基于ADS-B的通用航空飞行冲突解脱算法

为了解决通航实际飞行中出现冲突情况复杂的问题,提出基于广播式自动相关监视（ADS-B）技术监视状态下的飞行冲突解脱算法。首先,将两机的冲突场景分成交叉、相向和追及冲突三种,利用相对运动调整航向和调节速度法,针对不同冲突场景给出相应可行的解脱模型。然后,基于空中交通管制防撞相关规定,建立不同解脱策略的选择标准,提升了算法的实际可行性。对不同解脱策略的解脱情况进行仿真和比较,表明该算法能够为具体的飞行冲突场景提供可行的解决方案。      

基于SSR和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统设计

由于设备性能的限制,民航飞机目前使用的机载防撞系统TCASⅡ不能适用于编队飞 行防撞。为了解决飞机编队飞行防撞以及与民航飞机TCASⅡ兼容的问题,给出了一种基 于二次雷达(SSR)和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统的设计方案。该方案采用了TCAS主动 监视和被动监 视相结合的方法,利用唯一的24位S模式地址来识别和归类目标飞机,将TCAS的监视数据和A DS-B的监视数据进行数据融合来完成对目标飞机的监视和跟踪。通过将大型编队划分为多个 编队单元的方法,由长机负责保持各个编队单元之间的安全间距。采用收发器将长机产生的 位置保持和碰撞避免的操纵指令通过高频数据链路传送给各个编队单元,各个编队成员按照 操纵指令调整自己飞机的位置,完成对整个编队的位置保持和碰撞避免的集中控制和分散执 行。该方案可以为机载编队防撞系统的设计和实现提供参考和帮助。     

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...     

基于1090ES的机载ADS-B设备总体设计

介绍了1090ES ADS-B系统组成和信号格式,提出了一种基于1090ES一次变频的超外差中频数字化ADS-B设备总体实现方案,包括天线、收发分机、终端分机和机内测试电路设计,计算了关键技术参数,并简述了其主要技术特征.该方案目前已在工程中得到应用,效果良好.     

基于ADS-B的航迹规划算法在无人机飞行管理中的应用

在研究无人机飞行管理过程中,受到广播式自动相关监视(ADS-B)技术监视航空目标的启示,设计了一种以ADS-B技术为基础的无人机航迹规划算法.将场势理论和ADS-B技术相结合,使该算法能够对无人机的飞行进行提前规划和管理.在随后的对比实验和仿真实验中,该文设计的算法在不同障碍数量下,航迹规划一次性成功率虽然略低于当前已...     

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。      

采用ADS-B的冲突飞机选择算法

提出了一种采用ADS-B的冲突飞机选择算法,满足未来空城复杂交通态势对自由飞行的需求.算法利用ADS-B提供丰富航行信息及高速更新率等特点,在本机周围40 ～100 nmile范围内,选择出有可能发生冲突的飞机.运用Matlab进行功能仿真,并通过Monte-Carlo方法分析其性能,结果表明算法在排除无威胁飞机方面性...     

用于ADS-B解交织的高增益稳健PA算法

广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)是基于全球卫星定位系统的航空器运行监视技术,由于ADS-B信号随机接入的广播方式和不断增加的空域流量,不可避免会带来信号交织问题,造成解码信息错误或丢失。本文基于正交投影（Project Algorithm,PA）,利用天线阵带来的信号处理增益,提出了一种高增益稳健的解交织算法:首先利用PA估计源信号的导向矢量,然后结合Capon波束形成算法,提高解交织信号的输出信噪比,考虑导向矢量的估计误差,本文将稳健波束形成（Robust Capon Beamforming,RCB）算法应用于此,从而进一步提高解交织算法的稳健性。仿真和实采数据结果均验证了本文所提算法能够较稳健地提高解交织信号的输出信噪比。      

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。     

基于松弛改进FastICA算法的星基ADS-B信号分离

星基广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)系统覆盖空域广,星载接收机所接收的信号信噪比低、信号间的功率差异小,ADS-B报文在接收机处的冲突更加严重,对信号分离算法提出了更高要求。针对基于负熵的快速独立成分分析(Fast Independent Component Analysis,FastICA)算法存在的局部极大值和收敛依赖于初始权值的问题,在FastICA算法中引入了松弛因子,采用松弛改进的FastICA算法对星基ADS-B信号进行分离。阐述了松弛改进FastICA算法对星载ADS-B接收机接收到的混合信号进行分离的机理,并进行了仿真实验,通过相关系数、迭代次数和误码率比较了松弛改进FastICA算法、经典FastICA算法和投影算法的性能。仿真结果表明,松弛改进FastICA算法能更有效地分离星基ADS-B混合信号。     

ADS-BINCPR编解码仿真及同频干扰研究

1090ES广播式自动相关监视（ADS—B）是国际民航组织（ICAO）推荐的一种监视模式。给出了ADS—B对目标飞机位置进行简洁位置报告（CPR）编解码的算法机理,仿真实现了报文收发的过程,并对收发的数据偏差进行了统计。同时,本文还通过建立接收模型,模拟仿真了二次雷达（SSR）A／C模式和S模式干扰信号以及本机接收距离对成功接收ADS．B报文的影响。研究结果表明,CPR算法对目标飞机位置编解码具有很高的有效性和准确性,减少同频干扰数以及缩短目标飞机和本机之间的距离,都能有效提高成功接收报文的概率。     

ADS-B延迟转发电文检测及干扰台定位方法

广播式自动相关监视(ADS-B)技术因明码广播特点,面临较严重的电子欺骗风险。针对延迟转发电文的检测与相应干扰台定位问题,根据ADS-B地面站接收电文的位置间隔的分布特点,该文提出利用顺序电文间瞬时速度与关注期内平均速度间的差异性检测延迟转发电文的方法。根据延迟转发电文的原始电文位置与干扰台间的空间关系,利用ADS-B地面站获取的延迟转发电文位置及时间戳,采用多点定位技术实现对干扰台定位。仿真结果表明,利用瞬时速度与平均速度间的差异性可以有效地实现对延迟转发电文存在与否的检测,干扰台的定位精度与ADS-B地面站的定时精度、采用定位的电文数目、干扰台与航线间距离和干扰台方位等因素有关,且采用正视区域的位置电文可以获得对干扰台较好的定位性能。该文方法可以使ADS-B地面站独立地检测延迟转发干扰和定位相应干扰台。

     

ADS-B攻击数据弹性恢复方法

为了对自动广播相关监视(ADS-B)攻击数据进行弹性恢复,确保空情态势感知信息的持续可用性,该文提出针对ADS-B攻击数据的弹性恢复方法。基于前置的攻击检测机制,获取当前ADS-B量测数据序列和预测数据序列,并在此基础上构建偏差数据序列、差分数据序列和邻近密度数据序列。依托偏差数据构建恢复向量,依托差分数据挖掘攻击数据的时序特性,依托邻近密度数据挖掘攻击数据的空间特性。通过整合3种数据序列构建弹性恢复策略并确定恢复终止点,实现对攻击影响的弱化,将ADS-B攻击数据向正常数据方向进行定向恢复。通过对6种典型攻击样式的实验分析,证明该弹性恢复方法能够有效恢复ADS-B攻击数据,削弱数据攻击对监视系统的影响。     

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。     

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。     

基于最小色散方法的广播式自动相关监视压制式干扰抑制

压制式干扰是广播式自动相关监视(ADS-B)系统面临的最常见且最有威胁的干扰之一。该文将最小色散算法应用到ADS-B信号压制式干扰抑制的研究中。首先,利用ADS-B信号的脉冲特性,将以往只考虑二阶统计量的形式扩展,重新建立p范数约束优化模型。然后,提取观测信号更低阶统计量中的有用信息,将解算最优加权矢量转化为一个最优化问题。最后,解算最优权矢量,对观测信号进行空域滤波,完成ADS-B的压制式干扰抑制,并对抑制结果进行性能分析。文中提供的仿真实验结果验证了算法的有效性,该方法不需要知道ADS-B信号来向,也无需估计协方差矩阵。     

基于深度学习的大规模电磁信号识别

近年来,很多高质量的数据集支撑了深度学习在计算机视觉、语音和自然语言处理领域的快速发展.但在电磁信号识别领域仍缺乏高质量的数据集,为促进深度学习在电磁信号识别中的应用,本文基于广播式自动相关监视(ADS-B)建立了一个大规模的真实电磁信号数据集.首先设计了一个自动数据收集和标注系统,在开放和真实的场景中自动捕获ADS-...     

引入自动驾驶仪时空中交通防撞系统的仿真

空中交通防撞的主要功能是对本机和入侵目标机位置的预测以及在预测后对冲突的处理。在防撞过程中,入侵飞机的轨迹突然发生比较大的机动,则原有的防撞策略失效。2009年欧洲航空安全局认证通过了自动驾驶仪在避撞时与防撞系统耦合的方法,使问题得到了一定的解决。对避撞系统加入自动驾驶仪的方法进行了研究建模,并且对解决的情况进行了仿真,为民航空中交通避撞提出了一种新的思路。     

A Novel Dynamic Obstacle Avoidance Algorithm Based on Collision Time Histogram

Robot path planning in uncertain dynamic environment is a hot issue in the field of Unmanned ground vehicle (UGV). Starting from the practical demands of UGV, we propose a novel dynamic obstacle avoidance al-gorithm based on Collision time histogram (CTH). Given current steering angle, an effective collision check model, which is called Collision check circles (CCC), is firstly cal-culated. The local environment information is then com-bined with CCC to generate the proposed CTH. The non-holonomic nature of the vehicle is embedded in this pro-cess. Finally, the proposed algorithm calculates the execut-ing steering angle by considering both the CTH and the target point. Extensive experiments and comparisons are conducted to evaluate the performance of the proposed al-gorithm. Simulation experiments are firstly conducted to verify its feasibility. Furthermore, real-world experiment is conducted to verify its effectiveness. Experimental results demonstrate the practical value of the proposed algorithm.