分布式通用航空服务站系统

摘要

本发明揭示了一种分布式通用航空服务站系统，包括服务站终端、多个航空服务站数据中心及管制/航空情报/气象/飞行计划中心，其中服务站终端按区域进行划分，每个区域设置有一个航空服务站数据中心，该航空服务站数据中心与该区域内所有的服务站终端连接，存储和综合本区域内服务站终端的监视信息、航空情报、气象情报等数据，不同区域的航空服务站数据中心之间互相访问各自的数据库并交换数据，服务站终端将获取的监视管理范围内的各类情报上传给本区域的航空服务站数据中心，并可访问航空服务站数据中心的数据库，获取所需数据。

说明书

【技术领域】

本发明属于航空技术领域，特别是指分布式通用航空服务站系统。

【背景技术】

以美国为例，其航空服务站系统主要由3个中心、17个中继站点、上百 个终端组成，能有效提高管理效率。我国目前处于低空空域开放阶段，已开 始单个航空服务站的建设，从长远来看，单站不能满足通航可持续发展的要 求，其在数据交换等方面的局限性将继而导致未来航空运输中的安全、容量 和效率不足的问题。1983年，国际民航组织提出(ICAO)提出在飞机、空 间和地面设施三个环境中利用由卫星和数字信息提供的先进通信(C)、导航 (N)和监视(S)技术，目前，随着各种可用CNS技术的日臻成熟，使建 设一个全国性的分布式通用航空服务站系统(DGFS)成为可能。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种分布式通用航空服务站系统，解决目前航空 服务站之间、服务站和通航用户之间信息流通不充分的问题。

为实现上述目的，实施本发明的分布式通用航空服务站系统包括服务站 终端、多个航空服务站数据中心及管制/航空情报/气象/飞行计划中心，其中 服务站终端按区域进行划分，每个区域设置有一个航空服务站数据中心，该 航空服务站数据中心与该区域内所有的服务站终端连接，服务站终端将获取 的监视管理范围内的各类情报上传给本区域的航空服务站数据中心，并可访 问航空服务站数据中心的数据库，获取所需数据；航空服务站数据中心将服 务站终端上传的情报进行综合和存储，并通过网络与其他各区域的航空服务 站数据中心进行数据交互，访问其他区域的航空服务站数据中心的数据库， 并向管制/航空情报/气象/飞行计划中心上传监视/航空/气象/计划情报；管制 中心和航空情报中心接入专线网络、气象中心和飞行计划中心接入以太网， 允许各航空服务站数据中心访问其数据库。

依据上述主要特征，航空服务站数据中心通过ADS-B专线、航空情报 专线和以太网接收管制中心、航空情报(AIP)中心、气象中心、飞行计划 中心和辖区内服务站终端的情报数据并进行综合，同时向其他航空服务站数 据中心、辖区内服务站终端和通航用户提供所需的情报数据。

依据上述主要特征，航空服务站数据中心通过ADS网关接入ADS-B专 线，根据下放的权限等级从管制中心获取相应监视信息，综合辖区内各服务 站终端上传的监视信息，并将综合信息上传给管制中心；通过航空专线接入 AIP中心，访问AIP中心数据库并获取所需航空情报，综合辖区内各服务站 终端上传的航空情报，将综合信息上传给AIP中心，并支持辖区内服务站终 端和其他数据中心通过航空专线对本地航空情报数据库的访问；在接口开放 的条件下，通过以太网从国家气象网/航空气象网/通用航空飞行服务网(即 气象中心和飞行计划中心)处获取气象和计划信息，接收辖区内各服务站终 端上传的气象、计划等情报，并支持辖区内服务站终端和其他数据中心通过 以太网对本地以太网数据库的访问。

依据上述主要特征，航空服务站数据中心至少包括ADS-B地面站、 ADS-B接入网关、对空电台、自动气象观测站、话音记录和转播服务器、话 务系统、NTP网络时间服务器、数据处理服务器、监视告警服务器、航空情 报服务器、GIS服务器、备份服务器以及交换机。

依据上述主要特征，航空服务站数据中心的ADS-B地面站接收来自通 用飞机机载设备广播的ADS-B信息，并对ADS-B原始报文进行数据提取与 分析。

依据上述主要特征，对空电台实现数据中心与航空器的语音通信和报文 交互，在此过程中利用话音记录和转播服务器记录语音信息，并根据各服务 站终端的要求进行气象、航行咨询等信息的转播；本站的气象信息从自动气 象观测站获取，并在数据处理服务器中进行处理和存储，区域和远端的气象 信息通过气象终端直接从相应的气象中心网站上获取。

与现有技术相比较，本发明一方面采用以数据中心为主、服务站终端为 辅的方式，有利于资源的集中，在某些偏远地区只需建设简易服务站终端， 大大降低成本；另一方面，采用分布式的系统结构使信息能够高效的在数据 中心之间、数据中心与服务站终端之间流通，为提供更加高效安全的通航服 务奠定基础。

【附图说明】

图1为实施本发明的分布式通用航空服务站系统的组成框架示意图。

图2为航空服务站数据中心的主要功能示意图。

图3为航空服务站数据中心硬件组成的示意。

图4为监视数据与以太网数据交互硬件的连接示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，为实施本发明的分布式通用航空服务站系统的组成框 架示意图，实施本发明的分布式通用航空服务站系统包括服务站终端、多个 航空服务站数据中心及管制/航空情报(AIP)/气象/飞行计划中心(管制/航 空情报/气象/飞行计划中心分别表示四类顶层数据库或数据源，它们在地理 上通常是不在一起，此处只是为了叙述的方便，将它们写在一起)，在具体实 施时，将全国的常规航空服务站(以下简称服务站终端)按区域进行划分， 每个区域设置一个航空服务站数据中心，与该区域内所有的服务站终端连接， 负责存储和综合本区域内服务站终端的ADS-B(Automatic Dependent  Surveillance–Broadcast，广播式自动相关监视)监视信息、航空情报、气 象情报等数据。不同区域的航空服务站数据中心之间可以互相访问各自的数 据库并交换数据。服务站终端将获取的监视管理范围内的各类情报上传给本 区域的航空服务站数据中心，并可访问航空服务站数据中心的数据库，获取 所需数据；航空服务站数据中心将服务站终端上传的情报进行综合和存储， 并可通过网络与其他各区域的航空服务站数据中心进行数据交互，自由访问 其他区域的航空服务站数据中心的数据库，并向管制/航空情报(AIP)/气象 /飞行计划中心上传监视/航空/气象/计划情报；管制/航空情报(AIP)/气象/ 飞行计划中心接入专线网络，通过下放权限，可以允许各航空服务站数据中 心访问其数据库，不同的航空服务站数据中心可以设置有不同的权限等级。

在实施本发明的分布式通用航空服务站系统中，航空服务站数据中心作 为整个系统的枢纽，除具备服务站终端的基本功能外，还具备数据综合功能。 其通过ADS-B专线、航空情报专线和以太网接收管制中心、航空情报(AIP) 中心、气象中心、飞行计划中心和辖区内服务终端的情报数据并进行综合， 同时向其他航空服务站数据中心、辖区内服务站终端和通航用户提供所需的 情报数据。其中航空服务站数据中心的主要功能如图2所示，其工作原理如 下：

航空服务站数据中心分别通过ADS-B专线、航空情报专线和以太网与管 制/航空情报(AIP)/气象/飞行计划中心、辖区内服务站终端和通航用户进行 信息交互，其中ADS-B专线传输监视信息、航空情报专线传输航空情报、 以太网传输其他综合信息，这三类信息系统在物理上没有交联。

请参阅图3所示，为航空服务站数据中心硬件组成的示意，从硬件组成 上来说，航空服务站数据中心由工作台架(含飞行服务终端、飞行监视终端、 气象情报终端、状态监控终端、航空情报终端和自助服务终端)、ADS-B地 面站、ADS-B接入网关、对空电台、自动气象观测站、话音记录和转播服务 器、话务系统、NTP网络时间服务器、数据处理服务器、监视告警服务器、 航空情报服务器、GIS服务器、备份服务器以及交换机、3G路由器、联网 设备、多功能一体机和UPS电源、防雷设施等设备组成，航空服务站数据 中心工作原理如下：

1090ES数据链地面站接收来自通用飞机机载设备广播的ADS-B信息， 并对ADS-B原始报文进行数据提取、分析，处理后的位置信息一方面经 ADS-B网关送至监视终端处理或显示，另一方面经分区专线与分区ADS信 息网交互和按权限进行ADS监视数据共享；对空电台实现数据中心与航空 器的语音通信和报文交互，在此过程中利用话音记录和转播服务器记录语音 信息，并根据各服务站终端的要求进行气象、航行咨询等信息的转播；本站 的气象信息从自动气象观测站获取，并在数据处理服务器中进行处理和存储， 区域和远端的气象信息通过气象终端直接从互联网上获取；话务系统既可通 过数据交换获取各类信息并在话务服务器中建立数据库，以互动式语音应答 方式进行自动语音服务，又可通过人工服务坐席为用户提供各类人工服务； 飞行计划和飞行情报信息通过通用航空飞行服务网实现，完成飞行计划的申 请、审批和实施、查询等过程，同时获取飞行相关咨询通告等。

航空服务站数据中心通过ADS网关接入ADS-B专线，根据下放的权限 等级从管制中心获取相应监视信息，综合辖区内各服务站终端上传的监视信 息，并将综合信息上传给管制中心；通过航空专线接入AIP中心，访问AIP 中心数据库并获取所需航空情报，综合辖区内各服务站终端上传的航空情报， 将综合信息上传给AIP中心，并支持辖区内服务站终端和其他数据中心通过 航空专线对本地航空情报数据库的访问；在接口开放的条件下，通过以太网 从国家气象网/航空气象网/通用航空飞行服务网处获取气象和计划信息，接 收辖区内各服务站终端上传的气象、计划等情报，并支持辖区内服务站终端 和其他数据中心通过以太网对本地以太网数据库的访问。

在实际使用中，监视告警服务器和数据处理服务器存在数据交互的要求， 但为了保证监视数据安全性，必须对其施行一定的数据隔离手段。本方案考 虑了数据的安全性以及使用的便捷性，提出了如图4硬件交联方式。为了保 证监视数据安全性，将访问权限设定为监视告警服务器可以访问数据处理服 务器的应用程序和数据，而数据处理服务器不可以访问监视告警服务器，仅 能查看其工作界面。图4中的VA虚拟应用服务器中安装2块网卡，一块网 卡连接非涉密局域网(数据处理服务器)，另一块网卡连接涉密局域网(监视 告警服务器和专线)，并设防火墙，具备较高的安全性。

与现有技术相比较，本发明一方面采用以数据中心为主、服务站终端为 辅的方式，有利于资源的集中，在某些偏远地区只需建设简易服务站终端， 大大降低成本；另一方面，采用分布式的系统结构使信息能够高效的在数据 中心之间、数据中心与服务站终端之间流通，为提供更加高效安全的通航服 务奠定基础。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方 案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发 明所附的权利要求的保护范围。