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基于模式S的ADS-B系统研究

2020-11-30阅读(646)

基于模式S的ADS-B系统研究

论文摘要

自动相关监视（ADS）技术,是基于卫星定位和地/空数据链通信的航空器运行监视技术。ADS的概念,最初是为越洋飞行的航空器在无法进行雷达监视的情况下,希望利用卫星实施监视所提出的解决方案。在此概念下衍生的“广播式自动相关监视”（ADS-B）技术,不仅成功应用于无雷达地区的远程航空器运行监视,而且与传统雷达监视技术相比,ADS-B技术具有使用成本低、精度误差小、监视能力强等明显优势,对于高密度飞行区域的空中交通服务也有着广泛的应用前景。世界各国普遍加快了对ADS-B技术的研究和推广应用。在新航行系统中,ADS-B技术已经成为一个重要的组成部分,具有较强的研究价值。本文首先介绍一种S模式ADS-B系统的原理和应用范围。着重讲解S模式ADS-B接收基站的设计和本项目所涉及的基站解码部分的信号接收和处理实现。S模式ADS-B接收基站旨在接收ADS-B飞机的应答信号,应用各种算法（包括多点定位与和差幅度定向）确定飞机方位,结合解码板对飞机应答信号的提取和处理,得到相应飞机的身份、类型、点迹和航迹等各种信息。本S模式接收机在接收ADS-B信息的同时也要对传统的二次雷达信息进行接收,通过对数据格式和坐标的转换得到在一个统一量度下的处理信息。因此本项目是建立在二次雷达模式S解码板基础上的加强版ADS-B解码板。可同时处理转换后的二次雷达脉冲信息和ADS-B广播脉冲信息。本项目是基于DSP+FPGA结构的ADS-B数据解码板。在文中我们会具体分析ADS-B系统信号处理算法和实现过程,并通过对解码板严格的测试和验证,得出最终的优化和改进措施。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  • 1.1 研究背景
  • 1.1.1 空中交通管制概念及方法
  • 1.1.2 自由飞行的概念
  • 1.1.3 ADS-B 的产生意义及关键技术
  • 1.2 项目内容介绍
  • 1.3 论文内容介绍
  • 第二章 ADS-B 技术
  • 2.1 ADS-B 技术简介
  • 2.1.1 ADS-B 技术的定义
  • 2.1.2 ADS-B 系统架构
  • 2.1.3 ADS-B 技术应用前景
  • 2.2 我国在ADS-B 系统的不足及改进方向
  • 2.2.1 技术兼容问题
  • 2.2.2 数据链有待于统一标准
  • 2.2.3 与二次雷达数据的链路冲突
  • 2.3 ADS-B 数据链
  • 2.3.1 ADS-B 报文的4 种数据形式
  • 2.3.2 本项目采用的设计形式及数据格式
  • 2.3.3 ADS-B 系统的信息处理与显示
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 S 模式ADS-B 系统解码板设计
  • 3.1 S 模式ADS-B 系统基本功能
  • 3.2 ADS-B 接收机的作用及设计考虑
  • 3.3 解码板总体设计要求
  • 3.4 解码板设计实现
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 S 模式ADS-B 系统解码板的数据接收及预处理
  • 4.1 目标接收时对ADS-B 飞机位置的确定
  • 4.1.1 多点定位原理
  • 4.1.2 相关例案：通过多点传输定位单个目标
  • 4.2 数据接收及预处理的芯片使用介绍
  • 4.2.1 高速串并转换模块（D592LV1212A）简介
  • 4.2.2 Actel 公司A3P1000 系列FPGA 简介
  • 4.3 数据接收及预处理中的具体算法和实现
  • 4.3.1 脉冲上升沿、下降沿的提取
  • 4.3.2 报头位置判定
  • 4.3.3 参考功率判定
  • 4.3.4 多ADS-B 模式S 报文接收算法
  • 4.3.5 目标交叠取舍
  • 4.3.6 目标邻近取舍
  • 4.4 二次雷达和ADS-B 数据融合
  • 4.4.1 二次雷达和ADS 数据格式及区别
  • 4.4.2 ADS 与二次雷达数据坐标转换
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 S 模式ADS-B 系统解码板DSP 处理实现
  • 5.1 DSP 实现方案
  • 5.2 TI 公司 TMS320C6416/DSP 简介
  • 5.3 DSP 数据接收
  • 5.4 DSP 处理流程
  • 5.4.1 幅度参考功率计算
  • 5.4.2 代码位和置信度判定
  • 5.4.3 循环冗余校验及纠错处理过程
  • 5.4.4 方位计算
  • 5.5 ADS-B 数据报表的生成和发送
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 ADS-B 航迹的生成和修正
  • 6.1 目标跟踪
  • 6.2 基于卡尔曼滤波的航迹修正
  • 6.2.1 卡尔曼滤波基本模型
  • 6.2.2 航迹目标模型设计
  • 6.2.3 滤波模式切换
  • 6.3 本章小结
  • 第七章 S 模式ADS-B 系统解码板测试及验证
  • 7.1 PC 机数据源界面介绍
  • 7.2 主控板介绍
  • 7.3 数据源测试方案设计
  • 7.4 本章小结
  • 第八章 结论及改进
  • 8.1 解码板数据容量优化考虑
  • 8.2 TI6416 程序二次 BOOT 优化方案
  • 8.2.1 调试过程和BOOT 的设计考虑
  • 8.2.2 BOOT TABLE 设置
  • 8.2.3 CMD 文件的设定
  • 8.3 本章小结
  • 致谢
  • 参考文献
  • 个人简历
  • 攻读硕士学位期间的研究成果

    • 相关论文文献

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    • [2].低信噪比S模式应答信号相关检测方法[J]. 信号处理 2017(10)
    • [3].S模式应答信号多通道接收解码技术研究[J]. 现代电子技术 2012(23)
    • [4].直升机引导雷达应答信号产生器的设计与实现[J]. 船电技术 2018(09)
    • [5].有效应答信号个数对定位精度的影响分析[J]. 声学与电子工程 2014(04)
    • [6].基于模式识别的S模式ADS-B应答信号检测[J]. 指挥信息系统与技术 2016(01)
    • [7].IFF应答信号实时检测技术[J]. 无线电通信技术 2012(02)
    • [8].脉冲雷达模拟多站搭接训练平台设计与实现[J]. 电子设计工程 2020(09)
    • [9].二次雷达S模式应答信号与ADS-B信号的甄别研究[J]. 微型机与应用 2015(20)
    • [10].基于综合技术的应答触发信号提取设计[J]. 指挥控制与仿真 2017(04)
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    • [13].基于应答转发的电离层侧向散射传播特性仿真与试验研究[J]. 电子学报 2019(06)
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