ADS-S航迹滤波算法与显示系统的研究与实现
发布时间：2021-04-10 11:06
当前空中交通拥挤状况日益严重,航空监视系统是飞行器安全飞行的重要基础,因此ADS-B监视系统应运而生并得到广泛应用。ADS-B系统中的机载导航设备,获取航迹报文数据并以一定的报文格式向外传送。但是,在航迹报文发送、传输和接收的过程中,会受到周围环境的干扰,部分数据会丢失或者发生错误,使得ADS-B航迹产生不可避免的误差。针对上述问题本文对ADS-B航迹数据处理和滤波关键算法进行了研究。本研究首先对ADS-B监视技术进行了阐述,包括ADS-B技术原理、ADS-B系统组成、ADS-B数据链和报文格式以及ADS-B航迹处理流程。分析《Annex10 to the Convention on international Civil Aviation》1090MHz扩展断续振荡ADS-B数据的传输规范,研究ADS-B数据结构,分析了ME字段解码、CPR解码,生成目标位置、高度、速度、航班号、ICAO地址码等信息,形成单路ADS-B航迹。然后,对航迹运动模型、航迹滤波算法进行分析和研究。对ADS-B报文进行滤波处理,形成较为准确的航迹信息,其中包括对运动模型的建立、推导滤波算法原理、步骤的掌握。应...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ADS-B系统原理图
河北科技大学硕士学位论文8图2-1ADS-B系统原理图装备正确的ADS-B飞机会自动报告其位置和一些航空参数，而无需雷达询问。飞机上的ADS-B系统包含ADS-B应答器和GPS接收器，ADS-B应答器取决于机载GPS接收器和ADS-BOUT发射器，使ATC可以监视处于飞行状态的飞机，这些配备ADS-B的飞机向配备ADS-BIN的飞机和ATC广播其位置信息和其他航空飞行信息[32]。ADS-B系统包括两部分设备：地面设备和机载设备。其中，机载设备为核心功能部分，该设备具有ADS-BIN功能以及ADS-BOUT功能，如图2-2与图2-3所示。图2-2ADS-BINADS-BIN功能是给机组的正常运行提供支持，它服务于系统接收到的其他空中
第2章ADS-B技术介绍及应用9飞行器输出的ADS-BOUT信号以及地面设备发出的信号。ADS-BIN的应用广泛，最经典的例子是：机组人员可以通过驾驶舱里的交通信息显示设备(CDTI)获得其他飞行器的飞行情况，使机组的空中交通情景意识得到提高[33]。图2-3ADS-BOUTADS-BOUT功能为系统向外界发送信号，机载发射机定期发送飞行器的各种信号。而且只要相关的机载电子设施保持平稳运作，ADS-BOUT系统就可以自动运行，不需要飞行机组干预。2.2ADS-B数据链ADS-B系统具有三种工作模式：1090ES模式、UAT模式以及VDL-4模式。每种模式都具有不同的特点，下面对这三种模式进行详细分析。2.2.11090ES模式1090ES模式是目前使用较为广泛的一种模式，它是S模式的一种扩展模式[34-37]。1090ES模式下的消息单元是8us的前导脉冲与112bit的数据块组成。而且在1090ES模式下，系统的下行数据输送速度是1090MHz，消息单元中的数据块输送速度是1Mbit/s[38,39]。1090ES模式下的主要性能参数如表2-1所示：表2-11090ES主要性能参数性能名称参数宽带10900兆赫兹同步四个脉冲报文速率位置和速度均两次每秒发射机输出功率51dBm至57dBm
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进交互式多模型算法的ADS-B航迹滤波方法研究[J]. 王尔申,翟秋刚,徐嵩,庞涛,曲萍萍,姜毅. 电光与控制. 2019(04)
[2]ADS-B在通航监视中的应用[J]. 朱良伟. 中国新通信. 2018(14)
[3]基于1090ES数据链的ADS-B数据质量分析[J]. 马玉猛,张循利. 滨州学院学报. 2018(02)
[4]航空电信网应用与现状分析[J]. 韩丹. 科技与创新. 2018(06)
[5]ADS-B在通航监视中的应用[J]. 周涛. 空运商务. 2018(01)
[6]实现航行新技术的CNS系统架构设计研究[J]. 邓浩昌. 民用飞机设计与研究. 2017(04)
[7]1090ES ADS-B地面站设备的优化探讨[J]. 邱志豪. 科教导刊(上旬刊). 2017(08)
[8]ADS-B监视技术的优势[J]. 王锐锋. 信息与电脑(理论版). 2017(14)
[9]1090ES广播式自动相关监视的CPR算法研究[J]. 李加庆,刘燕. 信息化研究. 2016(06)
[10]基于ADS-B数据的航空器终端区排放评估[J]. 魏孝强,周洪升. 滨州学院学报. 2016(06)
博士论文
[1]机动目标跟踪状态估计与数据关联技术的研究[D]. 孙福明.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]基于ADS-B的飞行器航迹处理及显示系统的研究[D]. 张登茂.电子科技大学 2017
[2]基于卡尔曼滤波器的在轨目标跟踪算法研究[D]. 梁晓波.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[3]空管信息数据处理与显示系统的设计与实现[D]. 伍远超.电子科技大学 2016
[4]基于Web技术的ADS-B数据处理系统的设计与实现[D]. 王斌.北京邮电大学 2016
[5]民航航空器不安全事件检测及统计分析[D]. 宗峰.大连理工大学 2016
[6]基于WebGIS的ADS-B航迹处理与显示系统研究[D]. 杜瑞敏.哈尔滨工程大学 2016
[7]1090ES和UAT模式下ADS-B信号接收机射频前端技术研究[D]. 高嵩.哈尔滨工程大学 2015
[8]1090ES模式下ADS-B接收机解码系统设计[D]. 张成龙.哈尔滨工程大学 2015
[9]基于ADS-B场面监视系统的设计与仿真[D]. 冯岩.电子科技大学 2014
[10]ADS-B报文生成与航迹滤波方法的研究[D]. 张凯歌.哈尔滨工程大学 2014
本文编号：3129524
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ADS-B系统原理图
河北科技大学硕士学位论文8图2-1ADS-B系统原理图装备正确的ADS-B飞机会自动报告其位置和一些航空参数，而无需雷达询问。飞机上的ADS-B系统包含ADS-B应答器和GPS接收器，ADS-B应答器取决于机载GPS接收器和ADS-BOUT发射器，使ATC可以监视处于飞行状态的飞机，这些配备ADS-B的飞机向配备ADS-BIN的飞机和ATC广播其位置信息和其他航空飞行信息[32]。ADS-B系统包括两部分设备：地面设备和机载设备。其中，机载设备为核心功能部分，该设备具有ADS-BIN功能以及ADS-BOUT功能，如图2-2与图2-3所示。图2-2ADS-BINADS-BIN功能是给机组的正常运行提供支持，它服务于系统接收到的其他空中
第2章ADS-B技术介绍及应用9飞行器输出的ADS-BOUT信号以及地面设备发出的信号。ADS-BIN的应用广泛，最经典的例子是：机组人员可以通过驾驶舱里的交通信息显示设备(CDTI)获得其他飞行器的飞行情况，使机组的空中交通情景意识得到提高[33]。图2-3ADS-BOUTADS-BOUT功能为系统向外界发送信号，机载发射机定期发送飞行器的各种信号。而且只要相关的机载电子设施保持平稳运作，ADS-BOUT系统就可以自动运行，不需要飞行机组干预。2.2ADS-B数据链ADS-B系统具有三种工作模式：1090ES模式、UAT模式以及VDL-4模式。每种模式都具有不同的特点，下面对这三种模式进行详细分析。2.2.11090ES模式1090ES模式是目前使用较为广泛的一种模式，它是S模式的一种扩展模式[34-37]。1090ES模式下的消息单元是8us的前导脉冲与112bit的数据块组成。而且在1090ES模式下，系统的下行数据输送速度是1090MHz，消息单元中的数据块输送速度是1Mbit/s[38,39]。1090ES模式下的主要性能参数如表2-1所示：表2-11090ES主要性能参数性能名称参数宽带10900兆赫兹同步四个脉冲报文速率位置和速度均两次每秒发射机输出功率51dBm至57dBm
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进交互式多模型算法的ADS-B航迹滤波方法研究[J]. 王尔申,翟秋刚,徐嵩,庞涛,曲萍萍,姜毅. 电光与控制. 2019(04)
[2]ADS-B在通航监视中的应用[J]. 朱良伟. 中国新通信. 2018(14)
[3]基于1090ES数据链的ADS-B数据质量分析[J]. 马玉猛,张循利. 滨州学院学报. 2018(02)
[4]航空电信网应用与现状分析[J]. 韩丹. 科技与创新. 2018(06)
[5]ADS-B在通航监视中的应用[J]. 周涛. 空运商务. 2018(01)
[6]实现航行新技术的CNS系统架构设计研究[J]. 邓浩昌. 民用飞机设计与研究. 2017(04)
[7]1090ES ADS-B地面站设备的优化探讨[J]. 邱志豪. 科教导刊(上旬刊). 2017(08)
[8]ADS-B监视技术的优势[J]. 王锐锋. 信息与电脑(理论版). 2017(14)
[9]1090ES广播式自动相关监视的CPR算法研究[J]. 李加庆,刘燕. 信息化研究. 2016(06)
[10]基于ADS-B数据的航空器终端区排放评估[J]. 魏孝强,周洪升. 滨州学院学报. 2016(06)
博士论文
[1]机动目标跟踪状态估计与数据关联技术的研究[D]. 孙福明.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]基于ADS-B的飞行器航迹处理及显示系统的研究[D]. 张登茂.电子科技大学 2017
[2]基于卡尔曼滤波器的在轨目标跟踪算法研究[D]. 梁晓波.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[3]空管信息数据处理与显示系统的设计与实现[D]. 伍远超.电子科技大学 2016
[4]基于Web技术的ADS-B数据处理系统的设计与实现[D]. 王斌.北京邮电大学 2016
[5]民航航空器不安全事件检测及统计分析[D]. 宗峰.大连理工大学 2016
[6]基于WebGIS的ADS-B航迹处理与显示系统研究[D]. 杜瑞敏.哈尔滨工程大学 2016
[7]1090ES和UAT模式下ADS-B信号接收机射频前端技术研究[D]. 高嵩.哈尔滨工程大学 2015
[8]1090ES模式下ADS-B接收机解码系统设计[D]. 张成龙.哈尔滨工程大学 2015
[9]基于ADS-B场面监视系统的设计与仿真[D]. 冯岩.电子科技大学 2014
[10]ADS-B报文生成与航迹滤波方法的研究[D]. 张凯歌.哈尔滨工程大学 2014
本文编号：3129524
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