一种民航用多点定位的询问发射机及其询问方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种民用航空的技术领域，尤其涉及一种民航用多点定位的询问发射机及其询问方法。
【背景技术】
[0002]随着空中交通流量的日益增力卩，传统的雷达技术将不能充分地支持先进的空中交通管理概念的执行，于是就提出了多点定位系统(MSS，全称为multi later—at1nsurveillance system)对机场现有空管雷达系统的补充和增强，MSS又包含2套子系统，多点定位场面监视系统(MSS-A)和多点定位进近监视系统(MSS-PRM)，一套用于对场面目标的监视，另一套用于对终端进近区域空中目标的监视。多点定位场面监视系统的本质是通过利用与ADS-B (全称为Automatic De—pendentSurveillance-Broadcast)相同的地面接收站结构为ADS-B的实施提供平滑的过渡，同时通过改善的监视技术为空中交通管制提供有效的监视服务。与一、二次雷达定位原理不同，多点定位监视技术是基于信号到达时差(TD0A，全称为Time difference of arrival)来计算飞机的位置。一套多点定位监视系统包含有多个地面接收站，用于接收目标发射出的应答信号，如A/C模式，S模式，扩展的S模式信号等。当同一组信号被地面上位于不同位置的接收天线接收到时，因为目标与各个接收天线的距离不一样，因此信号到达各个天线的时间也有细微的差别。这些差别就是信号到达时差(TD0A);在此基础上借助特定的算法，飞机所处的位置将被精确地计算出来。多点定位监视系统由若干个分布在监视区域附近的信号接收机、询问信号发射机和参考应答机、以及一组中央处理器服务器(CPS)组成。当接收到二次雷达或者其他询问设备发出S模式或者A/C模式询问信号时，飞机或者地面移动目标(车辆)上安装的S模式或者A/C模式的应答机就会自动发送相应的S模式或者A/C模式的应答信号。
[0003]例如，一种利用多点定位系统的技术方案在中国专利申请号为CN201310285465.1的专利申请中被公开，该专利申请公开了一种机载防撞与近地告警监视方法，其特征在于，包括以下步骤:1)系统主机通过四通道L波段天线广播本机状态信息，并同时监听周围空域中装有S模式或A/C模式应答机的机体所发送的应答信号，发送询问信号探测周围空域安装A/C模式应答机的机体；2)通过射频模块和基带模块与目标机体进行信息交互，跟踪安装有S和A/C模式应答机的目标机体，数据处理模块根据收到的信息建立航迹；3)综合本机、地形威胁、目标机体航迹等信息，计算本机撞地和空中碰撞威胁，当威胁存在时输出适当的声音、视频避让建议信息，提示飞行员做出规避动作。
[0004]另一份利用多点定位系统的技术，如中国专利申请号为CN201310711878.1的中国专利申请中，公开了一种具有1090兆赫扩展电文的广播式自动监视能力的S模式应答机，其具有对A/C/S模式询问的应答功能和1090ESADS-B功能，应答机包括:天线，用于接收1030MHz和1090MHz信号和发送1090MHz信号；接收模块，与天线连接，用于通过天线将接收到的1030MHz和1090MHz信号进行限幅、去杂波和放大；射频采样模块，与接收模块连接，用于对经过接收模块进行处理后的信号进行采样并转换为数字信号；信号处理模块，与射频采样模块连接，用于对经过射频采样模块采样后的信号进行识别和解码，以识别出接收到的信号是1030MHz的A/C/S询问信号或者是1090ESADS-BIN信号，并将解码后的信号发送至数据处理模块；数据处理模块，与信号处理模块连接和飞机内的外部设备连接，用于接收经过解码后的信号并对该解码后的信号进行处理，其中，当数据处理模块接收到的解码信号为1030MHz的A/C/S询问信号，则发送与该A/C/S询问信号的应答信号至信号处理模块；当接收到的信号为1090ESADS-BIN信号时，将该信号发送至外部设备以显示该信号；信号处理模块，还用于对数据处理模块发送的应答信号进行编码和/或根据数据处理模块发送的数据且根据1090ESADS-B0UT时序主动生成1090ESADS-B0UT编码信号；以及发射模块，用于对信号处理模块编码后的信号进行发射。
[0005]发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术中的多点定位系统的技术方案中，并没有能够准确、及时地发出询问信号的技术方案。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种能够根据对多点定位系统中询问技术方案进行完善的民航用多点定位的询问发射机及其询问方法。本发明提供的技术方案是:
一方面，提供一种民航用多点定位的询问发射机，其特征在于，包括:
天线模块，所述天线模块包括全向天线和GPS子模块；
与所述天线模块连接的主机；
其中，所述主机设置有发射分机、终端处理分机以及电源分机，并且所述发射分机设置有提供载波信号的频率源模块，与频率源模块连接的调制模块，与调制模块连接的功放模块；
所述功放模块与所述全向天线连接，并且可以与所述终端处理分机双向交换信号；
所述调制模块可以接收来自所述终端处理分机的控制信号；
所述频率源模块可以接收来自所述电源分机的电压信号；
所述终端处理分机内设置有询问参数；并且询问参数可以通过发射分机得到预定格式的询问信号，然后通过全向天线将预定格式的询问信号发射出去。
[0007]因此，上述民航用多点定位的询问发射机使得多点定位系统可以对覆盖区域内目标全监视，并及时、准确地将询问信号发出。
[0008]优选地，所述频率源模块可以向终端处理分机发射锁定检测信号。
[0009]优选地，所述调制模块可以接收来自所述终端处理分机的PTT信号、ADK和/或DPSK信号。
[0010]优选地，所述终端处理分机可以向所述功放模块发射功率控制信号，并且接收来自所述功放模块的驻波检测信号。
[0011]因此，可以通过终端处理分机和发射分机更好地交换信息，从而可以通过终端处理分机对发射分机传递询问编码，发射分机能够准确地发射预定的询问信号。
[0012]优选地，所述终端处理分机还设置有与网卡连接的端口和测试端口 ；并且所述终端处理分机与所述GPS子模块连接。因此，终端处理分机可以接收更多的控制信号。
[0013]优选地，所述终端处理分机设置有FPGA单元和ARM单元，所述FPGA单元与所述发射分机交换信息，所述ARM单元与所述GPS子模块和所述与网卡连接的端口和测试端口交换信息，并且所述FPGA单元和ARM单元通过EMC接口连接。
[0014]优选地，所述ARM单元信息处理模块可以接受来自外部的控制信号，向所述FPGA单元发射控制信号、发射模式信号、发射功率信号，所述FPGA单元将来自ARM单元的信号转换成发射分机能够识别的信号；并且所述FPGA单元还可以通过所述ARM单元将发射分机的工作状态信息反馈至外部。
[0015]因此，可以让终端处理分机通过ARM单元具有更好的信息、参数收集功能，而且还能通过FPGA单元与发射分机更好地交换信息。
[0016]优选地，所述询问发射机的主机与外部的指控中心连接，所述指控中心可以控制所述主机的工作参数，所述参数包括工作模式、询问模式、询问次数和飞机地址。因此，可以通过指控中心更好地控制询问发射机的工作方式。
[0017]优选地，所述功放模块设置有推动级功放子模块、末级功放子模块、程控衰减器；并且所述程控衰减器可以进行多档的衰减控制。因此，可以得到更加稳定的发射信号。
[0018]另一方面，本发明还提供一种民航用多点定位询问发射机的询问方法，其特征在于，所述民航用多点定位询问发射机为上述任意一种所述的询问发射机，所述询问方法包括:
A、开机和初始化设置；
B、主机进行自检，检测所述主机是否能够正常工作和与所述主机连接的通讯接口是否能够正常工作；
C、根据主机状态设置所述终端处理分机的参数，以及主机是否接受到外部控制中心的询问命令；如果是，通过发射分机和天线模块将询问命令发射出去。
[0019]优选地，所述步骤B中主机自检的方法包括通过所