一种机载数据采集系统的制作方法

本实用新型属于机载数据处理技术领域，具体涉及一种机载数据采集系统。

背景技术：

随着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式系统的高速性、实时性、可靠性、开发周期短等优点得到了充分的体现，它己经广泛应用于工业、国防、航天、医疗、家用消费类电子等行业。所以，无论高校，科研机构，还是企业公司都纷纷投入巨大的人力物力展开嵌入式系统开发的研究。目前，基于对数据处理速度的更高要求，在机载数据采集系统中必须充分考虑这些问题，从而地面与机载之间实现体积小、功耗小、处理速度快的机载数据采集系统。现有方法更多是考虑数据处理速度，由于网络覆盖等方面因素，使得机载与地面之间无法保证到很好的定位精度，进而影响到机载数据采集数据的精度。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供了一种机载数据采集系统，该机载数据采集系统包括：

包括地面系统和机载系统，其中，

所述机载系统包括机载数据采集器、gps显示控制器、机载电台、对时单元、记录器、机载定位系统、机载计算机，所述机载数据采集器分别与所述gps显示控制器、所述机载电台、所述对时单元、所述记录器、所述机载定位系统、所述机载计算机连接，所述机载数据采集器配置有第一gps接收卡并通过所述第一gps接收卡接收第一gps数据，所述机载电台通过第一数据链天线实现与所述地面系统的数据传输；

所述地面系统包括第一地面基站、第二地面基站、地面计算机、地面电台、地面控制单元，所述地面控制单元分别与所述第一地面基站、所述第二地面基站、所述地面计算机、所述地面电台连接，所述地面控制单元配置有第二gps接收卡并通过所述第二gps接收卡接收第二gps数据，所述地面电台通过第二数据链天线实现与所述机载系统的数据传输。

在本实用新型的一个实施例中，所述机载定位系统包括机载感知系统、机载uwb模块，所述机载感知系统、所述机载uwb模块分别与所述第一地面基站、所述第二地面基站无线连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一地面基站、所述第二地面基站分别配置有第一地面感知系统、第二地面感知系统，所述第一地面感知系统、所述第二地面感知系统分别与所述机载感知系统无线连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一地面基站、所述第二地面基站内还分别配置有第一uwb模块、第二uwb模块，所述第一uwb模块、所述第二uwb模块分别与所述机载uwb模块无线连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一地面基站、所述第二地面基站颜色不同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的机载数据采集系统，地面系统与机载系统之间增加了定位系统，使得机载与地面之间保证很好的定位精度，进而提高机载数据采集数据的精度，同时通过机载数据采集器可以实现地面与机载之间大数据的采集处理，且处理速度快。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种机载数据采集系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种机载数据采集系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种机载数据采集系统的结构示意图。本实用新型提供了一种机载数据采集系统，该机载数据采集系统包括：

地面系统和机载系统，其中，

机载系统包括机载数据采集器、gps显示控制器、机载电台、对时单元、记录器、机载定位系统、机载计算机，机载数据采集器分别与gps显示控制器、机载电台、对时单元、记录器、机载定位系统、机载计算机连接，机载数据采集器配置有第一gps接收卡并通过第一gps接收卡接收第一gps数据，机载电台通过第一数据链天线实现与地面系统的数据传输；

地面系统包括第一地面基站、第二地面基站、地面计算机、地面电台、地面控制单元，地面控制单元分别与第一地面基站、第二地面基站、地面计算机、地面电台连接，地面控制单元配置有第二gps接收卡并通过第二gps接收卡接收第二gps数据，地面电台通过第二数据链天线实现与机载系统的数据传输。

具体而言，传统的gps定位通过gps主机获取gps定位数据，但传统的gps对于大数据的处理，处理速度比较慢，甚至无法进行大数据的定位处理。基于上述存在的问题，本实施例提供了一种机载数据采集系统，该机载数据采集系统中的机载数据采集器通过第一gps接收卡接收第一gps数据，并将接收的第一gps数据分别通过gps显示控制器、机载电台、记录器进行显示控制、传输、存储等处理，并分析接收的第一gps数据，以及通过对时单元进行内部时间自动设定、同步；地面计算机、地面电台分别计算并分析第二gps接收卡接收的第二gps数据、机载数据，并将计算并分析的结果发送于地面控制单元，由地面控制单元实现对地面数据的有效处理。

本实施例机载数据采集系统可以实现地面与机载之间大数据的采集处理，且处理速度快。

进一步地，本实施例机载数据采集器还包括单片机、可编程逻辑器件fpga。本实施例机载数据采集器中：第一gps接收卡分别与单片机、可编程逻辑器件fpga连接，单片机还与可编程逻辑器件fpga、gps显示控制器、地面控制单元、机载电台、对时单元、记录器连接，可编程逻辑器件fpga还与机载电台、对时单元、记录器连接，第一gps接收卡接收第一gps数据；地面控制单元配置的第二gps接收卡接收机载数据采集器分析后的第二gps数据。

进一步地，本实施例机载定位系统包括机载感知系统、机载uwb模块，机载感知系统、机载uwb模块分别与第一地面基站、第二地面基站无线连接。其中，机载uwb模块，用于与第一地面基站、第二地面基站进行信息交互，实现机载与第一地面基站、第二地面基站间距离的精确测量；机载感知系统，用于感知机载的信息，用于唤醒地面系统中第一地面基站或第二地面基站，收集地面系统的相关数据和系统进行匹配等，并通过rs232总线与机载数据采集器中单片机连接，提供相关机载采集数据。

进一步地，本实施例机载计算机根据机载定位系统与第一地面基站、第二地面基站测距所得到的结果，计算当前机载的位置，并将计算结果输出给机载飞控系统进行飞行决策，并通过rs232总线与机载数据采集器中单片机连接，提供相关计算结果于决策结果。

进一步地，本实施例gps显示控制器通过rs232总线与机载数据采集器中单片机连接，接收机载数据采集器发送的有关信息，机载数据采集器发送定位数据给gps显示控制器，gps显示控制器根据自身运行情况，最后将飞行、导航参数以文本和图形的方式显示在显控器的显示屏上，供测试人员及飞行员参考。

进一步地，本实施例机载电台通过arinc429总线与机载数据采集器中单片机、可编程逻辑器件fpga连接，以arinc429总线标准输出经单片机、可编程逻辑器件fpga处理的gps定位数据，用于后续地面对该gps定位数据的需要。

进一步地，本实施例对时单元与机载数据采集器中单片机、可编程逻辑器件fpga连接，并输出irig-b121码，机载工作人员根据irig-b121码输出波形调整irigb码从而实现符合测试设备的输入电气标准。

进一步地，本实施例记录器通过rs232总线与机载数据采集器中单片机、可编程逻辑器件fpga连接，以rs232c电平标准输出经单片机、可编程逻辑器件fpga处理的gps定位数据，用于后续地面或机载工作人员对该gps定位数据的需要。

进一步地，请参见图2，图2为本实用新型实施例提供的另一种机载数据采集系统的结构示意图，本实施例地面控制单元为地面系统的核心，地面控制单元通过rs232总线与机载数据采集器中单片机连接，通过单片机对gps接收卡采集的gps定位数据进行分析处理，并根据分析处理结果对地面计算机进行相关数据设置。

进一步地，本实施例地面系统中，第一地面基站、第二地面基站分别配置有第一地面感知系统、第二地面感知系统，第一地面感知系统、第二地面感知系统分别与机载感知系统无线连接，第一地面基站、第二地面基站内还分别配置有第一uwb模块、第二uwb模块，第一uwb模块、第二uwb模块分别与机载uwb模块无线连接，具体地：第一地面基站为主地面基站，第二地面基站为从地面基站，主地面基站为1个，从地面基站不局限于1个，可以大于等于1，第一地面基站和第二地面基站内分别配置有第一uwb模块、第二uwb模块，使用时第一uwb模块、第二uwb模块与机载上的配置的机载uwb模块进行信息交互，实现机载与第一地面基站或第二地面基站的精确测距，进而实现机载的精确定位，通过rs232总线与地面控制单元连接，通过地面控制单元可以实时记录地面与机载之间距离的原始数据，同时第一地面基站或第二地面基站分别配置有第一地面感知系统、第二地面感知系统，第一地面感知系统、第二地面感知系统感知机载信息，根据检测的机载信息控制第一地面基站、第二地面基站工作或休眠，降低第一地面基站、第二地面基站的功耗，增加第一地面基站、第二地面基站的待机时间，减少系统维护工作量，具体地：当机载接近的感知，当机载快接近地面引导系统之后，分别通过机载近场第一地面感知系统、第二地面感知系统实现对机载的感知，当感知到机载需要进入本系统之后，会唤醒第一地面基站、第二地面基站开始工作，离开区域后，会让第一地面基站、第二地面基站进入休眠状态，降低系统功耗。其中，第一地面基站和第二地面基站采用明确的不同颜色进行区别标识，便于快速。

优选地，第一uwb模块、第二uwb模块、机载uwb模块均采用ir-uwb系统。

优选地，第一地面感知系统、第二地面感知系统、机载感知系统均采用采用433mhz无线通讯系统。

进一步地，本实施例地面计算机通过用于gps地面控制站的整体数据计算和编解码，并通过arinc429总线与地面控制单元连接，以arinc429总线标准输出经地面计算机接收处理的整体数据。

进一步地，本实施例地面电台通过arinc429总线与地面控制单元连接，以arinc429总线标准输出经地面控制单元接收处理的gps定位数据，用于后续机载对该gps定位数据的需要。

本实施例提供的机载数据采集系统，地面系统与机载系统之间增加了定位系统，使得机载与地面之间保证很好的定位精度，进而提高机载数据采集数据的精度，同时实现了对地面与机载之间大数据的高速处理，具有实时导航功能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。