ADS-B数据链路干扰分析

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空中交通管理的首要任务是保障所有飞机在航线上按时、安全、有效的在空域中飞行,对于管制员,则要时刻监视其负责空域内每个飞机的飞行情况。传统的检测方式是通过雷达与飞行员通讯,采取询问/应答的方式来了解飞机的状况。从长远的发展来看,这种雷达系统还存在一些不足:在海洋与荒漠等地区存在许多雷达盲区,这些盲区的形成主要是因为雷达波束直线传播的方式;对于飞机的计划航路、速度等态势数据,雷达系统目前还不能得到,这直接影响跟踪精度以及短期冲突告警的能力。因此,寻找一种新的监视方法以及势在必行。ADS-B全称为Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,中文翻译为广播式自动相关监视,对于空管领域,ADS-B系统是同时具备监视与通信功能的信息系统。目前,国际民航组织已经把ADS-B技术作为未来主流的监视技术之一。随着这项技术的发展以及广泛使用,ADS-B中所存在的问题也日益严重,链路中的干扰直接影响ADS-B系统对飞机的监视以及导航工作。本文将从ADS-B系统的起源开始,逐步介绍它的工作原理、使用区域、所存在的风险以及目前国内外的研究和发展情况。ADS-B系统进行信号传播使用到三种链路:1090ES数据链路(1090MHz Mode S Extended Squitter,1090ES)、通用访问收发机(Universal Access Transceiver,UAT)、模式4甚高频数据链路(VHF Data Link MODE4,VDL-4),通过比较的方式找到各种链路的优势和劣势。本文以1090ES数据链路为例,对它存在的干扰问题进行了分析研究。最后论文采用恒模算法和盲信号提取两种算法分别去解决ADS-B链路中存在的干扰问题。在这个过程中,选取调频信号和C模式应答信号分别作为1090ES中的干扰信号,通过Matlab进行仿真实验,使得采用恒模算法可以从1090ES与调频信号组成的混合信号中提取出1090ES和调频信号,采用盲信号提取法可以从混合信号中分别提取出1090ES应答信号与C模式应答信号,验证两种算法对于解决链路中干扰问题可行性和有效性。此外,本文对ADS-B系统未来的发展趋势进行了展望。
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