基于TriLSTM-SVDD的ADS-B欺骗数据检测方法

广播式自动相关监视(ADS-B)协议公开、无认证措施等特点,使其易受消息修改攻击。首先,分析了攻击者攻击意图与攻击路径选择的关联性;然后,为了应对通过1090ES链路、机载网络等实施的消息修改攻击,提出了经特征处理的TriLSTM-SVDD模型进行欺骗数据检测。仿真结果表明,TriLSTM模型预测误差显著小于LSTM模型,TriLSTM-SVDD模型则以98.9%的准确率识别出0.01°的纬度值偏差、0.02°的经度值偏差和50 m的高度值偏差。     

基于粒子群优化多核支持向量数据描述的广播式自动相关监视异常数据检测模型

广播式自动相关监视(ADS-B)作为新一代空中交通管理(ATM)通信协议,是未来空管监视系统的关键技术。目前,由于ADS-B采用明文格式广播发送数据,其安全性问题受到挑战。针对ADS-B易受到的欺骗干扰,该文将ADS-B位置数据和同步的二次雷达(SSR)数据作差,将两者的差值作为样本数据。利用多核支持向量数据描述(MKSVDD)训练样本,得到了超球体分类器,此超球体分类器能检测出ADS-B测试样本中的异常数据。并且,通过粒子群算法(PSO)优化了GaussLapl和GaussTanh两种MKSVDD的惩罚因子、多核核函数系数以及核参数,提高了异常数据检测性能。实验结果表明,对于随机位置偏移、固定位置偏移、拒绝服务(DOS)攻击和重放攻击,粒子群优化多核支持向量数据描述(PSO-MKSVDD)模型能检测出这4种攻击类型的异常数据。且相较于其他机器学习和深度学习方法,该模型的适应性更好,异常检测的召回率和检测率更优。证明该模型可用于ADS-B异常数据的检测。     

ADS-B空中位置数据异常检测与统计分析

广播式自动相关监视(ADS-B)是下一代空管系统的重要组成部分,由于该技术采用单向广播的方式,其数据本身的可信性与可靠性缺乏有效验证手段.对ADS-B不同TYPE值的数据进行统计,通过计算空中位置数据形成的航迹曲率,并构建时间窗约束下的置信数据集合,对ADS-B空中位置数据进行异常检测和分类,分析异常数据与TYPE值的...     

基于逆向定位技术的ADS-B电文真实性检测方法

针对广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B）技术易受电子欺骗的问题,探索单个ADS-B地面站独立实现ADS-B电文真伪识别的方法。基于位置验证的思想,利用ADS-B电文的接收时刻及电文中的航空器位置信息,对ADS-B地面站进行逆向定位。通过检测定位误差的大小实现对电文真实性的检测。仿真结果表明,虚拟报文将无法构建正确的航空器报告点与ADS-B地面站时空关系,从而可以利用逆向定位误差的大小检测出电文的真伪。检测逆向定位ADS-B地面站的误差大小可以实现对ADS-B电文真实性的判别。      

基于ADS-B数据的跑道容量评估方法研究

基于历史数据构建容量包络曲线评估方法依赖样本数据和先验信息的准确性,导致评估结果鲁棒性较差,针对该评估方法的不足,提出基于广播式自动相关监视ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)数据的跑道容量评估新方法。通过分析挖掘解码处理后的ADS-B数据信息,统计得到跑道小时抵港离港架次,应用K-S(Kolmogorov-Smirnov)检验对由ADS-B解析数据统计得到的样本数据进行假设检验,Box-Cox变换转换非正态数据,区间估计评估正态数据。以天津滨海国际机场为例,计算了抵港跑道容量、离港跑道容量以及双跑道容量,并将所提出的评估方法与基于包络曲线评估容量进行比较分析。发现基于包络曲线评估容量所得结果比参考容量值大5%至7.5%,而基于ADS-B数据的跑道容量评估新方法所得结果能准确涵盖参考容量值,评估结果更加准确可靠。结果表明:所提出的容量评估新方法可有效降低样本数据的差异对评估结果的影响,鲁棒性更好。通过与参考容量作比较,证实了基于ADS-B数据的跑道容量评估新方法可为空管人员进一步优化跑道容量提供参考依据。      

广播式自动相关监视(ADS-B)信息在空管系统中的应用研究

广播式自动相关监视(ADS-B)具有良好的监视手段,能更准确、连续、及时地掌握飞行器的飞行动态,监视范围覆盖了从"登机门到登机门",对在低海拔、非陆地区域等无法布设传统航管雷达的区域能达到补盲作用,帮助管制人员有效地实施空中交通指挥。我国航空事业起步较晚,技术力量薄弱,论文主要对广播式自动相关监视(ADS-B)的组成、工作原理、特性做阐述,介绍利用ADS-B传感器的布设网络,进行ADS-B监视信息的处理并与原有的传统航管雷达进行融合相关,提供ADS-B监视服务。     

基于ADS-B的新型跟踪监视算法

考虑到ADS-B监视系统数据存在各种误差以及低空航空器飞行特点, 提出一种基于ADS-B数据的跟踪监视新方法。采用可设置判断门限实现飞行多模态间切换, 在平稳航段发挥卡尔曼算法的优势, 在机动航段保持RMIMM平滑稳定性能。该算法综合性能超越传统基于卡尔曼滤波的监视算法, 有效克服卡尔曼滤波对高频部分反应迟钝的不足, 又保留低频部分的良好跟踪特性。建立在多模态切换的基础上, 实现不同模式的快速预测, 为航迹预测提供基础。     

一种基于ADS-B的雷达性能测试方法

介绍了广播式自动相关监视(ADS-B)技术的基本原理和坐标转换方法,并提出了基于ADS-B数据测量雷达精度的方法。文中通过某雷达实测数据验证了该方法的可行性。试验结果表明,该方法可以满足雷达精度测试的需要,操作简单,易于评估。     

基于改进滤波算法的ADS-B航空目标监视雷达信道优化

广播式自动相关监视(ADS-B)技术作为一种被广泛应用的航空监视技术,本身极其容易受到同频与外部噪声环境的影响.文中将从ADS-B中的监视算法入手,对其雷达信道进行优化改进.在研究过程中,主要通过正向和反向插值滤波算法对卡尔曼滤波算法进行改进,以达到提高雷达精度的目的.然后通过实验的方式对这种改进措施进行验证.验证结果...     

协同云计算下的差异区域数据挖掘平台设计与实现

针对在协同云计算下差异区域数据挖掘偏差较大,准确度不高的问题,提出基于非线性时间序列分析且分层调度控制的差异区域数据挖掘方法。首先构建协同云计算下差异区域数据的信息传输模型,进行数据信息流的时间序列采样分析;然后采用非线性时间序列分析方法重构特征空间,在重构的特征相空间进行自适应分层调度控制,提取关联规则特征,有效挖掘数据;最后进行仿真测试,结果表明该方法的数据挖掘精度较高,抗扰性能较强。     

基于ADS-B的高精度站间同步方法

自动相关监视(ADS-B)可用于多站定位系统中实现时间同步,但直接同步的精度不足以满足工程应用的需要.为了提高同步精度,首先推导了利用ADS-B实现站间同步的机理模型,在实测数据的基础上仿真了直接同步方法的精度水平;其次分析了ADS-B位置误差的类型和来源,得到了不同误差类型的分布特征;最后根据不同误差类型的特点,提出了一种降低ADS-B误差影响的高精度多站同步的方法.该方法可有效降低ADS-B系统延时误差和定位误差对同步精度的影响,以实测数据为基础的仿真结果表明该方法可实现纳秒级的站间同步精度,具有良好的工程应用价值.     

基于ADS-B数据的雷达精度测量方法

分析了采用全球定位系统数据测量雷达精度的适用范围,介绍了广播式自动相关监视系统(ADS-B)的工作原理、数据格式、系统测量精度,并提出了一种基于ADS-B数据测量雷达精度的方法。文中验证了该方法在雷达精度考核中的可行性,试验结果表明,该方法可以满足精度较高的相控阵雷达精度测量和考核,且操作简单,易于评估。     

基于改进单天线投影算法的广播式自动相关监视信号分离

广播式自动相关监视(ADS-B)作为一种新的监视技术正受到国际民用航空组织(ICAO)的大力推广。然而,由于ADS-B信号传输具有随机性,多条信号交织问题不可避免。该文提出一种改进的单天线投影算法(PASA)。利用单通道分离交织信号,首先对单通道接收到的数据提出一种新的矩阵重构方式,从而降低两条信号之间的相对时延和频偏要求;然后利用投影算法分离交织信号。仿真实验结果验证了该算法的有效性。     

一种结合多重插补的ADS-B数据筛选算法

为了提高广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)报文质量,解决由于地面站多重覆盖、硬件设施配置、运行状态等原因引起的报文在数据重复性、数据完整性和实时性上存在的问题,采用多条件直接起始法建立航迹,采用多项约束条件筛选进入优选的报文,并基于专家评级法对报文中表征数据项完整性的权重参数进行估计,结合报文的位置精度和完好性参数综合计算得出ADS-B数据质量指标并将其作为挑选依据。对于ADS-B报文质量极度不理想的特殊情况,使用多重插补(Multiple Imputation,MI)算法对其进行补全处理,综合以上步骤挑选出高质量和高可靠性的ADS-B更新点迹。仿真计算证明该方法可有效剔除重复覆盖造成的重复报文和网络延迟造成的历史数据,防止航迹点回跳,提高数据质量和监视效率。目前,该方法已实际应用于地面站和传输链路条件均不理想的场合,大量实践结果表明该方法可用于保证输出高实时性的、周期性的、稳定平滑的、可靠的ADS-B数据。     

基于北斗RDSS的监视数据传输技术研究

为了实现通用航空器的监视数据在空-地之间的有效传输,完成地面监管人员对低空空域航空器的运行监控,文中综合利用ADS-B技术、数据压缩算法及北斗短报文技术,首先对在1090ES数据链上传输的ADS-B消息进行压缩,然后将较大压缩包分包处理以及添加包头控制符,最后基于北斗短报文传输协议格式封装监视数据压缩包后将其调制发出,并且在接收报文端添加接收成功/丢包反馈响应,在发送端添加丢失补发操作,进一步提高北斗短报文数据传输可靠性,尤其在ADS-B地面站接收覆盖不到的区域,对通用航空器的运行监视数据传输提供一个可靠的方案。     

ADS-B Data Authentication Based on ECC and X.509 Certificate

An automatic dependent surveillancebroadcast(ADS-B) system has serious security problems,and the data can be spoofed during broadcasting precise position information of aircraft.A solution of the ADS-B system data authentication based on the elliptic curve cipher(ECC) and X.509 certificate is proposed.It can avoid the key distribution problem by using the symmetric key algorithm and prevent the ADS-B data from being spoofed thoroughly.Experimental test results show that the solution is valid and appropriate in ADS-B universal access transceiver(UAT) mode.     

基于累加分类的ADS-B交织信号处理方法

广播式自动相关监视作为国际民航组织主推的监视技术,越来越多的飞行器配备了ADS-B收发设备,此外,介于ADS-B信号的广播体制以及空域流量的不断增加,不同的ADS-B信号之间将会发生交织,这种情况同样也会发生在直达信号与多径信号之间;以上两种情况均会给ADS-B信号的解码带来严重影响,相应地会造成信息的错误读取或丢失。本文提出了一种单天线下基于累加判决的解交织算法:首先通过单天线下的有效脉冲位置检测以及基于希尔伯特变换的交织检测分别获得信号的起始位置以及信号交织位置,进而得到两条信号之间的相对时延,从而对数据进行累加并利用K-means方法进行分类,最终得到比特位判决结果以实现交织信号分离。      

基于EMD的单天线ADS-B交织信号自检测与分离算法

近年来,广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B）凭借其优良的监视性能受到了广泛的关注,国际民航组织将其作为主推的新一代空管监视技术。本文针对于ADS-B信号存在的交织问题,提出了一种单天线解交织的方法:通过经验模态分解将单天线接收到的ADS-B交织信号进行自适应分解,结合信号特点估计出信源个数。在此基础上,针对于分解中出现的模态混叠现象采用相空间重构法进行消除,计算重构中分解出的分量与交织信号的相似系数从而组成新的多维信号,最后采用独立分量分析对构成的多维信号进行解交织。本文将经验模态分解应用于单通道ADS-B信号解交织中,实现了交织信号信源个数的自检测,且该方法对交织信号相对时延不敏感。仿真和实采数据结果均表明,该算法可以有效地解决ADS-B交织信号信源个数估计和分离问题。