[實用新型]一種機場非視距信道環(huán)境下的多點定位監(jiān)視系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520301091.2
• 申請日: 2015-05-11
• 公開（公告）號: CN204556820U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何東林;郭建華;蔣凱;李恒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國民用航空總局第二研究所
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06;G01S5/02
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11514
• 代理人: 殷瑞劍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及民用航空領(lǐng)域，尤指一種機場非視距信道環(huán)境下的多點定位監(jiān)視系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著航空流量的迅猛發(fā)展，如何對復(fù)雜機場環(huán)境下的飛機、車輛等越來越密集的活動目標進行有效的實時監(jiān)視和識別是提高場面運行效率和安全調(diào)度的主要難題。相比傳統(tǒng)場面監(jiān)視雷達，機場多點定位系統(tǒng)由于具有定位精度高、識別性能好、檢測虛警率低和全天候值守等優(yōu)點，已經(jīng)成為各大型繁忙機場場面密集活動目標實時監(jiān)視與識別的重要解決方案。

由于機場多點定位系統(tǒng)是依靠目標發(fā)射信號到達不同地面接收站時間差(Time?Difference?of?arrival，TDOA)和各站點已知位置來進行定位的，此原理要求目標和各接收站點位置之間要保持視距(Line?of?Sight，LOS)信道環(huán)境。然而實際機場環(huán)境下包含候機樓、廊橋、導(dǎo)航臺站等固定障礙建筑，以及在場面上來回移動穿梭的車輛、飛機等活動目標，以上要素導(dǎo)致了機場場面存在復(fù)雜且實時變化的非視距(Non-Line?of?Sight，NLOS)信道傳播環(huán)境，而由此帶來嚴重的信號多徑和TDOA檢測干擾，最終會大幅降低多點定位系統(tǒng)的輸出定位精度，導(dǎo)致其很難達到國際民航規(guī)范的應(yīng)用要求。

針對機場NLOS信道環(huán)境，目前的多點定位系統(tǒng)主要有兩種架構(gòu)方式，一是完全依賴于系統(tǒng)后端航跡跟蹤處理子系統(tǒng)進行濾波平滑和位置校正，這種事后處理方式對誤差檢測靈敏度低，且輸出結(jié)果容易發(fā)散。二是通過預(yù)先統(tǒng)計機場場面穩(wěn)定的NLOS信道模型參數(shù)，以此為基礎(chǔ)設(shè)計出一種自適應(yīng)的定位解算方法來消除NLOS對多點定位系統(tǒng)精度的影響。但實際機場環(huán)境下NLOS信道模型是隨著活動目標運動和周邊交通勢態(tài)環(huán)境在實時變化的，所以這種系統(tǒng)架構(gòu)主要還停留在理論研究階段，不適合多點定位這種實時處理要求比較高的應(yīng)用系統(tǒng)。

中國專利文獻CN102088769A于2011年6月8日公開了一種直接估計并消除非視距(NLOS)誤差影響的無線定位方法。該方法首先建立無線定位的運動方程和觀測方程，然后利用擴展卡爾曼濾波(EKF)的新息平方和去識別當(dāng)前測量值是視距(LOS)情形還是非視距情形下的結(jié)果，對于視距情形則直接利用EKF進行位置解算和運動狀態(tài)估計，對于非視距情形則先使用基于幾何關(guān)系限制條件的非線性優(yōu)化方法去直接估計NLOS誤差，然后應(yīng)用修正的EKF濾波消除NLOS誤差，并進行高精度的定位，通過循環(huán)迭代實現(xiàn)對移動臺的在線跟蹤。

中國專利文獻CN103686995A于2014年3月26日公開了一種非視距環(huán)境定位方法及裝置，能夠減少非視距誤差，從而提高定位精度。所述方法包括：非視距環(huán)境定位裝置將收到的X路TDOA(到達時間差)信號與預(yù)存的特征信號進行匹配，得到TDOA最相似的目標特征點，X為大于或等于2的整數(shù)；非視距環(huán)境定位裝置獲取與該目標特征點同一類的M個特征點，其中M為大于或等于2的整數(shù)；非視距環(huán)境定位裝置應(yīng)用該M個特征點的坐標進行定位。該技術(shù)方案實施例通過對特征點進行分類并去除孤立點減少非視距誤差，應(yīng)用于目標特征同類的特征點進行定位，能夠提高定位精度。

中國專利文獻CN102997911A于2013年3月27日公開了一種被動傳感器組網(wǎng)探測多目標方法。被動傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)根據(jù)傳感器提供的角度信息，采用測向交叉方法進行交叉定位，先利用多平臺間的信息冗余靜態(tài)去除“鬼點”，再采用虛擬航跡跟蹤技術(shù)動態(tài)去除“鬼點”，實現(xiàn)對多目標的準確定位與跟蹤。動態(tài)去“鬼點”的方法是計算各航跡跟蹤門，將交叉定位得到的點目標按照航跡等級從高到低順序，依次與各個等級航跡文件進行關(guān)聯(lián)處理，根據(jù)關(guān)聯(lián)情形進行航跡起始、合并、剪枝、分枝、刪除。

中國專利文獻CN201937767U于2011年8月17日公開了一種航空航跡數(shù)碼監(jiān)測裝置，包括有攝像機、顯示器，其設(shè)計要點是在攝像機與顯示器之間連接有中央處理器，該中央處理器上設(shè)有數(shù)據(jù)交換接口、A/D轉(zhuǎn)換接口、數(shù)字疊加接口以及硬盤存儲器。本實用新型其攝像機拍攝的實時視頻圖像能夠與其他外部設(shè)備(如GPS定位系統(tǒng)、航空監(jiān)測設(shè)備、雷達高度測量計、氣壓高度計等)所采集的實時探物或地理坐標等數(shù)據(jù)疊加在實時畫面上，并能夠?qū)崟r顯示在屏幕中、記錄在硬盤上。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提供一種提高定位和識別準確性的機場非視距信道環(huán)境下的多點定位監(jiān)視系統(tǒng)。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：