民用航空飞机实时参数信息提取方法研究及验证

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。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外发展概况

1.3本文研究的内容

1.4本章小结

第二章 ADS-B系统原理

2.1 ADS-B系统概述

2.2 ADS-B系统的基本结构

2.3本章小结

第三章 ADS-B消息分析

3.1 ADS-B消息基本类型

3.2 ADS-B消息基本结构

3.3 ADS-B消息各字段域分析

3.4 ADS-B消息中ME字段域分析

3.5 ADS-B消息更新速率

3.6本章小结

第四章 ADS-B消息解码设计及程序

4.1关键技术简介

4.2信号幅度滤波

4.3报头检测及数据位检测

4.4 CRC校验

4.5 ADS-B消息提取

4.6本章小结

第五章 测试结果及验证分析

5.1测试结果

5.2结果验证及分析

5.3本章小结

结束语

参考文献

致谢