对基于DME/DVOR导航设备的监控系统的分析

肖雅梅

（中国民用航空西北地区空中交通管理局，西安 710082）

DME/DVOR导航设备是测距机（Distance Measuring Equipment；DME）和多普勒全向信标（Doppler Omnidirectional Range）的集合体，二者一般同址安装，在提供给飞行器方向信息的同时，还能提供飞行器到导航台的距离信息，这样飞行器的位置就带有唯一性，可以被精准确定下来，基于DME/DVOR导航设备的监控系统可以进一步保证位置监测工作的有效性，同时了解系统工作情况，保证飞机的飞行安全。

1 DME/DVOR导航设备监控系统的监控对象

1.1 飞机位置、方向

在DME/DVOR导航设备的支持下，飞机的飞行方向和位置得到同步确认，但如果设备出现误差、通信受到干扰，飞机的位置、方向信息可能无法得到保证。监控系统建立后，系统结合飞机飞行的种种信息对所获数据进行匹配分析，判定其是否符合参数标准，从而保证数据信息的准确性。如我国陕西咸阳国际机场，各航班的航线、航程都是固定的，在固定航线上的飞机其工作参数也往往不会出现较大变化，这些标准参数是监控系统工作的基础，系统在工作中不断通过传感器了解飞机飞行信息，并与标准参数进行对比，如果差异显著，表明飞机飞机位置、方向可能存在异常。

1.2 通信活动有效性

监控系统在进行飞机位置、方向两项常规指标监控外，还可以对通信活动进行监测，以定位系统为例，常规工作状态下，飞机的定位工作依赖DME/DVOR导航设备，其定位原理如图1所示。

图1 飞机定位原理

通信活动是否能够高效进行，是飞机工作安全能否得到保证的关键，监控系统可以在工作中持续收集通信数据，利用智能技术对数据进行辨识，如果信息可辨识率满足通信活动要求，表明通信工作正常；如果信息可辨识率下降、甚至无法读取，系统会根据默认程序进行分析，了解通信工作异常的原因并发出警报，提醒人员及时处理。

1.3 系统工作情况

现代飞机可以看做是一个复杂的技术集合体，其工作依赖通信模块、动力模块、导航模块等联合进行，如果某一个模块出现问题，且问题较小不能被人员及时察觉，可能引发飞行安全事故。DME/DVOR导航设备监控系统的存在可以解决这一问题，如通信系统导线松动，但没有完全断开连接，其直接影响是工作电压的波动，监控设备可以通过分布式传感器侦知该问题，并及时提醒人员给予处理，做到防患于未然。

2 DME/DVOR导航设备监控系统设计

2.1 软件技术集成化

DME/DVOR导航设备监控系统是传统导航技术和监控技术的集合，为保证工作的有效性，需要应用集成技术将各类软件纳入一块芯片中、并保证兼容。在进行技术集成前，要求首先考虑不同技术的工作原理，确保技术集中到一块芯片中后不会出现相互影响，这是技术集成的基本原则。目前我国集成技术发展面临一定瓶颈，技术研究水平较为落后，后续工作中，陕西省相关部门以及咸阳国际机场管理部门可以积极沟通，建立技术研发小组，启动科研项目，投入更多资金用于集成技术的研究，首先保证软件集成构想拥有可实现的空间，之后才能论及技术的实现、系统的应用[1]。

2.2 分布式监控和集中管理

监控系统的监控对象较多，为求保证监控效果，可以应用分布式监控理念，将传感器作为“神经元”广泛分布在各个需要监控的核心位置，实现实时监控。与此同时，所有传感器都可以通过线路连为一体，实现集中控制。如针对通信活动、动力系统、导航系统的检测，每一处都放置至少一个传感器，监控活动实时进行，以5s为间隔，不断将所获信息传输至管理处，管理处存在至少1个与监控目标对应的数字化显示设备，所有信息经过数字转换后，给予呈现，并实时更新。如果某一个监控对象出现异常（如发动机温度过高），系统可以利用显示设备发出警报，并注明异常发生的时间和位置、温度（发动机温度）标准差等信息，人员则根据信息及时采取措施进行处理。集中管理模式下，一名工作人员可以同步了解多个监控目标的情况，管理成本得到降低。

2.3 数据信息的同步处理

监控系统在具备实时监控能力的基础上，还具备记录、分析数据的能力，该能力通过嵌入式技术实现。在监控系统原有模块的基础上，额外增加一个数据信息处理软件，该软件随监控系统工作同步启动，全面记录监控系统收集到的一切信息，并将所有信息给予分别存储。如监控系、统监控对象为飞机位置和方向、通信活动、系统工作情况三个大模块以及三大模块下的若干小模块，数据信息处理软件也分为三个大信息库和若干小信息库，数目和类别与监控系统完全相同[2]。监控系统完成信息收集后，同步将信息传输给控制端和数据信息处理软件处，处理软件对数据进行归类处理和存储，以每个工作日为间隔，持续对所获数据进行提炼，加工成能够集中表达信息的结构化数据，生成日志。所有日志可以存储一周，在7个工作日后进入缓冲信息库，并于14个工作日后清除。出色的数据处理能力可以使监控系统发挥更大的作用，为后续民航工作提供更多的信息支持。

3 监控系统性能模拟

应用计算机模拟建设监控系统，并通过调整参数的方式进行模拟实验。观察监控系统所获信息的准确性，包括飞机飞行的方向、位置以及故障诊断、信息数据存储四个方面。其中飞机飞行的方向、位置两个指标的分析结合了咸阳国际机场的工作数据作为参考。

模拟实验进行100次，对所获数据进行收集和统计，方向通过角度差表达，即100次实验的平均角度差；位置以经纬坐标表达，取100次实验的平均坐标差；故障诊断共模拟100次，记录其正确反应率；数据存储方面，观察信息记录的完整性以及归类正确性，所获结果如表1所示。

表1 实验数据

结果上看，DME/DVOR导航设备监控系统能够准确获取飞机飞行的方向、位置，故障诊断、信息数据存储功能也十分良好，充分证明了系统的价值。

4 结束语

通过分析基于DME/DVOR导航设备的监控系统，了解了相关理论。DME/DVOR导航设备在现代民航飞机十分常见且作用突出，在DME/DVOR导航设备基础上建立监控系统，可以实现对飞机方向、位置和系统工作情况的监控，设计上要求实现软件技术集成化、分布式监控和集中管理，并保证对数据信息的同步处理能力，模拟实验证明了相关理论的可行性，也为后续民航监控工作提供了思路。

[1] 张阳.浅析SELEX DVOR/DME导航设备供电系统[J].数字通信世界，2017（05）：251-252.

[2] 方伟，王文益，卢丹，胡铁乔.机载导航设备中基于自适应对消的DME脉冲干扰抑制方法[J].南开大学学报（自然科学版），2014，47（02）：24-29.