民用航空飞机实时参数信息提取方法研究及验证

发布时间：2017-08-22 10:26

  本文关键词：民用航空飞机实时参数信息提取方法研究及验证

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【摘要】：根据国家无线电监测中心提出的“利用多普勒频移定位地面干扰源”核心算法(专利号:NO.ZL2005101275977),在知道飞机的飞行状态和地面接收站位置的条件下,能够定位出干扰源的位置,从而防止地面干扰源对飞机的有意或无意干扰。市面上出售的ADS-B接收设备对各种ADS-B报文格式都能解调,但是价格都比较昂贵。本文研究的内容是采用软件无线电技术对ADS-B信号进行解调,得到飞机的身份信息、位置信息、高度信息和速度信息等,可满足定位算法的需求。采用软件无线电的好处是价格低廉、可移植性强、易于维护。首先,本文介绍了广播式自动相关监视(ADS-B,automatic dependent surveillance broadcast)技术的研究背景、意义以及国内外现状;其次,介绍了系统原理和基本结构,详细阐述了ADS-B发射子系统和接收子系统的特点和原理;第三介绍了ADS-B报文格式,重点说明了DF=17报文的各个子字段的编码含义,对高度字段和速度字段的编码含义进行了详细说明。第四,分析ADS-B报文脉冲格式,然后说明基于软件无线电技术的ADS-B信号的检测及解码设计,通过射频前端采集的I/Q数据,对信号进行检测和解码,然后利用校验表进行CRC校验,对报文信息进行1比特和2比特的检错纠错。最后,利用在测试中采集的大量数据通过多普勒效应进行验证。根据飞机信息和干扰源坐标以及干扰信号频率拟合出飞机产生的多普勒频移曲线,再根据频谱分析仪接收飞机产生的多普勒频移信息绘制频移曲线。根据这两条曲线的相似程度,判定基于软件无线电方法对飞机信号解调的实时性和准确性。
【关键词】：广播式自动相关监视 软件无线电 脉冲位置调制 多普勒频移
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V355;V328
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外发展概况11-12
• 1.2.1 国外发展概况11-12
• 1.2.2 国内发展概况12
• 1.3 本文研究的内容12-13
• 1.4 本章小结13-15
• 第二章 ADS-B系统原理15-21
• 2.1 ADS-B系统概述15
• 2.2 ADS-B系统的基本结构15-19
• 2.2.1 1090MHz ADS-B发射子系统16-17
• 2.2.2 1090MHz ADS-B接收子系统17-18
• 2.2.3 ADS-B系统工作原理18-19
• 2.3 本章小结19-21
• 第三章 ADS-B消息分析21-31
• 3.1 ADS-B消息基本类型21
• 3.2 ADS-B消息基本结构21-23
• 3.3 ADS-B消息各字段域分析23-24
• 3.3.1 DF字段-下行链路格式域23
• 3.3.2 CA字段-发射机能力域（DF=17）23
• 3.3.3 CF字段（DF=18）23
• 3.3.4 AF字段（DF=19）23
• 3.3.5 AA字段-地址域23-24
• 3.3.6 ME字段-扩展断续震荡消息域24
• 3.3.7 PI字段-校验/识别域24
• 3.4 ADS-B消息中ME字段域分析24-29
• 3.4.1 ADS-B空中位置消息24-26
• 3.4.2 ADS-B空中速度消息26-29
• 3.5 ADS-B消息更新速率29-30
• 3.6 本章小结30-31
• 第四章 ADS-B消息解码设计及程序31-41
• 4.1 关键技术简介31
• 4.2 信号幅度滤波31-32
• 4.3 报头检测及数据位检测32-33
• 4.4 CRC校验33-36
• 4.4.1 校验查询表34-35
• 4.4.2 1比特纠错35
• 4.4.3 2比特纠错35-36
• 4.5 ADS-B消息提取36-39
• 4.6 本章小结39-41
• 第五章 测试结果及验证分析41-49
• 5.1 测试结果41-43
• 5.2 结果验证及分析43-47
• 5.3 本章小结47-49
• 结束语49-51
• 参考文献51-55
• 致谢55

【参考文献】

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1 刘献科,张栋岭,陈涵生;软件定义无线电及软件通信体系结构规范[J];计算机工程;2004年01期

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本文编号：718598