基于ADS-B信号的广域相关定位置信度研究
本文关键词:基于ADS-B信号的广域相关定位置信度研究 出处:《中国民航大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:空中交通管制系统中,航空器的定位与跟踪精度及可靠性对航空器的飞行安全具有重要的影响,研究广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)和广域多点相关(Wide Area Multilateration,WAM)两种监视技术的定位精度及二者进行数据关联具有重要的应用价值。本论文通过分析两种监视传感器的误差来源研究ADS-B和WAM的定位与跟踪精度,通过仿真实验分析不同ADS-B的位置报告时间延迟条件下,ADS-B报告位置与跟踪预测值的平均马氏距离及关联结果的位置误差均方根,对最近邻数据关联和概率数据关联的跟踪效果的进行评估。首先,WAM一般需要利用目标辐射信号的到达时间(Time of Arrival,TOA)进行定位。TOA的测量误差影响定位精度。TOA误差来源包括硬件引起的系统误差和随机误差。随机误差包括:噪声引起的TOA测量误差;采样引起的测量误差;全球卫星导航系统的同步误差。ADS-B位置报告误差主要包括:全球卫星导航系统的定位误差;ADS-B位置编码量化误差;ADS-B时间延迟引起的位置误差。其次,本论文证明了当各基站TOA测量误差方差不同且基站数目为4时,WAM定位误差的方差等于各基站TOA测量误差方差的加权和。在各基站TOA测量误差方差相同且不存在共同的同步误差时,基于几何精度稀释因子证明了TOA定位性能优于到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)定位。最后,本论文采用仿真实验计算不同ADS-B时间延迟时,ADS-B报告位置与跟踪预测值的平均马氏距离及关联结果的位置误差均方根,对比两种数据关联方法在上述两个统计平均值的关系。分析结果表明:存在ADS-B时间延迟时,概率数据关联方法在跟踪误差和稳健性上优于最近邻数据关联方法,同时ADS-B时间延迟会增加跟踪测量误差。
[Abstract]:The air traffic control system, has an important influence on aircraft positioning and tracking accuracy and reliability of the aircraft flight safety of ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B) and wide area multi-point correlation (Wide Area Multilateration, WAM) positioning precision of two kinds of monitoring techniques and the two data associated with the application an important value. This paper through the positioning and tracking accuracy analysis of two monitoring sensor error sources of ADS-B and WAM, delay condition by simulation analysis of different ADS-B position reporting time, the average position error location and tracking report ADS-B Markov prediction value and the RMS distance correlation results, to evaluate the recent neighbor data association probabilistic data association and tracking effect. Firstly, WAM need to use the target radiation signal arrival time (Time of Arrival, TOA.TOA) position measurement error affects the positioning accuracy of.TOA error sources include system error and random error caused by random error. The hardware includes: TOA measurement error caused by the noise; sampling measurement error caused by the same error; step.ADS-B position error report global satellite navigation system, including: Global positioning error satellite navigation system; ADS-B position encoding quantization error; ADS-B position error caused by time delay. Secondly, this paper proves that when the measurement error of each base station and base station number TOA variance is 4, the variance of WAM positioning error is equal to the weighted and each base station TOA measurement error variance. The measurement error variance of each base station TOA the same and the synchronous error is common when the geometric dilution of precision that TOA positioning performance is better than the time difference of arrival based on (Time Difference of Arrival, TDOA). Finally, this paper uses the simulation calculation of different ADS-B delay time, the average position error reporting location and tracking ADS-B Markov prediction value and the RMS distance correlation results, comparison between two kinds of data association method in the average value of the two statistical analysis. The results show that there is ADS-B time delay, data association method the probability is better than in the tracking error and robustness on nearest neighbor data association method, and ADS-B time delay will increase the tracking error.
【学位授予单位】:中国民航大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V355.1
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,本文编号:1358846
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