鬼佬大哥大
  • / 10
  • 下載費用:30 金幣  

一種機場輪跡測試方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410143373.4

申請日:

2014.04.11

公開號:

CN103983978A

公開日:

2014.08.13

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01S 17/58申請日:20140411|||公開
IPC分類號: G01S17/58 主分類號: G01S17/58
申請人: 同濟大學
發明人: 趙鴻鐸; 凌建明; 袁捷; 雷電; 史恩輝
地址: 200092 上海市楊浦區四平路1239號
優先權:
專利代理機構: 上海光華專利事務所 31219 代理人: 張艷
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201410143373.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2016.11.09|||2014.09.10|||2014.08.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及工程檢測領域,特別是涉及一種機場輪跡測試方法。本發明提供一種機場輪跡測試方法,包括如下步驟:在跑道一側設置兩個以上激光輪跡測距傳感器;在跑道的另一側設置一個激光機型測距傳感器;當飛機通過跑道時,通過激光機型測距傳感器和激光輪跡測距傳感器,測量飛機前、后機輪外側與測距傳感器之間的距離;根據測距傳感器的數據判斷飛機的機型以及飛機的輪跡。本發明通過激光測距裝置測量飛機起飛降落經過激光測距儀器所在橫斷面時飛機機輪橡膠外側與激光測距儀器間的距離,從而提供了一種機場的輪跡橫向分布測試方法,為填補我國在機場輪跡橫向分布領域的研究空白創造了前提條件。

權利要求書

權利要求書
1.  一種機場輪跡測試方法,包括如下步驟:
1)在跑道一側設置兩個以上激光輪跡測距傳感器,所述各激光輪跡測距傳感器的激光光束均平行于跑道表面且垂直于跑道的中心線;
2)在跑道的另一側設置一個激光機型測距傳感器,所述激光機型測距傳感器與其中一個激光輪跡測距傳感器的連線垂直于飛機跑道的中心線;
3)當飛機通過跑道時,通過激光機型測距傳感器和激光輪跡測距傳感器,測量飛機前、后機輪外側與測距傳感器之間的距離;
4)根據激光機型測距傳感器及其相對的激光輪跡測距傳感器的數據,判斷飛機的機型,再根據各測距傳感器的數據得出飛機的輪跡。

2.  如權利要求1所述的一種機場輪跡測試方法,其特征在于,所述測距傳感器安裝于支架上,測距傳感器能夠準確的接收到回返信號。

3.  如權利要求1所述的一種機場輪跡測試方法,其特征在于,所述測距傳感器的發射頻率≥2000Hz。

4.  如權利要求1所述的一種機場輪跡測試方法,其特征在于,所述測距傳感器的測量范圍≥60m,精度達到毫米級別。

5.  如權利要求1所述的一種機場輪跡測試方法,其特征在于,所述測距傳感器距離跑道中心線60-100m。

6.  如權利要求1所述的一種機場輪跡測試方法,其特征在于,所述測距傳感器設有防水保護盒。

7.  如權利要求1所述的一種機場輪跡測試方法,其特征在于,所述測距傳感器的架設高度為0.5-1.1m,測距傳感器對準飛機機輪外側下部的橡膠部分。

8.  如權利要求7所述的一種機場輪跡測試方法,其特征在于,所述測距傳感器對準飛機機輪外側下部的橡膠部分。

9.  如權利要求1-8任一權利要求所述的機場輪跡測試方法在飛機跑道荷載計算領域的用途。

10.  如權利要求9所述的用途,其特征在于,所述飛機跑道荷載計算領域的用途具體為:使用所述機場輪跡測試方法計算出各飛機起降時的輪跡分布,再根據輪跡分布數據得出機場飛機跑道的荷載數據。

說明書

說明書一種機場輪跡測試方法
技術領域
本發明涉及工程檢測領域,特別是涉及一種機場輪跡測試方法。
背景技術
飛機在跑道、滑行道和聯絡道上滑行時,并不嚴格地按照直線行駛,而是存在一定的偏移和擺動。飛機的中心線會偏離設施的中心標線(白天)或中心導向燈(晚上),這種偏離的軌跡或范圍稱之為輪跡。
飛機輪跡的橫向分布是研究飛機對道面作用的重要內容之一,是民用機場道面設計、管理、維護的重要參數,也是評價飛機偏移安全性的重要依據。在中國,尚未進行過任何的機場道面輪跡分布調查,只是簡單地假定輪跡橫向分布為均勻分布,不符合實際情況,也沒有任何的事實依據。這在一定程度上限制了我國道面技術的發展。因此很有必要對飛機的輪跡橫向分布進行調查。
在調查飛機的輪跡橫向分布中,主要應用的是激光測距儀,通過在機場跑道某斷面兩側架設激光測距儀,從而測得飛機在經過該斷面時的橫向偏移。激光測距技術是指利用射向目標的激光脈沖或者連續波激光束測量目標距離的距離測量技術。激光測距系統一般由激光發射部件、激光接收部件和控制系統、電源等部件構成。激光測距的方法可以分為:脈沖法(激光飛行時間法)、相位法、調頻法等。激測距光技術具有穩定、氣候干擾少等特點,而且儀器可以安裝于運行跑道的兩側,實現在不干擾飛機運行情況下的輪跡分布測試。
發明內容
鑒于以上所述現有技術的缺點,本發明的目的在于提供一種機場輪跡測試方法,所述方法能夠測定飛機在跑道上運行時對中心線的橫向偏離,以便幫助發現飛機輪跡橫向分布的規律,填補這一領域的研究空白。
為實現上述目的及其他相關目的,本發明第一方面提供一種機場輪跡測試方法,包括如下步驟:
1)在跑道一側設置兩個以上激光輪跡測距傳感器,所述各激光輪跡測距傳感器的激光光束均平行于跑道表面且垂直于跑道的中心線;
2)在跑道的另一側設置一個激光機型測距傳感器,所述激光機型測距傳感器與其中一個激光輪跡測距傳感器的連線垂直于飛機跑道的中心線;
3)當飛機通過跑道時,通過激光機型測距傳感器和激光輪跡測距傳感器,測量飛機前、后機輪外側與測距傳感器之間的距離;
4)根據激光機型測距傳感器及其相對的激光輪跡測距傳感器的數據,判斷飛機的機型,再根據各測距傳感器的數據得出飛機的輪跡。
優選的,所述測距傳感器安裝于支架上,支架的架設可以固定激光測距傳感器并能夠避免地面震動、空氣波動等所帶來的誤差影響,本領域技術人員可根據實際情況,對支架進行角度微調,使測距傳感器能夠準確的接收到回返信號。
優選地,所述測距傳感器的發射頻率≥2000Hz。
優選的,所述測距傳感器的測量范圍≥60m,精度達到毫米級別。
更優選的,測距傳感器的測量精度達到0.05米。
優選的,所述測距傳感器距離跑道中心線60-100m。
優選的,所述測距傳感器設有防水保護盒。
更優選的,所述防水保護盒的前端采用高透光性鏡片。
本領域技術人員可根據經驗選擇適當的防水保護盒,例如鋁合金防水保護盒,優選的,所述鋁合金經過熱處理。
優選的,所述測距傳感器的架設高度為0.5-1.1m。
所述測距傳感器的架設高度的選擇是為了將測距傳感器對準飛機機輪外側下部的橡膠部分。
此外,本發明中各測距傳感器均可通過太陽能電池供電,并內置有單片機,所述的太陽能電池是民用機場輪跡測試系統的主要供電系統,所述的單片機具有數據預處理與存儲功能。所以本發明所提供的機場輪跡測試方法可以在全天候無人監測的情況下進行數據測試和存儲的,系統在采集過程中,沒有人進行數據的存儲傳導,系統本身具有一定的存儲功能及容積空間保證了全天候采集數據。同時,激光測距傳感器與單片機的數據有效范圍設定和數據預處理有力地減少了無效數據占用的存儲空間,以及為后期的數據處理節省了大量的精力。選用太陽能電池作為供電系統,充分考慮到了進出機場的不便性,而且具有更加節能環保、可持續的效果。
本發明第二方面提供所述機場輪跡測試方法在飛機跑道荷載計算領域的應用。
優選的,所述飛機跑道荷載計算領域的應用具體為:使用所述機場輪跡測試方法計算出各飛機起降時的輪跡分布,再根據輪跡分布數據得出機場飛機跑道的荷載數據。
更優選的,本領域技術人員可根據經驗和實際情況(如跑道長度等),選擇激光輪跡測 距傳感器的數量,并將各激光輪跡測距傳感器布置于跑道邊,使用所述機場輪跡測試方法計算出各飛機起降時跑道各處的輪跡分布,再根據跑道各處的輪跡分布數據得出整個機場飛機跑道的荷載數據。
進一步優選的,所述各激光輪跡測距傳感器之間的距離為50-70m。
如上所述,在激光測距儀器所發出的激光有足夠的頻率保證飛機經過激光測距系統所在斷面瞬間,激光測距模塊能及時準確捕捉到機輪位置的前提下,本發明通過激光測距裝置測量飛機起飛降落經過激光測距儀器所在橫斷面時飛機機輪橡膠外側與激光測距儀器間的距離,從而提供了一種機場的輪跡橫向分布測試方法,為填補我國在機場輪跡橫向分布領域的研究空白創造了前提條件。
附圖說明
圖1顯示為本發明民用機場輪跡測試系統結構示意圖。
圖2顯示為本發明激光測距傳感器平面布局圖。
圖3顯示為本發明激光測距傳感器布設左視圖。
圖4顯示為本發明激光測距傳感器布設剖面圖。
圖5顯示為本發明儀器架設基本示意圖。
圖6顯示為本發明儀器架設及傳感器大小三視圖(從左至右分別為主視圖、側視圖和俯視圖)。
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用,本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用,在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
請參閱圖1-6。需要說明的是,本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想,遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制,其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變,且其組件布局型態也可能更為復雜。
本發明至少包括3臺激光測距傳感器,激光測距傳感器可通過太陽能電池供電,并內置有單片機。激光測距傳感器實際上集成了激光測距模塊、控制功能、信號處理和數據存儲系統,并且置于一個高等級防水保護盒內,用一個支架架設。所述的太陽能電池是民用機場輪跡 測試系統的主要供電系統,所述的單片機具有數據預處理與存儲功能。數據存儲通過將來自激光測距模塊的4-20mA模擬信號轉化為2進制的可存儲數據來實現。場區內元件設備間通過RS232或電纜等有線方式傳輸數據或電信號。場區內外無線數據傳輸是通過GPRS DTU數據傳輸單元實現的。針對儀器架設安裝的位置,現場實測數據前,設定出目標距離的有效數據范圍。太陽能電源能夠連續3-5天陰天仍然可以正常工作,電池存儲容量至少為32AH,太陽能電池板的面積大小約為800mm*1200mm。
如圖1所示一種民用機場輪跡測試方法,機場內部安裝部分包括3個激光測距傳感器、單片機及相應的太陽能供電系統。由激光測距傳感器測得飛機在跑道運行中距測點距離,數據傳輸到單片機并經過預處理,通過GPRS的方式將數據輸送到數據管理服務器,測試人員即可從數據分析界面取得相應的實測數據。
如圖2至圖4所示,激光測距傳感器在機場內的具體布設方式,三臺激光測距傳感器Laser1、Laser2和Laser3的架設位置分別為:激光器Laser1和Laser2架設在跑道一邊距離跑道中心線80m處,激光器Laser3架設在跑道另一邊距離跑道中心線80m的位置,其中激光器Laser1和Laser2即為激光輪跡測距傳感器,Laser3即為激光機型測距傳感器。激光測距傳感器用來測量飛機輪胎下部外側到達激光測距傳感器的距離,在沒有飛機經過時,激光測距傳感器的激光束要打在跑道路拱的頂部,這樣返回的是路拱頂部到激光測距傳感器的距離定值。考慮到機場跑道兩側土面區的雜草高度以及飛機發動機的高度,儀器的架設高度約為0.5m-1m,具體情況視路拱高度而定。
如圖5和圖6所示,激光測距傳感器的架設方式,為了保證不對機場安全運行造成干擾和影響,對儀器的尺寸進行了嚴格的控制(尺寸大小在0.4*0.3*0.2m以內),并且支架的設計完全按照跑道邊燈的底座易折結構進行設計,高度在0.5到1米,支架設計成可升降的結構,根據現場環境(地形,草高)可以調節。根據儀器固定安裝的需要,在土面區安裝儀器的斷面位置,為了保證儀器能穩定的進行數據采集,需要現場澆筑一塊面積為1.0m*1.0m的水泥混凝土板,深度為50cm,用以固定儀器支架。場外澆筑的板可以隨時移動,一旦測試完成,可將其移走。先把周圍的的土和草處理干凈,然后開挖出一個1.0m*1.0m*0.5m的小坑,然后把配合好的水泥混凝土進行澆筑,根據支撐腳架的大小,預留一定的數量的小孔,方便下一步的搭接。傳感器支架用跑道邊燈底座及易折的腳架支撐,把腳架固定安裝在水泥混凝土板預留的小孔上。并且根據需要可以進一步在腳架周圍澆筑少許的水泥,以達到穩固腳架的作用。
實施例1
民用機場輪跡測試系統:
在虹橋機場西跑道南端進行輪跡測試系統測試。測試系統由三臺激光測距傳感器ULS組成。本次測試中我們選用其中2臺ULS,放置在機場一邊進行測量。考慮到機場跑道兩側土面區的雜草高度以及飛機發動機的高度,儀器的架設高度約為0.8m。對起飛飛機,輪跡橫向分布測試擬在(虹橋機場西跑道)離主方向跑道(由南向北)端部距離南端200米到300米處進行,該斷面基本為飛機調整姿態后開始滑跑的位置,飛機行進的線路較為平穩;對降落飛機,根據國際民航組織的規定,長度超過2400米的跑道在距離跑道入口400m處開始設置瞄準點標志。通過查看機場的衛星照片發現,飛機與跑道的接地位置在300米~700米的范圍比較密集,因此可以選取距離跑道400m處作為針對降落飛機的信息采集斷面。
綜上,本次試驗選擇在虹橋機場西跑道布設儀器,測試起飛飛機輪跡分布情況,根據機場天氣的變化,西跑道以由南往北的方向為飛機起飛的主要方向,故選擇在距離南端200到300米左右設置儀器進行測量。經過協商,最終將laser1和laser3的斷面位置確定為距離西跑道南端241米處(“交叉點起飛標記牌”旁邊,該標記牌朝向滑行道,高度為1.1米),,laser2的斷面位置為距離西跑道南端301米處,三個傳感器距離跑道中心線均為60米左右,laser2距離laser1約60m。根據機場安全管理規定,機場跑道兩側距離跑道中心線75米范圍內不能有高出地面的物體,但是本儀器設備為了實現準確收集數據的目的,擬將儀器安裝在跑道一側標記牌旁邊,
為了保證不對機場安全運行造成干擾和影響,對儀器的尺寸進行了嚴格的控制(尺寸大小在0.4*0.3*0.2m以內),并且支架的設計完全按照跑道邊燈的底座易折結構進行設計,高度在0.5到1米,支架設計成可升降的結構,根據現場環境(地形,草高)可以調節。根據儀器固定安裝的需要,在土面區安裝儀器的斷面位置,為了保證儀器能穩定的進行數據采集,現場澆筑一塊面積為1.0m*1.0m的水泥混凝土板,深度為50cm,用以固定儀器支架。場外澆筑的板可以隨時移動,一旦測試完成,可將其移走。先把周圍的的土和草清理干凈,然后開挖出一個1.0m*1.0m*0.5m的小坑,然后把配合好的水泥混凝土進行澆筑,根據支撐腳架的大小,預留一定的數量的小孔,方便下一步的搭接。傳感器支架用跑道邊燈底座及易折的腳架支撐,把腳架固定安裝在水泥混凝土板預留的小孔上。并且根據需要可以進一步在腳架周圍澆筑少許的水泥,以達到穩固腳架的作用。傳感器(尺寸大小為0.35m*0.25m*0.15m)通過腳架固定在水泥混凝土板區域內,高出地面約0.5至1.0m,可以上下做升降調整。
為了盡量控制設備的尺寸,本儀器采用鋰電池,鋰電池的容量滿足儀器一個星期的用電 量,每周進場一次更換電池,鋰電池的尺寸大小為:185mm*185mm*122mm。因為鋰電池的尺寸不大,可以直接放置在支架底座處,使的整個儀器綁成一個整體。盡量使得整個設備大小和高度控制在合適的范圍,不對機場的安全運行造成影響。
儀器設備配備相應的保護外殼,可以防止意外損壞;為了保證儀器在測試數據期間不受到割草機或者機場其他施工作業的損壞,架設儀器后應在儀器架設區域附近半徑至少2m的范圍設置明顯的警示標致。每周定期進場進行儀器的安全檢查,包括檢查警示標志是否受到破壞,如警示標致有損壞應及時進行處理。
由于機場航班每天達到600到700架次的量,數據采集在1周時間收集到了足夠的樣本數據,詳細數據如表1所示。
表1

根據laser1和laser3的數據即可得出飛機的機型,從而得知飛機機身、機輪的各數據,再根據三個傳感器的前后輪測距結果,即可得出飛機前后輪的輪跡分布。再根據表1中各飛機起降時的輪跡分布數據,即可計算出機場飛機跑道的總體荷載數據。
綜上所述,本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效,而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下,對上述實施例進行修飾或改變。因此,舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應由本發明的權利要求所涵蓋。

關 鍵 詞:
一種 機場 測試 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種機場輪跡測試方法.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6140886.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大