專利名稱：基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及安全性監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，世界各國多型民用、軍用飛機(jī)按給定的壽命、檢查周期進(jìn)行使用維修，但仍然不斷發(fā)生空中解體的災(zāi)難性事故，其主要原因就是對飛機(jī)裂紋認(rèn)識不足，以及缺少飛機(jī)使用過程中結(jié)構(gòu)裂紋監(jiān)測的技術(shù)手段。目前，國際航空界對飛機(jī)結(jié)構(gòu)損傷檢測有兩點一是通過試驗暴露飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞危險部位、給出檢查周期和安全壽命或者進(jìn)行單機(jī)載荷監(jiān)控，采用宏觀把握的方法控制損傷，二是縮短檢修周期、擴(kuò)大檢查部位，在進(jìn)廠大修和日常維護(hù)時采用無損檢測或目視手段，用加強檢查的方法控制損傷。但是大量實踐證明，飛機(jī)實際使用中結(jié)構(gòu)的損失遠(yuǎn)比試驗中復(fù)雜的多。而現(xiàn)有技術(shù)中并沒有一種有效的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中沒有一種對飛機(jī)裂紋安全性進(jìn)行實時監(jiān)測的系統(tǒng)，因此有必要提供一種飛機(jī)裂紋安全性實時監(jiān)測的系統(tǒng)。本實用新型公開了一種基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括安裝在飛機(jī)上兩個以上監(jiān)測點的監(jiān)測設(shè)備、兩個以上北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、地面站，所述監(jiān)測設(shè)備通過北斗導(dǎo)航衛(wèi)星連接地面站，所述監(jiān)測設(shè)備包括位移傳感器，每個監(jiān)測點有二個位移傳感器，分別安裝在監(jiān)測點的水平X軸和Y軸兩個方向，所述飛機(jī)上的監(jiān)測點分別設(shè)置在機(jī)身和機(jī)翼上。優(yōu)選地，上述地面站包括地面控制中心、電源分系統(tǒng)、通信監(jiān)控分系統(tǒng)、發(fā)射接收分系統(tǒng)、天線，所述地面控制中心分別連接電源分系統(tǒng)、通信監(jiān)控分系統(tǒng)、發(fā)射接收分系統(tǒng)， 所述發(fā)射接收分系統(tǒng)通過天線與導(dǎo)航衛(wèi)星連接。優(yōu)選地，上述監(jiān)測設(shè)備包括濾波器、放大器、ARM板，所述位移傳感器依序連接濾波器、放大器、ARM板。優(yōu)選地，上述ARM板上設(shè)置報警裝置。優(yōu)選地，上述飛機(jī)裂紋監(jiān)測系統(tǒng)包括北斗導(dǎo)航衛(wèi)星授時系統(tǒng)。綜上上述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型具有以下有益效果所述安裝在飛機(jī)上的監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測飛機(jī)的安全信息并通過北斗導(dǎo)航衛(wèi)星傳輸給地面站。通過安裝在機(jī)身和機(jī)翼上的位移傳感器監(jiān)測到監(jiān)測點的水平X軸和Y軸兩個方向的位移，確定飛機(jī)是否出現(xiàn)裂紋，實時檢測飛機(jī)的安全狀況并傳輸給地面站，地面站對接收到的信號進(jìn)行處理，實時確定飛機(jī)的安全狀況。

[0011]本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1為本實用新型的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的定位原理圖。圖2為北斗衛(wèi)星通信子系統(tǒng)原理框圖。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本實用新型公開了一種基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括安裝在飛機(jī)上兩個以上監(jiān)測點的監(jiān)測設(shè)備、兩個以上北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、地面站，所述監(jiān)測設(shè)備通過北斗導(dǎo)航衛(wèi)星連接地面站，所述監(jiān)測設(shè)備包括位移傳感器，每個監(jiān)測點有二個位移傳感器，分別安裝在監(jiān)測點的水平X軸和Y軸兩個方向，分別獲得水平裂紋的信號，所述飛機(jī)上的監(jiān)測點分別設(shè)置在機(jī)身和機(jī)翼上。所述安裝在飛機(jī)上的監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測飛機(jī)的安全信息并通過北斗導(dǎo)航衛(wèi)星傳輸給地面站。通過安裝在機(jī)身和機(jī)翼上的位移傳感器監(jiān)測到監(jiān)測點的水平X 軸和Y軸兩個方向的位移，確定飛機(jī)是否出現(xiàn)裂紋，實時檢測飛機(jī)的安全狀況并傳輸給地面站，地面站對接收到的信號進(jìn)行處理，實時確定飛機(jī)的安全狀況。優(yōu)選地，所述地面站包括地面控制中心、電源分系統(tǒng)、通信監(jiān)控分系統(tǒng)、發(fā)射接收分系統(tǒng)、天線，所述地面控制中心分別連接電源分系統(tǒng)、通信監(jiān)控分系統(tǒng)、發(fā)射接收分系統(tǒng)， 所述發(fā)射接收分系統(tǒng)通過天線與導(dǎo)航衛(wèi)星連接。如圖1所示的本實用新型的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的定位原理圖，本實用新型的實現(xiàn)原理如下北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是主動式雙向測距二維導(dǎo)航，地面控制中心系統(tǒng)解算，供飛機(jī)監(jiān)測點三維定位數(shù)據(jù)。首先由地面控制中心系統(tǒng)向衛(wèi)星1和衛(wèi)星2同時發(fā)送詢問信號，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向各個飛機(jī)監(jiān)測點廣播。飛機(jī)監(jiān)測點響應(yīng)其中一顆衛(wèi)星的詢問信號，并同時向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應(yīng)信號，經(jīng)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)后回控制中心系統(tǒng)?？刂浦行南到y(tǒng)接收并解調(diào)飛機(jī)監(jiān)測點發(fā)來的信號，然后根據(jù)飛機(jī)監(jiān)測點的申請服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。對定位申請， 中心控制系統(tǒng)測出兩個時間延遲即從中心控制系統(tǒng)發(fā)出詢問信號，經(jīng)某一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)用戶，用戶發(fā)出定位響應(yīng)信號，經(jīng)同一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲；和從中心控制發(fā)出詢問信號，經(jīng)上述同一衛(wèi)星到達(dá)用戶，用戶發(fā)出響應(yīng)信號，經(jīng)另一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲。由于控制中心系統(tǒng)和兩顆衛(wèi)星的位置均是已知的，因此由上面兩個延遲量可以算出用戶到第一顆衛(wèi)星的距離，以及用戶到兩顆衛(wèi)星距離之和，從而知道用戶處于一個以第一顆衛(wèi)星為球心的一個球面，和以兩顆衛(wèi)星為焦點的橢球面之間的交線上。另外控制中心系統(tǒng)從存儲在計算機(jī)內(nèi)的數(shù)字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶處于某一與地球基準(zhǔn)橢球面平行的橢球面上，從而控制中心系統(tǒng)可最終計算出飛機(jī)所在點的三維坐標(biāo)。優(yōu)選地，所述監(jiān)測設(shè)備包括濾波器、放大器、ARM板，所述位移傳感器依序連接濾波器、放大器、ARM板。當(dāng)有位移發(fā)生時，傳感器采集到來水平X軸、水平Y(jié)軸信號，傳感器將輸出的信號通過IKHz的低通濾波器，濾除參雜在信號中的高頻干擾；然后將濾波后的信號傳送給放大器，放大器將輸入的信號放大到IVpp送到ARM板進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由于采集到的信號為模擬信號，此時，ARM9上的AD轉(zhuǎn)換功能，將模型信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并傳送給數(shù)據(jù)處理中心。[0019]優(yōu)選地，所述ARM板上設(shè)置報警裝置。安裝在ARM板上的LED燈光報警裝置和蜂鳴器聲音報警裝置同時工作，產(chǎn)生報警功能。優(yōu)選地，所述飛機(jī)裂紋監(jiān)測系統(tǒng)包括北斗導(dǎo)航衛(wèi)星授時系統(tǒng)。了使衛(wèi)星和地面控制中心、監(jiān)測點的飛機(jī)能夠具有同頻同相的同步時鐘信號，本發(fā)明中采用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星授時系統(tǒng)。本發(fā)明裝置所采用的授時系統(tǒng)頻率可以為20ΜΗΖ、40ΜΗζ、60ΜΗζ、80ΜΗζ，所使用的
頻率越高，則精度越高。所述地面控制中心包括定位、時鐘、信號收發(fā)、信息處理、及配套設(shè)備組成，采取主控制中心和處理系統(tǒng)相結(jié)合的控制工作模式。主控制中心由數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、呼叫受理子系統(tǒng)組成；處理系統(tǒng)包括通信子系統(tǒng)、GIS子系統(tǒng)主控制中心和各監(jiān)測點通過衛(wèi)星鏈路組成專用網(wǎng)絡(luò)，互相交換數(shù)據(jù)、共享信息，實現(xiàn)群體監(jiān)測、聯(lián)網(wǎng)報警、絕對保證安全的高要求。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星是覆蓋中國本土的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，覆蓋范圍東經(jīng)約70° -140°，北緯5° -55°。所述基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)包括空間端衛(wèi)星部分、地面站部分和飛機(jī)監(jiān)測點終端三部分組成?？臻g端衛(wèi)星部分一般由2 至3顆地球同步衛(wèi)星組成，負(fù)責(zé)執(zhí)行地面控制中心與飛機(jī)監(jiān)測點之間的雙向無線電信號中繼任務(wù)。每顆衛(wèi)星的主要載荷是變頻轉(zhuǎn)發(fā)器，以及覆蓋定位通信區(qū)域點的全球波束或區(qū)域波束天線。地面站部分完成與衛(wèi)星之間上、下行數(shù)據(jù)的處理；對飛機(jī)監(jiān)測點發(fā)送的業(yè)務(wù)請求進(jìn)行響應(yīng)處理，完成飛機(jī)監(jiān)測點定位數(shù)據(jù)的處理工作和通信數(shù)據(jù)的交換工作，把計算機(jī)得到的飛機(jī)監(jiān)測點位置和經(jīng)過交換的通信內(nèi)容，通過控制中心，分別送給有關(guān)用戶。如圖2所示的北斗衛(wèi)星通信子系統(tǒng)原理框圖，地面站包括地面控制中心、天線、發(fā)射和接受分系統(tǒng)、通信監(jiān)控分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)。地面站的天線分系統(tǒng)，面向北斗導(dǎo)航衛(wèi)星， 把來自空中的衛(wèi)星信號能量反射聚成一點它，把電磁場能變?yōu)楦哳l電能或高頻電能轉(zhuǎn)變?yōu)辄c磁場的裝置，采用直徑為2. 4米的拋物面天線，由天線本身、饋源、高頻頭等組成。發(fā)射分系統(tǒng)是將需要播發(fā)的信號調(diào)制到工作波段的載波上，經(jīng)大功率放大后，經(jīng)天線向衛(wèi)星發(fā)射出去。接收分系統(tǒng)是接收來自衛(wèi)星的信號，經(jīng)放大、檢波后，再發(fā)送到終端系統(tǒng)。通信監(jiān)控分系統(tǒng)是負(fù)責(zé)對地面站內(nèi)的各種設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制和定期測試。電源分系統(tǒng)是為全部地面站設(shè)備提供電源。飛機(jī)監(jiān)測點終端完成飛機(jī)監(jiān)測點與衛(wèi)星之間上、下行數(shù)據(jù)的處理；發(fā)送飛機(jī)監(jiān)測點請求，接收飛機(jī)監(jiān)測點數(shù)據(jù)；提供必要的顯示及數(shù)據(jù)接口。采用北斗衛(wèi)星機(jī)載設(shè)備，具有小型化、集成度高、設(shè)備緊湊簡單、低功耗和操作簡單等特點。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其它等效或具有類似目的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。本實用新型并不局限于前述的具體實施方式
。本實用新型擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求1.一種基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括安裝在飛機(jī)上兩個以上監(jiān)測點的監(jiān)測設(shè)備、兩個以上北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、地面站，所述監(jiān)測設(shè)備通過北斗導(dǎo)航衛(wèi)星連接地面站，所述監(jiān)測設(shè)備包括位移傳感器，每個監(jiān)測點有二個位移傳感器，分別安裝在監(jiān)測點的水平X軸和Y軸兩個方向，所述飛機(jī)上的監(jiān)測點分別設(shè)置在機(jī)身和機(jī)翼上。
2.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述地面站包括地面控制中心、電源分系統(tǒng)、通信監(jiān)控分系統(tǒng)、發(fā)射接收分系統(tǒng)、天線，所述地面控制中心分別連接電源分系統(tǒng)、通信監(jiān)控分系統(tǒng)、發(fā)射接收分系統(tǒng)，所述發(fā)射接收分系統(tǒng)通過天線與導(dǎo)航衛(wèi)星連接。
3.如權(quán)利要求2所述的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)測設(shè)備包括濾波器、放大器、ARM板，所述位移傳感器依序連接濾波器、放大器、ARM板。
4.如權(quán)利要求3所述的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述ARM板上設(shè)置報警裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述飛機(jī)裂紋監(jiān)測系統(tǒng)包括北斗導(dǎo)航衛(wèi)星授時系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型涉及安全性監(jiān)測系統(tǒng)，本實用新型公開了一種基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的飛機(jī)裂紋實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括安裝在飛機(jī)上兩個以上監(jiān)測點的監(jiān)測設(shè)備、兩個以上北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、地面站，所述監(jiān)測設(shè)備通過北斗導(dǎo)航衛(wèi)星連接地面站，所述監(jiān)測設(shè)備包括位移傳感器，每個監(jiān)測點有二個位移傳感器，分別安裝在監(jiān)測點的水平X軸和Y軸兩個方向，所述飛機(jī)上的監(jiān)測點分別設(shè)置在機(jī)身和機(jī)翼上。通過安裝在機(jī)身和機(jī)翼上的位移傳感器監(jiān)測到監(jiān)測點的水平X軸和Y軸兩個方向的位移，確定飛機(jī)是否出現(xiàn)裂紋，實時檢測飛機(jī)的安全狀況并傳輸給地面站，地面站對接收到的信號進(jìn)行處理，實時確定飛機(jī)的安全狀況。
文檔編號G01S19/42GK202158845SQ20112025267
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者何戎遼, 吳偉林, 宋慧, 王維軍 申請人:成都林海電子有限責(zé)任公司