[發明專利]基于ADS-B的防撞系統

有效

• 申請號: 201810939807.X
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109131909B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 楊小會;毛繼志;郭鴻濱
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: B64D45/00
• 分類號: B64D45/00;B64D47/02;G08G5/04
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 楊慧

本發明公開一種基于ADS?B的防撞系統，包含：ADS?B信息解碼模塊：用于對接收到的鄰機廣播的ADS?B信息進行解碼，解算出鄰機的位置信息；ADS?B監視跟蹤處理模塊：用于將鄰機的位置信息轉換為鄰機相對于本機的角度、鄰機相對于本機的距離、高度和時間戳，并確認是否對鄰機進行跟蹤，然后將跟蹤信息列表送至防撞信息處理子模塊；防撞信息處理子模塊：用于利用防撞算法對跟蹤信息列表中的鄰機的角度、距離、高度和時間戳進行處理，做出防撞告警決策和交通告警決策。本發明可以減少對傳統TCAS中射頻模塊的依賴，簡化設備降低成本更加適合輕型飛機或無人機使用，同時減少問詢發送的頻率，降低了對空域無線環境的干擾。

技術領域

本發明涉及一種融合ADS-B系統與TCAS系統的機載防撞系統；屬于航空技術領域。

背景技術

傳統的空中防撞系統主要依靠TCAS(Traffic Alert and Collision AvoidanceSystem)，它對沖突的預測只能依靠獲得的當前和歷史位置、速度信息，沖突預測能力隨著航路飛行復雜性的增加而大大降低，無法充分靈活的適應空域管理的演變。為了提升TCAS的性能，需要對現有的防撞跟蹤系統(Collision Avoidance System，CAS)設計原則進行更新，并引入了更有效的輸入數據。自動相關監視技術(ADS-B)技術能提高飛行中的航空器之間的相互監視能力。與TCAS相比，ADS-B的位置報告是自發廣播式的，航空器之間無須發出問詢即可接收和處理漸近航空器的位置報告。根據聯邦適航局(FAA)的提案，要求在2020年以前在所有飛機上裝備ADS-B設備，因此在防撞系統中使用ADS-B技術將是一種趨勢。ADS-B數據的使用將使得TCAS能夠獲得更準確的角度和速度信息且能夠有效增加TCAS的監控范圍。

發明內容

本發明的發明目的在于提供一種基于ADS-B的防撞系統，通過ADS-B與TCAS設備交聯配合提供防撞告警決策和交通告警等，與單一的ADS-B系統和TCAS系統相比，本發明在有效的簡化設備、降低成本的同時，可以提供更加精確的角度測量和估計，增加空域監視范圍，提高空域監視能力，也為后續的水平避撞提供了可能。

本發明的發明目的通過以下技術方案實現：

一種基于ADS-B的防撞系統，包含ADS-B信息解碼模塊、ADS-B監視跟蹤處理模塊、防撞信息處理子模塊；

ADS-B信息解碼模塊用于對接收到的鄰機廣播的ADS-B信息進行解碼，解算出鄰機的位置信息；

ADS-B監視跟蹤處理模塊用于將鄰機的位置信息轉換為鄰機相對于本機的角度、鄰機相對于本機的距離、高度和時間戳，并確認是否對鄰機進行跟蹤，然后將跟蹤信息列表送至防撞信息處理子模塊；

防撞信息處理子模塊用于利用防撞算法對跟蹤信息列表中的鄰機的角度、距離、高度和時間戳進行處理，做出防撞告警決策和交通告警決策。

優選地，ADS-B信息解碼模塊執行如下程序步驟：

步驟1.1)、對同一鄰機的時間差值不超過10秒的ADS-B信息進行全球CPR解碼，獲得鄰機的位置信息

步驟1.2)、計算全球CPR解碼獲得的鄰機的位置信息與本機的距離，并判斷該距離是否在最大接收范圍內，若是則進入步驟1.3)；

步驟1.3)、根據上一次獲得的鄰機位置或者全球CPR解碼獲得的鄰機的位置信息作為本地CPR解碼的參考點，對當前接收到的同一鄰機的ADS-B信息做本地CPR解碼；

步驟1.4)將全球CPR解碼和本地CPR解碼獲得的鄰機的位置信息做誤差計算，如果數據差值在10米以內，將全球CPR解碼得到的位置信息輸出給防撞信息處理子模塊。

優選地，ADS-B監視跟蹤處理模塊執行以下程序步驟：

步驟2.1)、跟蹤、平滑本機的位置信息；