[0120]
如前所述，第一天线增益修正量计算模块402根据gbas地面站的地心地固坐标系ecef坐标值和飞机的地心地固坐标系ecef坐标值，计算gbas地面站相对于飞机的站心东北天enu坐标，当然上述计算也可以由第二天线增益修正量计算模块405完成。
[0121]
垂直极化天线方向性数据获取模块406用于从机载惯性导航设备中获取垂直极化天线方向性数据headingv，所述垂直极化天线方向性数据headingv为飞机的实时航向数据。
[0122]
第二天线增益修正量计算模块405计算gbas地面站相对于vdb垂直极化天线方向图的方位值bearingv：
[0123]
bearingv＝azimuth-headingv
ꢀꢀꢀ
(9)。
[0124]
第二天线增益修正量计算模块405根据gbas地面站相对于vdb垂直极化天线方向图的方位值bearingv查询天线方向性表确定vdb垂直极化天线增益补偿值g
ant
v：
[0125]
bearingv
→gantvꢀꢀꢀ
(10)，
[0126]
其中，所述天线方位性表为vdb垂直极化天线的方位值bearingv与vdb垂直极化天线增益值g
ant
v的对应关系表。
[0127]
第二功率转场强模块407计算vdb垂直极化信号的信号场强值sv：
[0128][0129]
其中:sv为vdb垂直极化信号的信号场强值；
[0130]
p
dbw
v为来自第二vdb信号接收单元b的vdb垂直极化信号信号功率数据中的功率值；
[0131]gant
v为vdb垂直极化天线增益补偿值；
[0132]
loss
cable
v为接收天线和第二vdb信号接收单元b之间的电缆损耗值；
[0133]
λ为vdb信号中心频率波长。
[0134]
所述总线接口单元为arinc429总线接口单元，从vdb场强处理单元接收vdb水平极化信号信号场强值和vdb垂直极化信号信号场强值后，对接收到的数据进行量化编码，通过组帧形成标准arinc429 label数据，可与外部其他航电设备适配。由于arinc429 label字为32位，包含label编号、sdi地址位、ssm状态位和奇偶校验等。此处采用的量化位数为18bit量化。
[0135]
本发明实施例中，vdb水平极化天线和vdb垂直极化天线的信号接收频段为108mhz-118mhz。第一vdb信号接收单元a和第二vdb信号接收单元b采用宽带rf前端 fpga的方式来实现，其中fpga采用xilinx公司芯片，内部集成arm cpu处理器硬核。
[0136]
本发明实施例的地基增强系统的vdb时隙信号场强测量系统，通过双天线双极化
并行接收测量的方式，区分不同极化信号，达到了水平极化和垂直极化信号并行测量的优点，工作过程如图3所示。
[0137]
所述vdb水平极化天线接收vdb水平极化信号；第一vdb信号接收单元a从所述vdb水平极化天线接收vdb水平极化信号，对gbas地面站发射的vdb水平极化信号进行包络解调，获取由gbas地面站发射的vdb水平极化信号，得到gbas地面站发射的vdb信号的vdb水平极化信号功率数据。同时，所述vdb垂直极化天线接收vdb垂直极化信号；所述第二vdb信号接收单元b从所述vdb垂直极化天线接收vdb垂直极化信号，获取由gbas地面站发射的vdb垂直极化信号，对gbas地面站发射的vdb垂直极化信号进行包络解调，得到gbas地面站发射的vdb信号的vdb垂直极化信号功率数据。
[0138]
所述vdb场强数据处理单元接收来自第一vdb信号接收单元a的vdb水平极化信号功率数据和来自第二vdb信号接收单元b的vdb垂直极化信号功率数据，计算gbas地面站相对于飞机的方位角度值azimuth，得到vdb水平极化天线增益补偿值g
ant
p和vdb垂直极化天线增益补偿值g
ant
v，确定vdb水平极化信号的信号场强值sp和vdb垂直极化信号的信号场强值sv。
[0139]
所述总线接口单元对从所述vdb场强处理单元接收的vdb水平极化信号的信号场强值sp和vdb垂直极化信号的信号场强值sv进行量化编码，进行发送。
[0140]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0141]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0142]
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。