一种适用于有人无人融合运行的多网融合通信系统

本发明属于航空通信系统的，具体涉及一种适用于有人无人融合运行的多网融合通信系统。

背景技术：

1、在通信系统设计领域，尤其是面向通用航空通信系统的设计中，现有技术方案通常依赖于单一网络或在多网络之间进行简单切换来满足航空器的通信需求。虽然这些技术方案在特定的飞行区域和高度下能够满足基本的通信要求，但也暴露出明显的缺点和不足，无法完全适应日益复杂的飞行任务和通信需求。

2、传统的通用航空通信系统往往依赖于某一种单一的通信网络，如卫星通信、地面雷达通信或短波通信等。这些系统在某些飞行条件下能够提供相对稳定的通信服务，但其局限性在于，当航空器进入不同的飞行区域或飞行高度时，通信系统的稳定性和可靠性可能会显著下降，甚至可能导致通信中断。这种现象在飞行器跨越不同地形、进入不同气象条件或飞越不同国家和地区时尤为明显，严重影响了航空器的飞行安全和任务执行的连续性。

3、更为重要的是，由于不同通信网络之间缺乏有效的融合机制，航空器在不同网络之间进行切换时容易出现延迟、数据丢失或信号不稳定等问题。这种不稳定性不仅对飞行任务的成功执行构成威胁，还可能危及飞行器的整体安全。在长距离飞行或跨越复杂地形的飞行过程中，通信系统的不稳定性将大大增加飞行风险。

4、基于上述问题，现有的通用航空通信系统在多网融合技术方面仍然存在很大的改进空间。现有技术未能有效解决不同通信网络之间的无缝切换和稳定融合问题，导致通信系统在应对复杂飞行环境时表现不佳。当前的设计思路缺乏对多网融合的全面考虑，使得通信系统在面对现代通用航空器日益复杂的飞行任务和更高的通信需求时，表现得尤为不足。如何在不同飞行区域和飞行高度下实现通用航空器的无缝移动通信，已成为该领域亟待解决的重要问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种适用于有人无人融合运行的多网融合通信系统，以解决现有技术未能有效解决不同通信网络之间的无缝切换和稳定融合问题，导致通信系统在应对复杂飞行环境时表现不佳的问题。

2、为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、一种适用于有人无人融合运行的多网融合通信系统，其包括以下步骤：

4、多网融合机载通信系统，用于与航空器连接，通过机载天线和公网基站/通信卫星/北斗卫星的信息交互，实现航空器与地面指挥机系统在不同飞行区域和飞行高度下的无缝移动通信；

5、地面指挥机系统，用于实时接收公网基站/通信卫星/北斗卫星回传的航空器的飞行状态数据，并将该飞行状态数据回传至地面管控系统；

6、以及实时监控、管理航空器多个网络的通信状态，并进行通信设备参数配置；

7、以及根据当前的通信环境选择最优的网络与航空器进行通信，并将地面管控系统的管控指令发送至通用航空器。

8、进一步地，多网融合机载通信系统包括主控模块、4g全网通模块、卫星通信模块、北斗rd模块、气压计和电源管理模块；所述主控模块通过rs232接口或网口与航空器连接；所述4g全网通模块、卫星通信模块、北斗rd模块、气压计和电源管理模块分别与主控模块连接。

9、进一步地，电源管理模块、卫星通信模块和北斗rd模块集成于pcb板a上；所述主控模块、4g全网通模块和气压计集成于pcb板b上。

10、进一步地，地面指挥机系统包括多网融合数据通信模块、飞行设备状态显示模块、空中飞行态势显示模块、本地数据管理模块和后台系统管理模块。

11、进一步地，多网融合数据通信模块用于接收、处理航空器向地面指挥机系统发送的信息，并将实时获取的航空器飞行状态数据转发至通航运营管理平台；

12、以及用于监视多条通信链路，实时评估各条通信链路的性能和稳定性，并根据各条通信链路的性能和稳定性，选择并切换至最优的通信链路进行数据传输。

13、进一步地，飞行设备状态显示模块用于航空器设备状态信息展示，以及对不同设备的监视数据进行分析和整理。

14、进一步地，空中飞行态势显示模块用于提供图像辅助显示，显示当前航空器的空中态势，包括地图显示、航迹显示和航迹跟踪信息；

15、以及用于基于图像辅助显示，对飞行器的航迹进行管理和调整；

16、以及用于对不同来源的数据进行预处理，以提供准确的航空器态势信息。

17、进一步地，本地数据管理模块用于对地面指挥机系统的操作指令和通信数据进行管理和存储，并用于对操作指令和通信数据的实时查找和调取。

18、进一步地，后台系统管理模块用于对地面指挥机系统和地面指挥机系统的通信链路进行实时监控和管理，包括资源监控、网络监控和日志记录，并将监控信息以图表进行展示。

19、本发明提供的适用于有人无人融合运行的多网融合通信系统，具有以下有益效果：

20、1、本发明系统对现有通信技术进行整合和优化，引入智能化的网络管理和切换机制，以应对航空器在飞行过程中遇到的各种复杂情况，能够在不同网络之间无缝切换，确保在任何飞行条件下均能提供高稳定性和高可靠性的通信服务，可以显著提升通用航空通信系统的整体性能，确保飞行任务的顺利进行和飞行器的安全运行。

21、2、本发明首先针对传统单一网络通信系统在复杂低空飞行环境中难以稳定工作的难题，设计了基于多网融合的通用航空通信系统，通过将北斗短报文、通信卫星和公网等多种网络有效融合，该系统实现了无缝移动通信，确保航空器在山区等复杂环境中始终保持稳定的通信连接。例如，当一架通用航空器飞行于山区时，系统会根据实时的网络状态监测模块，对当前网络的信号强度、带宽、延迟等参数进行持续监控。当航空器进入信号较为复杂且公网覆盖不良的区域时，系统会自动从公网切换至通信卫星网络，并在必要时启用北斗短报文服务，确保通信不中断。在此过程中，系统能够依据飞行环境的变化，如高度、地形遮挡和气象条件，自动判断最优的通信网络，实时进行网络的切换，从而提高通信的可靠性，减少因网络切换导致的延迟、数据丢失或信号不稳定问题。同时，通过加密算法和安全协议，系统大幅增强了数据传输的安全性。在多网融合的基础上，系统还能够优化资源利用，根据实际通信需求智能分配带宽，减少了资源浪费。例如，在飞行状态相对稳定、通信需求较低的情况下，系统可以降低对高带宽网络资源的占用，而在需要高实时性和大数据量传输的情况下，优先选择带宽更高、延迟更低的网络进行通信。

22、3、本发明经过真实飞行试验验证，通用航空多网融合通信系统支持通用航空器在0-3000米的高度范围内持续通信，并在复杂地形和气象条件下保持稳定，极大提升了航空器的通信和监视能力，为现代通用航空器的通信需求提供了强有力的支持。

23、4、本发明系统通过融合多种网络通信技术，构建一个能够同时支持多种数据链接入的综合通信平台，多网融合通信系统不仅能够有效打破不同数据链间的壁垒，实现数据链和信息系统间的无缝连接，还能够在复杂的飞行环境中协同高效地工作，从而显著提升通用航空通信的整体性能。

24、5、本发明系统的优势在于其多样化的数据处理能力、广泛的使用范围、低延时的传输特性、长距离的通信覆盖以及卓越的抗干扰性能。这种多网融合的通信方式，不仅能够适应各种飞行任务的需求，还能够提高通信的可靠性和系统的稳定性，确保在各种复杂环境下，通用航空通信系统能够持续、稳定、高效地运行。

25、6、本发明多网融合机载通信系统的设计，通过集成4g模块、卫通模块和北斗rd模块，结合通信管理单元，实现多种网络的实时监测、数据融合和自动化网络切换，保障通信的稳定性和实时性。

26、7、本发明对地面指挥机系统的智能化管理，能够实时监控多种通信网络的状态，并根据通信环境选择最优通信方式，提升了通信的可靠性和管理效率。

27、8、本发明飞行数据的结构化处理与显示，设计了详细的飞行数据结构，用于实时监控和显示航空器的飞行状态和设备状态，支持地面指挥的态势感知和应急决策。

28、9、本发明自动化网络切换与策略应用，系统具备根据优先级和地面指挥机控制策略自动切换网络通道的功能，确保通信的连续性和优化。