论文部分内容阅读
广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)因其低成本与硬件设施简单等优越条件给空中交通管制(Air Traffic Control,ATC)提供极大的便利而得到广泛的发展。目前,ADS-B系统是国际民航组织、欧美各航空运输发达国家、澳大利亚及香港情报区和东南亚部分国家积极建设使用的下一代航空运输系统的基础设施,我国也在全力推行ADS-B技术。ADS-B系统对空中飞行器的监视是基于飞行器自主报告位置信息来实现的,其有效应用前提是对飞行器位置报告信息的充分信任,因此,该系统作为独立监视手段存在一定的脆弱性。对于解决飞行器位置报告的真伪判别问题,开展相关地面站的设置与算法研究有着重大意义,进而为监视系统更新换代提供依据。本文首先分析ADS-B系统的组成体系及解析其应答信息结构,据此分析ADS-B系统存在的应用风险,特别地考虑了ADS-B报文的可欺骗性;其次,针对应答信息的可欺骗性,从定位目标着手,提出了较为有效的地面站抗欺骗系统信息处理方案,研究该系统地面站设备配置问题,并指出支撑该系统的核心技术为单脉冲信号到达角(Direction Of Arrival,DOA)估计方法;最后,针对所提的基于单脉冲测角的ADS-B定位算法,相应地使用仿真数据源,评估这该算法对目标的定位能力及数据处理能力。另外,本文对线阵的单脉冲测角技术做了深入研究,研究中考虑了振幅和差单脉冲算法与相位和差单脉冲算法这两种单脉冲测角方法,前者以基于Taylor/Bayliss窗加权的和差测角算法为例,后者采用基于半阵法的和差测角算法进行分析,这两种算法实现的前提是需获得信号大致来向,而在应用中ADS-B应答信号方位角可根据历史航迹信息获得。理论分析和仿真实验结果表明,这两种算法均能较好地实现DOA估计,但前者应用较为广泛。