基于IMMKF算法的ADS-B监视应用目标跟踪

目标跟踪是机载广播式自动相关监视(ADS-B)应用的基础功能,对提升航空器周边的弱机动民航飞机目标跟踪性能具有重要意义。提出一种基于交互式多模型卡尔曼滤波(IMMKF)算法的ADS-B监视应用目标跟踪方法。首先,针对弱机动背景下的民航飞机的飞行特点,建立包含匀速模型和标准协同转弯模型的运动模型集,并对模型进行线性化近似;然后,将模型预测和ADS-B状态矢量量测数据作为IMMKF算法中多个并行卡尔曼滤波器的输入,进行并行滤波;最后,计算得到目标状态矢量的估计和模型近似概率,并作为下一次迭代的输入。结果表明:相比于基于匀速模型的卡尔曼滤波目标跟踪方法,IMMKF算法的位置跟踪误差降低了59%,速度跟踪误差降低了77%,显著提升了状态估计性能,具备较高的跟踪精度、稳健性与计算效率,在ADS-B监视应用中具有实际应用价值与借鉴意义。

空管自动化系统飞行计划与监视数据自动相关机制及其缺陷分析

建立飞行计划和监视数据的正确相关关系,是空管自动化系统实现航班安全监控和高效指挥,确保空中交通顺畅和安全的基础。空管自动化系统通过读取和解析AFTN电报来获取飞行计划数据,随后对这些数据进行必要的计算和预测,从而确保航空器的监视数据航迹与飞行计划之间的准确相关,为空中交通管制人员提供航空器目标的精确位置和信息。阐述了飞行计划与监视数据自动相关的基本条件,并针对某大型空管自动化系统中出现的飞行计划与监视数据相关故障进行了深入分析,提出了相应的改进建议。

高空航路ADS-B监视性能评估

广播式自动相关监视(ADS-B)系统的监视性能评估对于保障民航飞行安全具有重要意义。首先参考欧洲航行安全组织技术规范,提出了ADS-B监视性能指标及其统计方法,然后以此为基础设计构建了ADS-B监视性能评估系统,最后利用中国民航大学ADS-B地面站采集的监视数据,统计得到了天津机场周边高空航路16个监视性能指标。研究表明:ADS-B地面站有效覆盖半径为170 km,在地面站有效覆盖范围内,所评估的16个性能指标均满足技术规范对高空航路的监视性能要求。

广播式自动相关监视(ADS-B)信息在空管系统中的应用研究

广播式自动相关监视(ADS-B)具有良好的监视手段,能更准确、连续、及时地掌握飞行器的飞行动态,监视范围覆盖了从"登机门到登机门",对在低海拔、非陆地区域等无法布设传统航管雷达的区域能达到补盲作用,帮助管制人员有效地实施空中交通指挥。我国航空事业起步较晚,技术力量薄弱,论文主要对广播式自动相关监视(ADS-B)的组成、工作原理、特性做阐述,介绍利用ADS-B传感器的布设网络,进行ADS-B监视信息的处理并与原有的传统航管雷达进行融合相关,提供ADS-B监视服务。

ADS-B广播式自动相关监视原理及未来的发展和应用

广播式自动相关监视(ADS-B)是一种基于GPS全球卫星定位系统和地/空、空/空数据链通信的航空器运行监视技术,其中978 MHz的ADS-B技术——UAT系统在通用航空领域空管方面有广泛应用。中国民航飞行学院作为亚洲最大的飞行学院率先在亚洲应用ADS-B技术,从2005年至今,ADS-B系统累计运行超过10万飞行小时,工作稳定可靠。该系统极大地提高了飞行训练容量和飞行训练监控的能力。虽然学院应用了ADS-B技术,但只应用了它的部分功能。实际上ADS-B技术还有很多功能没有使用,如FIS-B和TIS-B功能等。利用学院现有的设备,未来ADS-B具有极大的应用空间。由于ADS-B采用TDMA和随机寻址广播技术,最大实时监控飞机多达500架。本文就ADS-B中的TDMA和随机寻址广播技术以及它未来广泛的应用前景进行粗浅的讨论。

两种ADS-B广播式自动相关监视系统的兼容

ADS-B广播式自动相关监视目前主要包括两种:1)978MHz通用访问的UAT;2)1090MHz的S模式应答机扩展电文数据链(1090ES)。1090ES系统应用于商业运输航空领域,UAT数据链主要应用于通用航空领域。1090ES对机载设备改装要求不高,可以利用现有的S模式应答机升级后实现,因此得到了运输飞机制造商的支持。UAT系统则以其机载设备简单,灵活度高和成本低而在通用航空领域占有一席之地。由于ADS-B处于发展阶段,一些国家采用UAT,一些国家采用1090ES,因此如何使两种系统在空中交通管制中并存和兼容,是急需探讨的课题。

基于双阵元天线的ADS-B解交织投影算法

随着广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveil lance-Broadcast,ADS-B)技术的普及,交通密集区域内多条ADS-B信号的交织问题难以避免。为了降低设备成本并提高系统在低成本条件下的可用性,针对双阵元天线三条ADS-B信号交织问题,提出了双阵元天线投影算法。首先,上述方法基于频域插值理论与最小描述长度准则进行信源数估计;然后,采用功率倒置算法进行空域滤波,在未知信号波达方向的条件下抑制非期望信号,从而将双天线三信号的解交织问题转化为单天线双信号的解交织问题;最后,由虚拟多通道法扩维后,基于改进的投影算法分离交织信号。仿真验证了以上算法的有效性。

自动相关监视(ADS-B)在民航的应用前景分析

文章通过对ADS-B原理及组成的介绍,分析了其核心技术的优缺点,以此为依据提出目前ADS-B的发展目标及其在民航中的应用前景。

基于ADS-B数据的一次雷达系统误差配准方法

针对大误差一次雷达测量过程中雷达配准方法的精度提升问题,分析了一次雷达误差分布特性,以广播式自动相关监视系统的航迹数据为真值,提出了基于改进轨迹跟踪滤波的实时雷达配准方法。采用点云配准方法中随机抽样一致性的迭代最近点法,对基于期望增加模型的变结构交互式多模型算法中的偏置函数进行了改进,有效减少了随机误差在配准过程中的影响,并获得最优的偏置参数,以提升大误差一次雷达配准的精度。算例分析结果表明,该方法配准后可使所选一次雷达俯仰角平均绝对误差降低至0.04°,方位角平均绝对误差降低至0.07°,为雷达系统误差配准提供新方法支撑。

基于多时间特征融合网络的ADS-B实采信号分离

不同于以往单天线广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)信号分离中利用仿真的ADS-B信号制作数据集,将单天线接收的真实飞机发射的ADS-B原始信号通过调整信号起始时间以及功率并人为增加噪声来制作数据集。为了提高信号分离的时域波形精度,提出一种多分辨率多时间特征融合重采样(Multi-Temporal fusion Resampling of Multi-Resolution Features,MTRM-RF)网络,通过卷积将信号转化成不同采样率的信号并分别使用多层堆叠逐渐膨胀的一维卷积提取不同时间间隔的特征,以获得更多的时间信息。对多种基于深度学习的语音分离网络进行比较发现,MTRM-RF网络能够有效地融合ADS-B信号的不同采样率、不同时间间隔采样点的特征进行训练。并且随着训练集数据量的增加,分离信号的平均解码正确率达到88.39%,证明该网络可有效分离单天线实采的ADS-B交织信号。

基于Petri网的终端区ADS-B监视系统及其可靠性研究

为辅助塔台管制人员决策,提升航空器运行安全性,提出一种以广播式自动相关监视(ADS-B)数据为数据源的终端区监视系统。首先,基于系统需求分析系统架构特征,利用面向对象Petri网(OOPN)灵活、易于模块化设计等优点,将复杂系统模块化,分别建立子系统模型,依据子系统间的交互关系建立整体系统简化模型,并分析模型的可靠性;然后,设计ADS-B数据流实时传输引擎,利用无线传输的方式提升数据使用效率,然后,设计ADS-B数据流实时传输引擎,利用无线传输的方式提升数据使用效率,有效传输虚拟系统与外部实体之间的数据;最后,基于虚幻引擎(UE4)平台,构建虚拟现实仿真系统,实时监视机场及周围一定范围内的航空器。实时监视机场及周围一定范围内的航空器。结果表明:该系统建模方法能提高系统的模块性和可靠性,增强系统逻辑结构的易分析性,构建的系统可以安全、可靠地实现终端区监视功能。

广播式自动相关监视（ADS—B）系统及其发展趋势分析

在新航行系统中，ADS－B技术已经成为一个重要的组成部分，越来越受到各国的重视。本文对国内外几种典型的ADS－B系统及其发展作了简要介绍，并介绍ADS－B系统的发展方向，提出一种链路多种用途和多种链路一种用途的概念。

广播式自动相关监视系统(ADSB)在中小机场的应用及现实意义

广播式自动相关监视系统(ADSB)为新近发展起来的航空飞行监测方法。本文在对ADSB系统进行一定概述基础上,分析了其在中小型机场应用所发挥的作用与现实意义。

ADSB广播式自动相关监视系统多数据链路融合方案探索

ADS-B技术作为新兴的监视手段在新航行系统中占有重要地位,将ADS-B技术用于民航空中交通管制,可以在无法部署航管雷达的大陆地区为航空器提供优于雷达间隔标准的类雷达管制服务。数据链路是ADS-B技术的重要组成部分,当前多种数据链路并存而又互不兼容,形成极大的"信息壁垒",成为广播式自动相关监视技术发展所面临的一个无法回避的问题。由于三种不同体制、不同标准而又互不兼容的数据链路技术共存,已严重影响基于航空器之间的空空监视效果,制约着空管飞行流量和飞行安全保障能力的提高。

以自动相关监视（ADS-B）系统为例浅析SHELL模型在飞行训练中的应用

本文以中国民航飞行学院广汉分院为例，例举自动相关监视（ADS—B）系统在SHELL模型在飞行训练中的应用。

基于ADS-B和WEB的雷达精度分析系统

方位角、俯仰角、距离三维精度是三坐标雷达的重要技术指标,通常使用动态标校的方式进行标定;为解决动态标校试验周期长、成本高、难度大、在使用维护阶段难以实施等问题,文章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;文章从ADS-B数据率、位置精度、最大可接收距离等多个方面探讨了民航航迹用于雷达动态精度分析的可行性;采用Django框架设计、实现了WEB架构的雷达精度准实时分析系统;并使用高精度雷达对系统进行了验证、标定、系统误差补偿;最后,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。

广播式自动相关监视(ADS-B)在空中交通管制中的应用

广播式自动相关监视(ADS-B)是航空监视技术发展的总体趋势中的新技术之一,近年来得到了广泛的应用,并将逐步取代大部分传统的一二次监视雷达。本文主要介绍ADS-B的概念原理、系统构成、应用实践等。

ADS-B 广播式自动相关监视系统多数据链路融合方案

ADS-B 是一种新型的监测技术,它在民用航空交通管制中发挥着举足轻重的作用,ADS-B 技术可以在无法使用航管雷达的内陆地区,为飞机提供比雷达间隔标准更优质的雷达控制服务。数据链路是 ADS-B 技术中的一个关键环节,但目前各种数据链路共存却不相容,构成了一道巨大的“信息壁垒”。几种不同体制、不同标准的数据链技术并存,已经严重地影响了飞机间的监控效能,并限制了空中交通管制的流量和保障能力。因此,文章概述了 ADS-B 广播式自动相关监视系统架构和工作模式,分析了 ADS-B 数据链路,提出了多数据链并存的问题,进行了多链路融合方案设计与方案的可行性评估,以解决数据链路不相容的问题。

基于到达时间间隔差的ADS-B位置消息验证方法

广播式自动相关监视(ADS-B)是一种新型的航空器监视技术,具有定位精度高、更新速度快及覆盖范围广等优势,在民用航空监视领域获得广泛应用。由于ADS-B消息以广播方式传输,未采用加密与认证机制,ADS-B系统易受外部欺骗源的干扰。为解决该问题,提出了一种基于到达时间间隔差(IDOA)的ADS-B位置消息验证方法。建立基于IDOA的ADS-B位置消息验证系统模型,理论分析给出检验统计量的表达式及其统计特性,进一步分析给出检测门限的确定方法,通过仿真验证所提方法的正确性与有效性。结果表明:所提方法与基于到达时间差(TDOA)的验证方法具有相同的检测性能,且对时间测量误差和ADS-B位置误差不敏感,但所提方法可克服基于TDOA的验证方法存在的对地面站时间同步误差敏感的缺点。