机场场面监视雷达数据的传输方法、系统及服务端
技术领域
本发明涉及机场场面特种车辆运行领域，尤其涉及一种基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法、系统及服务端。
背景技术
机场场面特种车辆是航空运输链条中极为重要的环节，航空器的正常运行需要引导车、牵引车、摆渡车、行李传送车、食品车、加油车等各类地面服务车辆的保障。
为保证机场场面特种车辆运行的可靠性，目前已有基于ADS-B IN技术的特种车辆关于机场场面交通态势感知增强技术的应用，但该类应用仅依靠航空器下发的ADS-B数据作为单一数据源，在没有其他数据源辅助的情况下存在以下三类问题：
1)因机组操作不当导致无法获得航空器航班号信息；
2)因航空器未按照要求开启ADS-B OUT系统导致无法获得该航空器交通态势信息；
3)因场面信号遮蔽导致的部分航空器ADS-B数据不可用；
以上三类问题困扰着机场场面特种车辆ADS-B IN交通态势增强系统的可靠运行，当ADS-B数据不完整或不可用时需要以算法融合其他数据源的方式对交通态势信息进行补偿。
机场场面监视雷达的数据的补充是申请人目前研究的方向，但基于航空器ADS-B与机场场面监视雷达的数据融合技术存在的难点是：机场场面监视雷达的数据在传输至机场场面特种车辆的车载端进行处理前，需采用何种预处理，才能使其更加适合4G专网的传输，对航空器ADS-B融合的数据形成更加有效的补偿。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法、系统及服务端，至少部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面，本发明提供了一种基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法，用于机场场面监视雷达数据传输，并且，传输的数据与机场场面特种车辆车载端的航空器的ADS-B数据融合，所述传输方法包括：
获得步骤，获得机场场面监视雷达数据，所述数据包括航班号及每一航班对应的经纬度位置信息；
过滤步骤，按照经纬度数据和数据内容对所述机场场面监视雷达数据进行过滤，将机场给定区域范围且内容可用的数据保留；
合并步骤，将保留的数据包进行合并；
筛选步骤，基于时间对合并的数据包进行筛选。
进一步地，上述传输方法中，所述过滤步骤包括：预先指定一个多边形各个点的经纬度，使得该多边形将机场及其指定的周围环境覆盖；根据机场场面监视雷达数据的所包含的经纬度信息，判断对应的航空器是否位于所述多边形中，若否，则丢弃该航空器的场面监视雷达数据。
进一步地，上述传输方法中，所述合并步骤包括：将多个UDP包合并为1个UDP包。
进一步地，上述传输方法中，所述合并步骤还包括：使用空白数据填充所述合并后的UDP包。
进一步地，上述传输方法中，所述筛选步骤为：指定4n-1至4n秒出现的数据包合并后进行发送；其中，n为自然数。
第二方面，本发明公开了一种基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输系统，用于机场场面监视雷达数据传输，并且，传输的数据与机场场面特种车辆车载端的航空器的ADS-B数据融合，所述传输系统包括：获得模块、过滤模块、合并模块、合并模块和筛选模块。其中，获得模块用于获得机场场面监视雷达数据，所述数据包括航班号及每一航班对应的经纬度位置信息；过滤模块用于按照经纬度数据和数据内容对所述机场场面监视雷达数据进行过滤，将机场给定区域范围且内容可用的数据保留；合并模块用于将保留的数据包进行合并；筛选模块用于基于时间对合并的数据包进行筛选。
进一步地，上述传输系统中，所述过滤模块包括：多边形指定单元和过滤单元。多边形指定单元用于预先指定一个多边形各个点的经纬度，使得该多边形将机场及其指定的周围环境覆盖；过滤单元用于根据机场场面监视雷达数据的所包含的经纬度信息，判断对应的航空器是否位于所述多边形中，若否，则丢弃该航空器的场面监视雷达数据；所述合并模块还用于将多个UDP包合并为1个UDP包。
进一步地，上述传输系统中，所述合并模块还用于使用空白数据填充所述合并后的UDP包。
进一步地，上述传输系统中，所述筛选模块用于指定4n-1至4n秒出现的数据包合并后进行发送；其中，n为自然数。
第三方面，本发明还提供了一种服务端，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述任一基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法。
本发明基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法，通过获得机场场面监视雷达数据，并对获得的数据进行过滤、合并和筛选的操作，克服了机场场面监视雷达覆盖空域广阔、数据量大，以及单个数据短小的缺陷，使得处理后的数据更加适用于4G专网的传输，丢包率低，并且也可以避免由于场面监视雷达数据引入4G网络占用过高的带宽所导致的对机场用户的干扰。
当处理后的机场场面监视雷达数据与机场场面特种车辆的航空器ADS-B数据融合，以ADS-B数据作为基底，利用所述监视数据对所述机场场面监视雷达数据进行数据补充、数据修正与数据增强，克服单纯依赖航空器ADS-B数据保障机场场面特种车辆运行所产生的缺陷，从而使特种车辆更加可靠地运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法中，过滤步骤的步骤流程图；
图3为本发明实施例基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法中，基于时间筛选工作原理示意图；
图4为本发明实施例基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输系统的结构框图；
图5为本发明实施例基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输系统中，过滤模块的结构框图；
图6为本发明一个实施例服务端与机场场面特种车辆进行数据传输工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
民航ADS-B实施规划致力于实现运输航空ADS-B OUT全面运行。但实际运行过程中依然存在少量航班未按照要求运行ADS-B OUT系统。为此须要合理采用一种方法及系统将航空器ADS-B数据与准确带有航空器航班号和机型信息的机场场面监视雷达数据进行融合。但机场场面监视雷达数据发送至特种车辆车载端时存在问题。
在说明上述具体问题前，需要铺垫说明的是，某些机场设置有机场移动4G专网，其融入全国移动4G网络并用类似VPN的技术实现机场局域网与外网隔离的4G网络环境。也就是说，机场4G专网用户可以在全国范围内通信，并不与外网产生数据交联。
申请人发现，通过对机场移动4G专网的性能测试，机场移动4G专网在高速率传输UDP协议数据包时存在小体积包丢包率高(约45％的丢包率)，大体积包传输正常(0％丢包率)的情况。由于机场的原始场面监视雷达数据符合高速率、小体积UDP数据包的特性，在实际传输时需要对其做特殊的处理。
同时，申请人也发现，由于机场内其他用户也均在使用机场移动4G专网，场面监视雷达数据的引入使得这些数据占用过高带宽，对其他用户产生干扰。
参照图1，图1为本发明实施例基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法的步骤流程图，用于机场场面监视雷达数据传输，并且，传输的数据与机场场面特种车辆车载端的航空器的ADS-B数据融合，包括如下步骤：
获得步骤S110，获得机场场面监视雷达数据，所述数据包括航班号及每一航班对应的经纬度位置信息；
过滤步骤S120，按照经纬度数据和数据内容对所述机场场面监视雷达数据进行过滤，将机场给定区域范围且内容可用的数据保留；
合并步骤S130，将保留的数据包进行合并；
筛选步骤S140，基于时间对合并的数据包进行筛选。
获得步骤S110、过滤步骤120、合并步骤130，以及，筛选步骤140为能够接受机场场面监视雷达数据的服务端执行。
进一步地，参照图2，过滤步骤S120可以通过如下步骤实现：
步骤S1201、预先自定义一个多边形各个点的经纬度，使得该多边形将机场及其周围环境覆盖；
步骤S1202、判断航空器是否在多边形里，若否，则针对该航空器的场面监视雷达数据将会被丢弃。
进一步地，合并步骤S130可以通过如下步骤实现：将多个UDP包合并为1个UDP包。并且，在一个更加优选的实施例中，合并步骤还包括使用空白数据填充所述合并后的UDP包。也就是说，由于在某些机场4G专网当中UDP传输存在小体积包丢包严重的问题，可以采用多UDP包合并为1个UDP包的方式适配4G专网。若数据量实在太少，也会使用空白数据填充该合并后的大体积UDP包。
由于场面监视雷达数据发送频率为每秒一次，而车载应用对场面监视雷达数据频率要求可以适当降低，可以采用基于时间的数据筛选的办法降低发送频次。在一个实施例中，筛选步骤可以为：指定4n-1至4n秒出现的数据包合并后进行发送；其中，n为自然数。即，仅将第3秒到第4秒出现的数据合包后通过4G专网发送至车载端，然后将第7秒和第8秒出现的数据合包后通过4G专网发送至车载端，并以此往复。参照图3所示。
本实施例基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法，通过获得机场场面监视雷达数据，并对获得的数据进行过滤、合并和筛选的操作，克服了机场场面监视雷达覆盖空域广阔、数据量大，以及单个数据短小的缺陷，使得处理后的数据更加适用于4G专网的传输，丢包率低，并且也可以避免由于场面监视雷达数据引入4G网络占用过高的带宽所导致的对机场用户的干扰。
第二方面，本发明还公开了一种基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输系统的实施例，用于机场场面监视雷达数据传输，并且，传输的数据与机场场面特种车辆车载端的航空器的ADS-B数据融合，参照图4，为传输系统的实施例的结构框图，包括：
获得模块40，用于获得机场场面监视雷达数据，所述数据包括航班号及每一航班对应的经纬度位置信息；
过滤模块41，用于按照经纬度数据和数据内容对所述机场场面监视雷达数据进行过滤，将机场给定区域范围且内容可用的数据保留；
合并模块42，用于将保留的数据包进行合并；
筛选模块，用于基于时间对合并的数据包进行筛选。
获得模块40、过滤模块41、合并模块42，以及，筛选模块43为能够接受机场场面监视雷达数据的服务端执行。
进一步地，参照图5，在一个实施例中，过滤模块可以包括：多边形指定单元411和过滤单元412。多边形指定单元411，用于预先自定义一个多边形各个点的经纬度，使得该多边形将机场及其周围环境覆盖；过滤单元412，用于判断航空器是否在多边形里，若否，则针对该航空器的场面监视雷达数据将会被丢弃。
合并模块42进一步用于：将多个UDP包合并为1个UDP包。并且，在一个更加优选的实施例中，合并步骤还包括使用空白数据填充所述合并后的UDP包。也就是说，由于在某些机场4G专网当中UDP传输存在小体积包丢包严重的问题，可以采用多UDP包合并为1个UDP包的方式适配4G专网。若数据量实在太少，也会使用空白数据填充该合并后的大体积UDP包。
由于场面监视雷达数据发送频率为每秒一次，而车载应用对场面监视雷达数据频率要求可以适当降低，可以采用基于时间的数据筛选的办法降低发送频次。在一个实施例中，筛选步骤可以为：指定4n-1至4n秒出现的数据包合并后进行发送；其中，n为自然数。即，仅将第3秒到第4秒出现的数据合包后通过4G专网发送至车载端，然后将第7秒和第8秒出现的数据合包后通过4G专网发送至车载端，并以此往复。参照图3所示。
本实施例基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输系统，通过获得机场场面监视雷达数据，并对获得的数据进行过滤、合并和筛选的操作，克服了机场场面监视雷达覆盖空域广阔、数据量大，以及单个数据短小的缺陷，使得处理后的数据更加适用于4G专网的传输，丢包率低，并且也可以避免由于场面监视雷达数据引入4G网络占用过高的带宽所导致的对机场用户的干扰。
当处理后的机场场面监视雷达数据与机场场面特种车辆的航空器ADS-B数据融合，以ADS-B数据作为基底，利用所述监视数据对所述机场场面监视雷达数据进行数据补充、数据修正与数据增强，克服单纯依赖航空器ADS-B数据保障机场场面特种车辆运行所产生的缺陷，从而使特种车辆更加可靠地运行。
本实施例基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输系统，通过获得机场场面监视雷达数据，并对获得的数据进行过滤、合并和筛选的操作，克服了机场场面监视雷达覆盖空域广阔、数据量大，以及单个数据短小的缺陷，使得处理后的数据更加适用于4G专网的传输，丢包率低，并且也可以避免由于场面监视雷达数据引入4G网络占用过高的带宽所导致的对机场用户的干扰。
第三方面，本发明还提供了一种服务端的实施例，参照图6，图6为服务端与机场场面特种车辆进行数据传输工作原理示意图。其中的服务端1包括多个机场场面监视雷达10，至少一个处理器20；以及，与至少一个处理器20通信连接的存储器30。其中，存储器30存储有可被至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器20执行，以使所述至少一个处理器20能够执行前述的基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法。
处理器20将处理好的机场场面监视雷达数据传输至机场场面特种车辆的车载端2。当处理后的机场场面监视雷达数据与机场场面特种车辆的航空器ADS-B数据融合，以ADS-B数据作为基底，利用所述监视数据对所述机场场面监视雷达数据进行数据补充、数据修正与数据增强，克服单纯依赖航空器ADS-B数据保障机场场面特种车辆运行所产生的缺陷，从而使特种车辆更加可靠地运行。
由于基于4G专网的机场场面监视雷达数据的传输方法的实施例在上面已经做了说明，故本申请在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
