无源的鸟撞避免系统和方法技术方案

用于提供无源的鸟撞避免的系统和方法。无源L波段接收器系统(20)位于飞机(18)上。系统包括处理器(30)和具有四个或更多元件的阵列的天线(34)。天线被配置为接收L波段信号。处理器从天线接收L波段信号，确定接收到的L波段信号是否指示目标，确定任何已确定的目标的距离、行进方向和速度，基于已确定的速度确定目标是否是鸟群并基于距离、方向和速度确定危险情况是否存在。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
在沿海地区或鸟类迁徙路线的“候鸟路线”附近运转时，商业飞机经常存在鸟撞的风险。鸟撞是极其危险的，并且已知会对飞机造成严重损害。当鸟类撞击飞机的头部或挡风玻璃时，飞行员存在受伤或死亡的风险。现在使用的一个避免鸟撞的解决方案包括放置在机场环境中的固定的地基固态 脉冲压缩雷达的使用。这些雷达观察可能会侵犯机场的进场和离场路线的鸟群的接近和路径。空中方案还包括可能与飞机头部中现有的天气雷达和ILS导航天线竞争的有源雷达系统。因此，完全有源雷达在经济上或后勤上是不可行的。
技术实现思路
本专利技术提供了用于提供无源的鸟撞避免的系统和方法。无源L波段接收器系统位于飞机上。该系统包括天线和处理器。所述天线具有四个或更多元件的阵列，这些元件被配置为允许到达相位或时间的差分测量。所述天线被配置为接收L波段信号。所述处理器从天线接收L波段信号，确定接收到的L波段信号是否指示目标，确定任何已确定目标的距离、行进方向和速度，基于已确定的速度确定目标是否是鸟群，并基于距离、方向和速度确定危险情况(hazard condition)是否存在。在本专利技术的一个方面，所述处理器进一步基于从定位系统接收到的飞机的位置、航向和速度来确定危险情况是否存在。所述处理器从飞机上的一个或多个现有L波段发射器接收参考信号。在本专利技术的另一方面，所述处理器通过对目标位置的两个不同时间点进行三角测量来确定任何已确定目标的距离、行进方向和速度。接收到的L波段信号也可来自其它飞机。附图说明参考下面的附图，本专利技术的优选和可替换的实施例在下文详细描述附图I是根据本专利技术的实施例形成的示例性系统的框图；附图2是附图I显示的系统执行的示例性处理的流程图；附图3是接近飞机的鸟群的透视图；附图4图解了在两个时间点上鸟群和飞机之间的几何关系；附图5是根据本专利技术的实施例形成的示例性的无源鸟撞避免系统(PBSAS)的框图；附图6-1和6-2是根据本专利技术的实施例形成的PBSAS包的透视图；以及附图7是附图6-1和6-2的PBSAS包安装在飞机的头部整流罩中时的透视图。具体实施例方式本专利技术是一种无源的只接收的系统，其使用交通防撞系统(TCAS)和收发器系统的常规发射来提供飞机前面的整个半球的大范围照明，而无需机械或电子天线扫描。接收器采用TCAS系统常见的相位到达角度方法，来确定被鸟群反射的能量的角度位置。至鸟群的距离这样确定通过使用例如消隐信号作为参考来对飞机自带的TCAS或收发器L波段设备脉冲的飞行计时。当接收到的脉冲不是来自飞机自身的L波段设备时，至所检测到的目标的距离也可以在一秒时间段内通过使用两个到达角度测量的三角测量而确定。如附图I所示，示例性的无源鸟撞避免系统(PBSAS) 20在单个的有源包中包括接收器32，信号处理器30，具有四个元件(也可使用多于四个元件)的阵列的天线34，以及电源(未示出)，该有源包位于飞机18的头部雷达天线罩内的压力舱壁上，以允许对飞机18前面的半球的观察，而对已存在的气象雷达系统28和/或仪表着陆系统(ILS)(未示出)的影响最小。飞机18还包括定位系统26和L波段收发器以及TCAS系统。PBSAS 20基于由TCAS和收发器系统24的发射所提供的照明的反射，来提供到达角度和目标距离信息。理想地，“时间零点”Ttl参考脉冲由TCAS/收发器系统24的发射器通过硬连线连接提供到信号处理器30。接收器32和信号处理器30使用Ttl参考脉冲直接测量目标距离的返回。接收器32和信号处理器30通过用接收到的脉冲编码的唯一标识符来识别接收的脉冲(并且如果需要的话拒绝其它的)。可替换地，接收器32和信号处理器30通过以下方式来处理来自其它收发器或TCAS发射的“免费照明”:仅进行到达角度测量并经由使用飞机运动(由定位系统26、惯性导航系统(INS)(未示出)或类似的设备提供)和随后的三角测量进行连续的角度测量来确定至目标(鸟群)的距离。附图2图解了由PBSAS 20执行的示例性处理50。首先，在块54，在天线34的元件处接收反射自目标的L波段信号。接下来，在块56，PBSAS 20在与接收L波段信号关联的时间从定位系统26接收飞机位置信息。接着，在块58，PBSAS 20的信号处理器30基于接收到的L波段信号和飞机位置信息而确定目标的位置和速度。在块60，信号处理器30确定该目标是否为鸟群，所确定的目标速度是否低于预定值。然后，在块62，如果目标被确定为鸟群，则信号处理器30输出目标的位置信息。在一个实施例中，位置信息通过现有的以太网输入或类似数据连接(例如，串行数据链路)被提供至天气雷达系统28,例如Honeywell有限公司的IntuVue WXR。天气雷达系统28将检测到的鸟群位置和天气(WXR)数据组合，并且当飞机翻转、爬升等时执行自动的空间稳定。如果飞行管理系统(FMS)生成的飞行路径以及所识别的鸟群指示，正如信号处理器30确定的那样，鸟撞情况即将存在，则在天气雷达系统28的显示器上显示警告图标，并且如果威胁是真实和短期的(低于阈值)，可发出听觉警告。在一个实施例中，鸟群被来自自己的飞机18和其它附近的空中飞机的1090-MHz和1030-MHz发射照亮。该发射是全方向的发射，即，“全呼叫”。附图3显示了来自飞机18上的顶部和底部TCAS发射器的1090-MHz和/或1030-MHz TCAS发射70，72。鸟群76被发射70，72的至少一个照亮，从而将脉冲80反射至PBSAS 20的天线34。当鸟群照明由其它飞机执行时，信号处理器30通过三角测量方法执行距离测量-见附图4。第一反射脉冲在飞机位置90处获得。然后在0. 2至I秒之后第二反射脉冲在飞机位置92处获得。使用来自GPS (LAT，L0N)或类似装置的位置信息，通过三角测量确定至鸟群的距离，因为90与92之间的距离是已知的，反射脉冲的AZ/EL也是。信号处理器30由于调制在反射脉冲中的标识符(ID)而获知这些反射脉冲来自其它飞机。信号处理器30确定反射脉冲不是直接来自其它飞机，因为三角测量的结果显示它们只行进在源飞机将行进的距离的一小部分。如果根据接收到的信号中带有的ID确定脉冲来自飞机18，则通过基于从(多个)飞机L波段发射器接收到的L波段消隐脉冲(TciS考脉冲)的飞行时间确定距离测量。在一个实施例中，PBSAS 20连接到组合的AESS/ISSI/L波段系统。附图5显示PBSAS 20-1的组件。天线34_1包括四个元件140_146_两行，每行两个。元件140-146接收到的信号(1030和1090MHZ)选择性地被接收器32_1和/或信号处理器30-1处理，以便使用相位比较单脉冲处理(即干涉仪测量方案)产生AZ或EL结果。天线34-1包括四个或更多个元件，左上部(TL)元件140，右上部(TR)元件142，左下部(BL)元件146，以及右下部(BR)元件144 。接收器32-1包括四个子接收器。所有的子接收器包括相同的部件但以不同的方式连接到天线元件。例如，第一子接收器包括耦合到TR元件142和BR元件144的组合器150-1。第二子接收器包括耦合到TL元件140和BL元件146的组合器150-2。第三子接收器包括耦合到TL元件140和TR元件142的组合器150本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·C·瓦肯蒂，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：