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近年来,随着我国低空空域的逐步开放,飞机的种类和数量逐年增多,监管部门的管控和调度压力越来越大。传统的监管手段和方式已无法满足飞机高效全面的监控要求。在此形势下,机载监控系统成为了解决上述问题的最佳方案,该系统能够全面、实时、准确地对飞机进行监控,最终达到安全飞行的目的。本文依托于实际项目,采用北斗导航、4G通信、ADS-B广播通信等技术,开发了基于北斗的机载监控设备即北斗终端设备,设计了硬件控制板、嵌入式软件和ADS-B监管软件,实现对飞机的远程实时监控。本文的主要工作如下:(1)设备采用北斗/GPS双模定位,实时采集飞机的位置信息,实现高精度定位;利用北斗短报文、ADS-B通信和4G网络通信实时向中心平台发送位置数据包,解决了传统方式中的包更新率低、实时性差等问题,实现对飞机的定位跟踪。(2)设备采用蓝牙方式与飞行电子夹板连接,根据制定的数据通信协议,飞行电子夹板可以实时接收定位数据并在百度地图中显示飞行位置,为飞行员确定飞机的位置提供帮助;为了更灵活的配置设备和降低设备维护难度,加入了查询和设置设备工况参数功能,包括设置北斗短报文发送频度和查询信号强度等;为了有效的降低监管人员的协调控制难度,采用北斗短报文和短信方式实现了飞行员与中心平台的双向交互。(3)设备采用大容量的存储芯片,设计了信息存储算法,实现飞行数据的高频度存储,方便后续对飞行轨迹的分析处理;设计了信息存储管理机制,方便导出某一飞行架次的历史数据,提高了飞行数据管理效率。(4)为了接收和处理ADS-B广播数据,设计了ADS-B监管软件,根据功能划分为3个模块,通信模块制定明文数据协议,基于UDP通信实现了数据的采集、解析与处理;定位跟踪模块采用百度地图JavaScript API,实现了飞机的定位跟踪;轨迹回放模块可以访问、解析、显示历史飞行数据,采用三阶贝塞尔曲线平滑飞行轨迹,实现了历史数据回放。最后对北斗终端设备和ADS-B监管软件进行了模块功能测试和实际飞行测试。测试结果表明,北斗终端设备定位精度高、运行稳定、通信可靠、扩展性良好,不仅能提高监管部门的调度效率,而且为北斗导航技术与其他技术的融合提供了设计思路和经验,ADS-B监管软件操作便捷,能够实现对飞机的可视化管理,在数据采集、处理、显示等方面均满足设计要求,为监管部门有效监控飞机提供了巨大帮助。