星基ADS-B虚假目标验证方法

针对传统ADS-B用于对新型军民航空器的监视存在的时空局限性问题，提出了星基ADS-B系统。该系统首先利用合理的卫星构架，让目标被2个以上卫星覆盖，通过卫星内置GNSS实现时间同步，对接收的信号实时译码得到ADS-B报文并传入地面数据中心，解决了监视空域覆盖范围不足的问题；其次，地面数据中心进行位置解析和航迹生成的过程，不同的卫星下传同一条报文开展TDOA计算得到目标位置信息，然后进行比较确认有效信息，解决了ADS-B监视系统可能得到虚假目标的问题。实验结果表明，在复杂的连续飞行航班及其目标信息确认高要求的情况下，结合卫星构架，利用信号TDOA计算，在一定的误差范围内，对星基ADS-B目标真实性和有效性验证是有效的。     

基于GNU Radio的ADS-B信号收发系统设计

针对高集成度ADS-B系统不易开展创新性研究的问题,基于软件无线电设计了一套ADS-B信号收发系统。首先以可修改形式实现ADS-B报文编码、基带信号生成、前导脉冲检测、信号解调以及ADS-B信息解码等自定义GNU Radio模块的编写;然后创建ADS-B发射机和接收机流图,驱动硬件外设HackRF实现ADS-B信号的发射与接收;最后通过实验对各模块功能及数据接口进行测试。实验结果表明,该系统设计方案可行,ADS-B信号格式及报文广播速率符合Do-260B标准,且ADS-B接收机接收灵敏度为-68dBm,信号检测率达89%。     

ADS-B Category 021报文解析软件的设计与实现

由于ADS-B设备相比雷达和遥测遥控具有低成本、小型化和通用性的优点,且能够对长航时、远距离的飞行目标进行监控,文章规划了Category 021 报文的引入方案,对Category 021报文格式进行分析,重点设计开发了Category 021报文解析软件,通过接收并处理ADS-B地面站传送的目标航迹数据,实现了ADS-B信号中合作目标航迹数据的提取与显示,并进行了测试验证。测试结果表明：该方案能有效地实现对飞行目标的快速跟踪监视,增强了对飞行目标的监控手段。     

基于AD-B的目标指示雷达战术性能测试方法研究

ADS-B系统是一种新型的空域监视技术,在处理空中交通信息时具有准确性、可靠性和及时性的特点,逐渐成为了主流的监视手段.为目前检测雷达战术性能缺乏调度,测试环境复杂多变的问题带提供了新的解决思路.通过分析ADS-B的技术特点和雷达战术性能测试的需求,提出基于ADS-B的目标指示雷达战术性能测试系统的总体技术方案,并对其关键技术进行阐述.该系统通过接收民航系统飞机广播的高精度目标参数,为雷达测试提供精确的测量对比数据,检验被测雷达的战术性能.     

ADS-B数据质量监测与雷达数据融合平台的研制

研制一套基于空管广播式自动相关监视系统ADS-B、雷达等多种监3视设备输出数据的质量监测和融合系统。从监视设备输出接口采集数据,采用C++语音实现协议解析、数据处理、及综合监视和回放功能。通过监测民航二所ADS-B信号证实该系统对监视设备输出数据能够提供有效的监测、解码并完成错误统计,提高了对监视设备输出数据质量的监测能力。     

TCAS Ⅱ与ADS-B数据融合新算法

针对空中交通流量越来越大,TCAS Ⅱ无法满足日益增长的防撞需求,提出了根据估计误差协方差最大特征值加权的数据融合算法.该算法首先分析TCAS Ⅱ和ADS-B的原理和特点,阐述了结合ADS-B优势发展组合监视的必要性,重点介绍组合监视区域,采用Kalman滤波对飞机进行目标跟踪,对局部滤波得到的航迹进行加权融合,得到最优估计,对算法进行仿真,结果验证该算法能够得到较高精度数据,黾高监视能力,增强防撞性能.     

广播式自动相关监视系统研究与实现

广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance - Broadcast,ADS-B)系统是通用航空监视的必备设备,先前ADS-B技术长期被国外垄断,设备价格昂贵且与我国现有的技术体系存在兼容问题,为此设计了一套基于FPGA的小型ADS-B系统。系统能够在FPGA中实现信号预处理、数据传输等功能,上位机完成数据解算并实时显示解算结果,通过外场试验对系统数据解算结果和精度进行分析与评价。试验结果表明,试验系统数据处理速度快、具有较少的错误解算率和较高的集成度,符合ADS-B接收设备指标要求,能够大幅降低通航成本。     

ADS-B时间延迟对ADS-B/WAM数据关联的影响研究

针对广播式自动相关监视(ADS-B)报文的时间延迟对ADS-B/广域多点相关(WAM)数据关联跟踪精度的影响问题,在ADS-B时间延迟条件下对最近邻数据关联(NNDA)和概率数据关联(PDA)两种经典的数据关联方法的跟踪性能进行比较分析。采用MATLAB仿真计算存在ADS-B时间延迟时,ADS-B报告位置与跟踪预测值的平均马氏距离及关联结果的位置误差均方根,对比两种数据关联方法在上述两个统计平均值的关系。分析结果表明：存在ADS-B时间延迟时,PDA方法在跟踪误差和稳健性上优于NNDA方法,同时ADS-B时间延迟会增加跟踪测量误差。     

基于FlightGear的A-SMGCS场面活动三维仿真

针对A-SMGCS系统场面活动三维仿真问题,提出一种以开源模拟飞行器FlightGear为场景仿真平台,以实时ADS-B监视数据为驱动,以Linux为操作平台的机场场面活动三维仿真系统设计新方法。仿真系统按照实际机场模型进行机场布局设计,飞机、航站楼、塔台三维建模,地形数据生成,对真实机场环境进行了完整建模。由于ADS-B监视数据缺少飞机姿态信息,提出一种根据位置数据推算出姿态信息的新方法。首先把ADS-B监视数据进行航迹卡尔曼滤波,然后根据飞机前后两个位置的空间连线矢量计算飞行姿态。通过FlightGear多机网络数据接口导入飞机定位数据与姿态数据驱动飞机模型运动,实现了对飞机运动的六自由度仿真。仿真结果表明,该系统能逼真、准确再现真实机场飞机实时活动情况。由于完全基于开源软件设计,该系统低成本实现了对场面活动的实时三维仿真。     

通用并行与分布式计算机联机监测系统OM的设计与实现

监测技术对并行与分布式计算机的性能评估及调试都是至关重要的。联机监测是在采集数据的同时进行观察分析，可以监视机器及其软件的内部动态行为，提高性能评估及调试的效率。OM是一种通用并行与分布式计算机联机监测系统，它采用自行设计的TAB描述语言来实现其通用性。介绍了OAI的设计、实现及其在华北计算所MPP机的应用实践。     

Estimation fusion with radar and ADS-B for air traffic surveillance

The surveillance sensor that has been mainly used for target tracking in air traffic control (ATC) environment is radar. The automatic dependent surveillance — broadcasting (ADS-B), which is based on the technologies of global navigation satellite systems, is recently participating in ATC systems. Although ADS-B provides more accurate measurements than does radar, it needs careful considerations for the application of the ATC systems. This is due to the fact that the reliability of ADS-B measurements is dependent upon each aircraft whereas that of radar is not. This study proposes a system for the estimation fusion of multiple heterogeneous sensors, which includes radar and ADS-B, whose measurements and sensor characteristics are different from one another. A centralized fusion architecture based on three-dimensional earth-centered earth-fixed (ECEF) common coordinate system is adopted to process the data received asynchronously from multiple heterogeneous sensors. In case of the ADS-B, the validity of the sensor data for each aircraft is checked using not only the accuracy and integrity information of the aircraft, but also a comparison of the ADS-B data with the radar data. This study also proposes variable-sized measurement vectors and matrices for the tracking filter in order to dynamically reflect the availability of the additional measurements from the downlinked aircraft parameters (DAP) which can be obtained from mode-S radar and ADS-B. The simulation results indicate that the proposed fusion system can improve the tracking performance with the advantages of different types of surveillance sensors.     

Cooperative surveillance systems and digital-technology enabler for a real-time standard terminal arrival schedule displacement

As the backbone of Communications, Navigation and Surveillance Systems for Air Traffic Management (CNS/ATM), Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) is a surveillance technology and digital-technology enabler relying on the Global Navigation Satellite System (GNSS). The onboard ADS-B Out system broadcasts the aircraft’s real-time digital information such as position and ground speed periodically (every 0.5–2 s), which is more frequent than the radar system. Taking this advantage, situational awareness and flight efficiency can be highly improved. In this paper, a novel heuristic search method based on ADS-B is proposed for the Aircraft Landing Problem (ALP) with the objective of reducing flight time while maintaining the time separation standards mandated by the International Civil Aviation Organization (ICAO). The recorded ADS-B data in Shanghai Hongqiao and Pudong international airports are adopted to demonstrate the performance of the proposed method. Results show that there is an obvious decrease in the total flight time. Besides, the heuristic search method can achieve continuous and real-time ALP updates, satisfying the requirements for air traffic control. While highlighting ADS-B-based applications, this study also provides some basic implications for the updated model in air traffic management.     

ADS-B延迟时间计算方法的可行性分析

广播式自动相关监视(ADS-B)的延迟时间对监视精度有较大的影响,为了提高ADS-B的监视精度,提出一种精确计算每个ADS-B报文延迟时间的方法。根据ADS-B报文的接收时间和报文内容,可计算两相邻报文的时间间隔和对应报文中飞机两相邻位置的时间间隔,通过对两种时间间隔求差可得到ADS-B两相邻报文的延迟时间差,在初始报文中或者间隔一定时间发送飞机位置测量时刻的条件下,可计算其后所有报文的延迟时间,从而对延迟时间进行修正。最后在15min、25min和45min的ADS-B报文中分别随机选取1架飞机的报文利用Excel对该方法的可行性进行了分析。分析结果表明,采用该方法ADS-B的监视精度得到了很大的提高,在场面滑行的情况下,监视精度小于10m,满足场面监视的需要。     

基于ADS-B和WEB的雷达精度分析系统

为便捷的解决雷达精度标定问题,本文介绍了一种基于广播式自动相关监视系统（ADS-B）的雷达精度准实时分析系统。针对民航航迹用于雷达动态精度分析的可行性,从ADS-B数据率、位置精度、最大可接收距离等多个方面进行了探讨,并搭建原理样机在高精度雷达上进行了验证、标定。最后基于WEB架构设计了雷达精度实时分析系统,系统在某中远程雷达上进行多个批次测试,结果表明该方法有效且可行。     

结合ADS-B的航管监视数据融合关键技术

航管多雷达数据和ADS-B数据各有优缺点,在分析了两类数据异同基础上指出了ADS-B数据引入航管多雷达数据处理中需要解决的关键技术难题。基于此,从探测时序和处理周期两方面给出了时间对准方法,研究了空间对准中的坐标转换及其误差配准技术,提出以当前模型和无迹卡尔曼滤波应对目标机动,给出了波门设定、最近邻相关以及融合算法的完整数据融合方案。实际应用中两类数据实现了有效利用和深度融合,提高了航管监视数据处理系统的精度和稳定性,是一种有效的航管监视数据处理方法。     

机场地面飞机自动监视车载装置的设计与研究

为了有效地降低机场特种车辆与地面飞机存在的严重危险（如碰撞、气流冲击和损坏等）,采用广播式自动相关监视（ADS-B）和地面飞机的ADS-B报文解析和筛选算法、监视信息（位置、航向和速度）解码算法、安全区域数据库、触摸屏图形显示算法等关键技术,设计了一个主要具有自动监视地面飞机、动态显示地面飞机安全区域图形功能的机场特种车辆车载装置,为驾驶员提供可视化图形的辅助和指示。经试验和测试表明,自动监视结果清晰、准确、有效。     

ADS-B与TCAS II数据融合算法研究

面对空中交通密度越来越大,TCAS II在实际应用中暴露出的虚警和不必要告警等问题愈加明显。为了提供可靠连续的监视信息,提高防撞系统的性能,给出了一种ADS-B与TCAS II组合监视数据融合算法。该算法首先建立了飞机状态空间模型,并分析了ADS-B和TCAS II数据内容和特点,然后研究了数据融合前需要解决的关键问题,利用Kalman滤波器对数据进行处理,采用了在线性最小方差意义下的按标量加权最优信息融合准则和算法对数据进行融合。对该算法进行仿真,结果表明融合后的数据估计误差比任何一个传感器单独估计的误差都要小,说明该算法能够得到较高精度的数据,有效增强了防撞系统的性能。