Prefácio: A monitorização remota tradicional das balizas exteriores utiliza geralmente a marcação telefónica fixa ou a transmissão de dados sem fios direccionais para transmitir instruções e dados. Com o desenvolvimento e a construção em torno do aeroporto, existem muitos métodos de marcação telefónica fixa e de transmissão de dados sem fios direccionais. As desvantagens podem facilmente levar a falhas na monitorização. Este artigo propõe um sistema de monitorização remota para balizas de sinalização externas baseado em DTU. Este sistema é de baixo custo, altamente fiável e estável, e foi implementado no aeroporto de Chongqing.
I. Introdução
introdução
A baliza de marcação é um tipo especial de baliza de rádio VHF utilizado na aviação. A baliza de marcação irradia um padrão de campo de radiação vertical em forma de leque para cima a partir do solo. É normalmente utilizada em conjunto com o sistema de aterragem por instrumentos (ILS). Quando a aeronave voa para a área coberta pela baliza de indicação, obtém a informação do ponto de posição, fornecendo ao piloto informações sobre a localização da baliza de indicação. O ponto de localização determinado no estabelecimento da rota de voo para o destino é um ponto de fornecimento de distância e um ponto de controlo. Existem três tipos principais de balizas de indicação: a baliza de indicação exterior (OM), a baliza de indicação intermédia (MM) e a baliza de indicação interior (IM). A baliza apontadora exterior é utilizada para determinar o ponto de fixação da aproximação final da aeronave. Este ponto está situado no mesmo canal que o localizador e a linha central da pista, 4 a 7 milhas náuticas antes da soleira da pista. Normalmente, a aeronave entra no glideslope a uma altitude de aproximadamente 1 NM (2 km) e transmite um sinal sonoro de 400 Hz numa frequência portadora de 75 MHz de baixa potência (3 W). A antena da baliza de apontamento externo é uma antena altamente direcional. A área efectiva do sinal é uma elipse de 730 mx1280 m. Quando a aeronave recebe o sinal da baliza de apontamento externo enquanto desce ao longo do declive, a pequena luz púrpura no painel do recetor de bordo pisca. Esta posição é geralmente utilizada como o ponto de interceção do plano inclinado. A baliza do ponto central é normalmente instalada 1050m antes da soleira da pista. O objetivo é avisar o piloto de que a altitude de decisão da Categoria I do sistema de aterragem por instrumentos (ILS) foi ultrapassada e decidir se deve contornar a pista.
Numa posição entre 75m e 450m da soleira da pista, o indicador luminoso é uma pequena luz branca [1].
2. Situação atual do acompanhamento à distância dos indicadores externos
O sistema de monitorização remota da baliza de apontamento externo é composto por uma estação central e uma estação final. A estação central está localizada na sala de controlo da navegação do aeroporto, como mostra a Figura 1. A plataforma final está localizada no posto de sinalização no exterior de cada aeroporto. Atualmente, são utilizados principalmente dois métodos de transmissão para monitorizar o equipamento da estação de navegação remota.
Figura 1 Diagrama de blocos da estação central do sistema de monitorização remota da baliza de apontamento externa
Método 1: Utilizar linhas fixas de telecomunicações com um débito de transmissão de 56Kb. Devido ao afastamento da estação, as linhas de telefone fixo são facilmente afectadas por escavações e escavações nas áreas circundantes e estão a tornar-se cada vez mais antigas e difíceis de manter. Ao mesmo tempo, existem muitos conectores de linhas fixas, alguns dos quais estão expostos na superfície do solo, e são susceptíveis a interferências de ambientes externos, como relâmpagos, causando interrupções na comunicação.
Método 2: Transmissão sem fios direcional, a estação central está equipada com uma antena omnidirecional e a plataforma final está equipada com uma antena direcional. A taxa máxima de transmissão é de apenas 19,2Kb. Devido ao desenvolvimento e à construção das zonas circundantes (Mu'er, Cuntan) e à construção do terminal T3, os edifícios altos bloquearão e atenuarão os sinais sem fios, provocando a interrupção ou a instabilidade da ligação. Ao mesmo tempo, as antenas instaladas no exterior têm de ser protegidas contra os raios para evitar
Ambos os métodos de transmissão acima referidos já não são capazes de se adaptar ao desenvolvimento da tecnologia de transmissão de comunicações existente.
procura, encontrar alternativas optimizadas tornou-se uma prioridade máxima [2].
3. Construção de um sistema de monitorização remota de balizas de apontamento externo baseado no DTU
Atualmente, as redes celulares de comunicação dos operadores móveis têm uma ampla cobertura e uma tecnologia madura, e podem transmitir dados de forma rápida e estável. Ao mesmo tempo, o custo da conversão das linhas telefónicas fixas em fibra ótica é elevado e existem muitas construções em redor da estação, pelo que as linhas de transmissão com fios se danificam facilmente, causando riscos inseguros e afectando a segurança do equipamento. Por conseguinte, a conceção do sistema decidiu utilizar o método de comunicação móvel do operador para a transmissão de dados, a fim de obter uma monitorização remota.
3.1 Análise da função DTU
A DTU (unidade de transmissão de dados) é um terminal sem fios. Este terminal é utilizado principalmente para converter dados de série em dados IP ou dados IP em dados de série. Transmite dados através de uma rede de comunicação sem fios. O módulo DTU tem principalmente as seguintes características funcionais: Em primeiro lugar, suporta a definição dos parâmetros da porta série do utilizador. Em aplicações práticas, os tipos de vários equipamentos do utilizador são diferentes, e os seus parâmetros de porta série correspondentes também são diferentes. Quando a DTU está ligada à porta série do equipamento do utilizador, os parâmetros de configuração da DTU podem ser definidos de acordo com os parâmetros reais da porta série do equipamento de diferentes utilizadores.
Em segundo lugar, os parâmetros do dispositivo podem ser personalizados e configurados para serem guardados de forma permanente. A DTU GPRS é um tipo de equipamento de comunicação. Em diferentes aplicações, os parâmetros como a taxa de transmissão da porta de série, o número da porta e o endereço IP do centro de dados podem ser configurados de acordo com a situação real, de acordo com as diferentes diferenças de aplicação. Depois de concluída a configuração, os parâmetros definidos são guardados em dispositivos de armazenamento como a EEPROM ou a EPFLASH. Em terceiro lugar, o módulo pode efetuar a conversão bidirecional dos dados da porta série. No módulo GPRS DTU, uma interface é especialmente fornecida para comunicação de dados em série. Há o método de comunicação RS485, o método de comunicação RS232, RS422 e outros métodos de comunicação para transmissão de dados. Sem alterar o conteúdo original da comunicação de dados, os dados originais na porta de série podem ser convertidos em pacotes de dados TCP/IP no módulo GPRS DTU para transmissão.
entrega. Em quarto lugar, a pilha de protocolos TCP/IP está integrada no módulo. O protocolo de ligação telefónica PPP e a pilha de protocolos TCP/IP são encapsulados dentro da DTU GPRS. A partir da análise do hardware, este módulo integra as funções de MODEM GPRS sem fios e as funções de computador pessoal incorporado [3].
3.2 Implementação de software e hardware do sistema de monitorização remota
Com base nas ideias de análise acima referidas, o projeto adopta o seguinte esquema de arquitetura: substituir a parte original do transmissor de rádio por equipamento DTU, transmitir os dados de monitorização para a rede interna do aeroporto de Chongqing através da rede 3G/4G do operador e, em seguida, converter o protocolo TCP/IP em protocolo de porta de série, receber dados da porta de série no dispositivo terminal para realizar a função de monitorização remota. O diagrama esquemático é apresentado na figura 2. O equipamento terminal sem fios de nível industrial é selecionado como hardware, Xiamen Caimao DTU: CM510-21X. O software efectua a conversão de dados da Ethernet e da porta de série. O software encaminha os dados recebidos da DTU com o número de identificação especificado para a porta de série física virtual especificada pelo computador. Defina o canal de encaminhamento no software, defina o número da porta de série, a taxa de transmissão, os bits de dados, etc. Parâmetros relacionados. Conforme mostrado na Figura 3, a configuração na figura é encaminhar os dados da DTU com o número de ID 10000001 para a COM1 e, ao mesmo tempo, os dados na COM1 também serão encaminhados para a DTU com o número de ID 10000001.
Figura 2 Diagrama da estrutura do sistema de monitorização remota de balizas
Em seguida, adicione a porta de série virtual correspondente no computador de monitorização da navegação para converter os dados Ethernet recebidos e completar a conversão para os dados da porta de série virtual. Depois de a ligação DTU ser bem sucedida, a lista reflectirá as informações DTU correspondentes, incluindo o número de telefone, o endereço IP de origem, o estado da ligação do dispositivo, etc. Além disso, o estado dos dados encaminhados (tráfego de dados de entrada e de saída) é efetivamente monitorizado. Finalmente, é possível monitorizar em tempo real os dados operacionais do dispositivo apontador.