基于ADS-B数据的航迹处理子系统设计与实现

摘要

广播式自动相关监视（ADS-B）技术，是基于卫星GPS定位数据，通过地-空、空-空数据链通信，对外广播自身的状态信息，并接收其它飞机信息的监视技术。ADS-B技术可以应用于雷达覆盖盲区的航空器运行监视。在雷达覆盖区，可以辅助雷达监视，参与雷达数据融合，提高监视能力。它与传统雷达监视技术相比，具有使用成本低、误差小、监视能力强等明显优势。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技术及其相关软件已经成为一个重要的组成部分，具有较强的研究价值。
　　论文首先介绍ADS-B技术应用的国内外概况、相关背景和一些专业概念。其次介绍了ADS-B系统组成原理、系统架构、ADS-B数据链路和ADS-B系统中应用的报文格式。着重讲了系统关键应用软件的设计，明确软件系统的设计需求，设计了系统的各个模块，分析了ADS-B数据处理系统中应用到的坐标转换算法、滤波算法、融合算法和计划相关等算法。其中ADS-B数据的飞行冲突告警算法，能够提示可能存在的告警，是空中交通安全的重要保障。最后阐述了ADS-B数据处理系统的关键应用软件设计，包括软件的开发环境（硬件、软件、网络环境）、软件数据结构定义、各数据源接收、航迹修正、计划相关和多ADS-B数据融合输出等几个部分。
　　本论文主要工作研发了适用基于ADS-B技术的数据处理子系统的几个关键应用软件模块，其中包括ADS-B航迹滤波修正模块、多ADS-B航迹数据关联模块、自动相关学习模块和飞行安全告警等应用软件模块。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 论文研究背景

1.2 研究意义

1.3 论文研究内容介绍

第二章 ADS-B系统原理

2.1 ADS-B系统组成

2.2 ADS-B地面站

2.3 ADS-B数据链

2.4 ADS-B数据格式

2.5本章小结

第三章 ADS-B数据处理子系统的总体设计

3.1系统设计需求

3.2系统模块设计

3.3开发环境配置

3.4 数据结构定义

3.5系统关键技术设计

3.6本章小结

第四章 系统软件应用详细设计

4.1 ADS-B航迹数据处理组件设计

4.2系统前端处理

4.3气压修正

4.4 ADS-B航迹时空对准及起始模块

4.5 ADS-B航迹过滤及修正模块

4.6 飞行计划接收与航迹相关模块

4.7 多ADS-B航迹数据相关模块

4.8 ADS-B与雷达融合

4.9 ADS-B飞行冲突告警

4.10 ADS-B最低安全高度告警

4.11 ADS-B危险区告警

4.12 ADS-B特殊告警

4.13 综合航迹输出

4.14 本章小结

第五章 系统仿真案例分析和结果

5.1 冲突告警仿真分析

5.2低高度告警仿真分析

5.3危险区仿真分析

5.4短期冲突仿真分析

5.5飞行在冲突抑制区内的报警抑制

5.6 ADS-B航迹输出精度

5.7 结论与展望

致谢

参考文献