[發(fā)明專利]基于軟件無線電平臺的ADS-B信號采集與可靠性驗證方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710107967.3
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106935079B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈志遠(yuǎn);周思遙;湯新民
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 嚴(yán)巧巧

1.基于軟件無線電平臺的ADS-B信號采集與可靠性驗證方法，其特征在于：包括順序執(zhí)行的以下步驟：

步驟一、利用軟件無線電平臺，設(shè)置天線工作頻率和增益，采集并存儲民航飛機(jī)的ADS-B信號，并進(jìn)行I/Q解調(diào)；

步驟二、對解調(diào)后的ADS-B信號，采用基于小波分析的濾波器，依據(jù)信號頻率特征，濾除高低頻噪聲；

步驟三、根據(jù)ADS-B數(shù)字信號編碼協(xié)議，設(shè)計基于相關(guān)性分析的報頭檢測算法解碼ADS-B信號所對應(yīng)的報文信息，得到民航飛機(jī)的飛行參數(shù)信息；

步驟四、利用得到的飛行參數(shù)信息，計算報文信息中的位置導(dǎo)航精度類別比率μ_NACp、速度導(dǎo)航精度類別比率μ_NACv、航跡漏點(diǎn)率μ_mp、以及航跡跳點(diǎn)率μ_jp形成4個精確性指標(biāo)，利用上述精確性指標(biāo)組成如下經(jīng)驗公式計算可靠性指標(biāo)I_re

I_re＝w₁(1-μ_NACp+1-μ_NACv)+w₂μ_mp+w₃μ_jp

其中：w₁、w₂、w₃均為權(quán)重，滿足w₂w₁w₃且w₁+w₂+w₃＝1；

當(dāng)可靠性指標(biāo)I_re小于5％時認(rèn)為報文信息可靠，當(dāng)可靠性指標(biāo)I_re為大于等于5％且小于等于10％時認(rèn)為報文信息較可靠，當(dāng)可靠性指標(biāo)I_re大于10％時認(rèn)為報文信息不可靠；將可靠性指標(biāo)I_re和對應(yīng)的飛行參數(shù)信息均發(fā)送給管制員供管制員參考；

所述位置導(dǎo)航精度類別比率μ_NACp的計算公式如下：

NACp為位置導(dǎo)航精度類別的簡稱，報文解碼后該指標(biāo)是一個0到無窮大的數(shù)值；NoAT(H)為H時間內(nèi)，所選定的一架飛機(jī)所監(jiān)視到的所有軌跡點(diǎn)數(shù)目；H的選擇范圍在2-24小時之間；NoAT(h)為第h秒時所選定的一架飛機(jī)所監(jiān)視到的軌跡點(diǎn)；

所述速度導(dǎo)航精度類別比率μ_NACv的計算公式如下：

NACv為速度導(dǎo)航精度類別的簡稱，報文解碼后該指標(biāo)是一個0到無窮大的數(shù)值；

所述航跡漏點(diǎn)率μ_mp的計算公式如下：

NoMP(H)為H時間內(nèi)，所選定的一架飛機(jī)的所有漏點(diǎn)數(shù)目；

所述航跡跳點(diǎn)率μ_jp的計算公式如下：

NoJP(H)為H時間內(nèi)，選定某一架飛機(jī)所有跳點(diǎn)數(shù)目；

所述步驟二包括以下過程：

首先，將解調(diào)后的ADS-B信號x(n),按照(1)式進(jìn)行K階DB小波分解和重構(gòu)：

其中，x_k(n)為采用k階小波系數(shù)重構(gòu)的信號；n為x(n)的采樣點(diǎn)；

然后，按照(2)式計算x_k(n)的頻率：

其中，T_s為x(n)的采樣周期，∠為方括號中復(fù)函數(shù)的相角，N為x(n)的采樣點(diǎn)總數(shù)，上標(biāo)*表示對偶；

最后，按照(5)式的帶通濾波器進(jìn)行濾波，獲得濾波信號：

其中，f_th為預(yù)設(shè)的頻率閾值，e_k為x_k(n)與標(biāo)準(zhǔn)1090MHz脈沖信號x_s(n)之間的相關(guān)性，滿足e_th為預(yù)設(shè)的相關(guān)性閾值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于軟件無線電平臺的ADS-B信號采集與可靠性驗證方法，其特征在于：步驟三中的具體過程如下：

步驟3.1、利用報頭的相關(guān)分析方法，確定ADS-B信號的位置并提取ADS-B數(shù)字信號形成報文；

步驟3.2、按照ADS-B協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)解碼ADS-B信號中的報文為民航飛機(jī)飛行參數(shù)信息。