星载ADS-B报文解算与目标定位算法的研究与仿真

发布时间：2020-07-03 17:21

【摘要】：受限于地形变化及海洋的辽阔,陆基广播式自相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)无法实现航空监视的全球覆盖。星载ADS-B体制可实现全球的广域覆盖,但同样面临一些亟待解决的问题,其中包括需要更加复杂的报文解算算法的报文交叠问题,可能导致监视困难的ADS-B部分辐射源自身报告精度较低问题,还有ADS-B技术规范中尚未考虑的安全性问题。这些问题会阻碍航空监视系统正常运转,甚至危害国家安全。为了解决这些问题,本文将卫星的电子侦察模式与星载ADS-B体制融合,从而实现航空监视资源的高效利用,并且维护航空监视系统的正常运转。具体来说,本文首先简要介绍了星载ADS-B的报文解算算法,然后着重分析星载ADS-B体制下无源定位的误差及性能,并且分别提出了基于频率补偿的双星时差/频差联合无源定位方法和基于运动模型的多时刻观测的单星近似无源定位方法。在这之后,本文还利用报文解算与无源定位算法结合的方式改善了辐射源定位精度,并且在最后提出了辐射源虚假轨迹甄别的方法。本文主要工作如下:(1)分析比较星载ADS-B与陆基ADS-B信号传输的差异性,研究适用于星载ADS-B系统中的高灵敏报文解算算法。(2)依据星载ADS-B的信号传输环境,从实际情况出发,对不同观测站数量的模型选取可行的观测参数,建立合理的数学模型,分析仿真不同参数的测量误差、不同观测站几何分布等对于辐射源定位性能的影响,并绘制定位性能的GDOP图。针对观测站数量较少的情况,提出适合当前模型的无源定位解算算法。(3)研究卡尔曼滤波与目标机动模型。选择无迹卡尔曼滤波算法,分析匀速、匀加速以及匀速转弯的机动模型下,对辐射源轨迹滤波的跟踪定位性能。结合报文解算和无源定位实现了辐射源轨迹滤波,利用无源定位对辐射源虚假轨迹进行甄别。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V355.1

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