基于1090MHz ES数据链ADS-B关键技术研究

发布时间：2017-06-09 13:09

  本文关键词：基于1090MHz ES数据链ADS-B关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着民航事业的不断发展,对民航无线通信系统的系统容量、覆盖范围和数据的可靠性提出更高要求。1090MHz ES ADS-B是基于Mode S数据链的一种ADS-B技术。提供的最大数据带宽为1M Bits/s,且可以为传统雷达无法覆盖区域,比如沙漠、海洋等区域提供监视等服务。 1090MHz ES ADS-B是国际民航组织唯一推荐的一种模式,该系统只需对Mode S应答机做少许改动,就能实现ADS-B消息编码。ADS-B系统建立在独立编址、在机载设备,比如GNSS的支持下,自动广播当前状态信息、模式信息、目标信息等,从而实现监视、导航、敌我识别等。 本文介绍了一种基于FPGA+DSP架构的ADS-B接收机数字处理系统。改进了原ModeS解码算法,实现高密度环境下的ADS-B广播信息接收功能,包括报头检测算法、多采样点多参数的代码拾取算法,以及基于置信度分析的纠错算法,提出并实现部分ADS-B消息提取算法。 在本项目中,本人参与ADS-B接收机接收处理算法研究、系统架构设计以及系统硬件设计实现,以及测试系统的设计与实现。具体工作如下: 1.改进Mode S解码算法,使之适合新的ADS-B系统,包括新增DMTL算法,幅度滤波,简化报头识别算法,改进代码位识别算法和置信度提取算法,新增ADS-B消息提取算法。完成ADS-B解码系统的硬件设计,FPGA算法实现,和部分DSP算法实现。其中,改进FPGA和DSP的数据交互方式,大大降低解码延时,能够解紧邻ADS-B目标,大幅提高整体解码性能。 2.独立完成ADS-B测试系统(除开PC端的软件实现)。其中包括硬件设计与实现,器件代码编写以及最终调试。该测试系统可兼容测试Mode A/C,Mode S,TCAS等译码系统。该测试源产生测试信号的覆盖率高,能做完备测试。 3.完成ADS-B译码系统中各个算法测试和系统整体测试。
【关键词】：ADS-B Mode S 报头检测 纠错 DMTL CPR 测试源
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：V243.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 ADS-B 的发展概况及现状14-17
• 1.1.1 国外的发展概况及现状15-16
• 1.1.1.1 美国的发展概况及现状15
• 1.1.1.2 澳大利亚的发展概况及现状15-16
• 1.1.2 ADS-B 带来的挑战和机遇16-17
• 1.2 论文内容17-18
• 第二章 ADS-B 系统结构和工作模式18-25
• 2.1 ADS-B 系统总体架构和工作模式18-19
• 2.1.1 Mode S 数据链ADS-B 系统18
• 2.1.2 VDL-4 数据链ADS-B 系统18-19
• 2.1.3 UAT 数据链ADS-B 系统19
• 2.2 1090MHz ADS-B 发射子系统19-22
• 2.2.1 发射子系统结构19-20
• 2.2.2 发射子系统特征20-22
• 2.3 1090MHz ADS-B 接收子系统22-23
• 2.3.1 接收子系统结构22
• 2.3.2 消息处理流程22-23
• 2.4 1090MHz ADS-B 系统的一些典型应用23-25
• 2.4.1 监视23-24
• 2.4.2 CDTI(飞行数据座舱显示)24
• 2.4.3 其余应用24-25
• 第三章 ADS-B 消息25-36
• 3.1 ADS-B 消息的基本类型25
• 3.2 ADS-B 消息基本结构25-26
• 3.3 ADS-B 消息各字段域描述26-28
• 3.3.1 DF 字段-下行链路格式域26
• 3.3.2 CA 字段-发射机能力域(DF17)26
• 3.3.3 CF 字段(DF18)26-27
• 3.3.4 AF 字段(DF19)27
• 3.3.5 AA 字段-地址域27
• 3.3.6 ME 字段-扩展断续振荡消息域27-28
• 3.3.7 PI 字段-校验/识别域28
• 3.4 ADS-B 消息28-35
• 3.4.1 ADS-B 空中位置信息28-29
• 3.4.2 ADS-B 地表位置信息29-30
• 3.4.3 ADS-B 飞机识别和类型消息30
• 3.4.4 ADS-B 空中速度消息30-33
• 3.4.5 ADS-B 事件驱动信息33-35
• 3.5 ADS-B 消息更新速率35-36
• 第四章ADS-B 接收机数字处理关键算法研究以及硬件实现36-58
• 4.1 ADS-B 接收机数字处理关键算法简介36
• 4.2 信号幅度滤波36-37
• 4.2.1 抑制大功率信号36
• 4.2.2 DMTL(动态最小触发门限)抑制多径反射信号36-37
• 4.3 反窄与反宽滤波37
• 4.4 报头检测37-42
• 4.4.1 脉冲检测37-39
• 4.4.2 4-脉冲报头的初始检测39
• 4.4.3 报头参考功率计算39
• 4.4.4 多个报头的选择和再触发39-41
• 4.4.5 功率一致性检测41
• 4.4.6 DF 认证41-42
• 4.5 ADS-B 数据处理42-46
• 4.5.1 数据位提取以及置信度分析42-44
• 4.5.2 CRC 校验44-46
• 4.6 ADS-B 消息提取46-50
• 4.7 硬件实现50-58
• 4.7.1 硬件系统架构50-51
• 4.7.2 硬件实现电路51-53
• 4.7.3 硬件实现平台主要芯片以及开发环境介绍53-58
• 第五章测试系统实现以及测试结果58-71
• 5.1 测试系统简介58-59
• 5.2 系统结构59-65
• 5.2.1 配置前端60
• 5.2.2 测试信号产生60-64
• 5.2.3 适时监控后端64-65
• 5.3 使用测试源对ADS-B 接收机基带处理测试结果分析65-70
• 5.3.1 脉冲提取算法测试65-66
• 5.3.2 报头检测算法测试66-67
• 5.3.3 重触发算法测试67-69
• 5.3.4 多目标识别测试69-70
• 5.4 ADS-B 接收机点迹处理板系统测试70-71
• 第六章总结71-73
• 参考文献73-75
• 致谢75-76
• 攻博/硕期间取得的研究成果76-77

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 戴超成;肖刚;敬忠良;;采用ADS-B的冲突飞机选择算法[J];电光与控制;2011年10期

2 刘国锋;;简述ADS-BIN技术在中国的应用前景[J];电脑知识与技术;2012年03期

3 许哲;康永;;一种改进的ADS-B信号前导脉冲检测算法[J];电子科技;2013年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 刘天华;一种IP化航空电信网切换管理方案设计及仿真[D];北京邮电大学;2011年

2 李庆;基于S模式ADS-B系统的控制与信息处理[D];电子科技大学;2011年

3 尚德佳;空管多监视数据融合研究[D];西安电子科技大学;2010年

4 戴超成;广播式自动相关监视（ADS-B）关键技术及仿真研究[D];上海交通大学;2011年

5 姚姣;ADS-B监视功能的性能研究和仿真[D];电子科技大学;2010年

6 周建红;基于MDS系统的定位算法与同步技术研究[D];电子科技大学;2012年

7 许晓;信号交叠下S模式ADS-B信号解码仿真[D];中国民用航空飞行学院;2013年

8 罗启铭;雷达、飞行计划与ADS-B数据融合系统设计与实现[D];电子科技大学;2013年

  本文关键词：基于1090MHz ES数据链ADS-B关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：435537