基于ADS-B的低空飞行航迹预测

针对低空自由飞行目标航迹预测问题,提出从战略与战术两层面综合考虑的方法。基于ADS-B监视数据TC报告,考虑目标多重状态参量偏移值,引入衰减记忆和移动窗口平滑模型综合历史信息,实现适合于低空飞行特点的飞行意图推断,规划出战略预测航迹。同时,依据一种新型跟踪监视算法,提出战术与战略预测相结合的航迹混合预测思想,预测目标未来中远期航迹。     

基于跟踪状态监视的稳健航迹关联与融合算法

空间邻近目标跟踪过程中存在航迹交错现象,传统的航迹关联与融合算法可靠性大大降低。提出基于跟踪状态监视的稳健航迹关联与融合跟踪算法:首先,采用滑窗式全局最优关联方法利用多帧航迹数据确认航迹关联对,并建立系统航迹;然后,根据确认关联航迹的实时关联状态检测航迹交错;最后,根据航迹衰减残差识别运动状态,自适应选择融合量测或者融合状态估计完成系统航迹的状态更新。仿真结果表明,算法能够提高融合航迹精度,实现稳健航迹关联与融合。     

自动相关监视目标的跟踪算法研究

为了实现对新航行系统自动相关监视目标的跟踪,通过对机动目标跟踪算法进行分析研究,给出了一种基于高斯和的贝叶斯估计多模型跟踪算法。其主要思想是对多个模型滤波器滤波输出进行加权平均,每个模型滤波器采用推广卡尔曼滤波算法,当需要进行状态预测时,应用卡尔曼滤波理论进行K步迭代递推估计。该算法是解决非线性、非高斯估计问题的一个较好的变结构多模型算法。基于高斯和的贝叶斯估计算法对匀速、匀加速和强机动目标都可以达到良好的跟踪效果。     

广播式自动相关监视(ADS-B)信息在空管系统中的应用研究

广播式自动相关监视(ADS-B)具有良好的监视手段,能更准确、连续、及时地掌握飞行器的飞行动态,监视范围覆盖了从"登机门到登机门",对在低海拔、非陆地区域等无法布设传统航管雷达的区域能达到补盲作用,帮助管制人员有效地实施空中交通指挥。我国航空事业起步较晚,技术力量薄弱,论文主要对广播式自动相关监视(ADS-B)的组成、工作原理、特性做阐述,介绍利用ADS-B传感器的布设网络,进行ADS-B监视信息的处理并与原有的传统航管雷达进行融合相关,提供ADS-B监视服务。     

基于改进滤波算法的ADS-B航空目标监视雷达信道优化

广播式自动相关监视(ADS-B)技术作为一种被广泛应用的航空监视技术,本身极其容易受到同频与外部噪声环境的影响.文中将从ADS-B中的监视算法入手,对其雷达信道进行优化改进.在研究过程中,主要通过正向和反向插值滤波算法对卡尔曼滤波算法进行改进,以达到提高雷达精度的目的.然后通过实验的方式对这种改进措施进行验证.验证结果...     

基于ADS-B的航迹规划算法在无人机飞行管理中的应用

在研究无人机飞行管理过程中,受到广播式自动相关监视(ADS-B)技术监视航空目标的启示,设计了一种以ADS-B技术为基础的无人机航迹规划算法.将场势理论和ADS-B技术相结合,使该算法能够对无人机的飞行进行提前规划和管理.在随后的对比实验和仿真实验中,该文设计的算法在不同障碍数量下,航迹规划一次性成功率虽然略低于当前已...     

基于TriLSTM-SVDD的ADS-B欺骗数据检测方法

广播式自动相关监视(ADS-B)协议公开、无认证措施等特点,使其易受消息修改攻击。首先,分析了攻击者攻击意图与攻击路径选择的关联性;然后,为了应对通过1090ES链路、机载网络等实施的消息修改攻击,提出了经特征处理的TriLSTM-SVDD模型进行欺骗数据检测。仿真结果表明,TriLSTM模型预测误差显著小于LSTM模型,TriLSTM-SVDD模型则以98.9%的准确率识别出0.01°的纬度值偏差、0.02°的经度值偏差和50 m的高度值偏差。     

基于ADS-B意图信息的航迹预测改进算法

在飞行冲突探测和恶劣天气情况下,单纯利用跟踪滤波算法无法准确判断目标飞机未来的飞行动态。为了有效提高航迹预测精度,针对广播式自动相关监视(ADS-B)信息中意图信息对航迹的影响,提出了一种基于ADS-B意图信息的航迹预测改进算法。该改进算法先通过残差均值交互式多模型(RMIMM)算法,推算出目标飞机的飞行状态参数和飞机运动模式,再结合天气状况、飞行计划和空中交通管制规章进行意图估计,最后通过飞行状态参数、飞机运动模式以及意图信息共同预测目标飞机的航迹。运用蒙特卡洛方法进行仿真,结果表明,与现有算法相比,该改进算法不仅能提供更加精确的航迹预测,而且降低了意图推断的时间延迟。     

基于ADS-B的飞机防撞算法

面对飞行流量持续快速增长,民航空域资源日益短缺,对冲突飞机进行有效的解脱,是避免飞机间发生碰撞的关键技术。对飞机保护区域进行合理建模,给出一种基于广播式自动相关监视（ADS．B）技术的冲突解脱算法,该算法有效利用ADS．B的数据精度高、更新快的特点,从水平方向上给出“保向变速”与“保速变向”两类解脱策略,从垂直方向上给出“爬升”和“下降”两种解脱策略。把飞机的水平速度、航向和垂直速度作为控制变量,通过计算冲突解脱的边界条件获得控制变量转换时间,从而找到可行的解脱方法。仿真结果表明,对于同一飞行冲突情形,并不是所有的冲突解脱策略都是可行的,但是对于可行的冲突解脱策略,需要由飞行员根据当时的具体情况去决定哪种解脱方式是最优的。     

基于ADS-B趋势信息的民航飞机跟踪算法

为了有效提高飞机的跟踪精度,获得准确的飞机监视信息,针对民航飞机运行 的特点以及ADS-B信息的特征,充分利用ADS-B趋势信息报告和当前统计模型的优点,提出了 一 种基于ADS-B趋势信息的当前统计模型改进算法。该算法能够将直线运动和转弯机动飞行中 的跟踪误差都稳定在60 m左右,证明了该算法适用于所有飞行阶段,提高了当前统计模 型跟踪算法的精度和适用性。     

基于飞机降落信息的ADS-B数据跟踪算法

在空中交通管制(ATC)领域,广域监视系统中的ADS -B接收机在飞机飞行方向改变时,由于其收星的数量减少导致数据率变低,并且在飞机降落过程中丢点严重.结合ADS -B数据的特点,采用两个模型分别表示飞机的匀速运动和匀加速运动状态,利用三点速度方向预测修正对地速度,并引入飞机降落的先验模型,实现在广域监视中对飞机的有效...     

一种小波变换下的ADS-B信号增强算法

S模式的广播式自动相关监视技术（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B）是目前空中交通管制大力推广的技术,但ADS-B信号在远距离传输过程中,由于传输信道的影响,会出现幅度减小和能量衰减等问题,从而导致接收到的微弱ADS-B信号不能正确译码。针对这种情况,提出用小波变换对信号做增强处理的方法,首先改进小波系数,接着确定分解层数,再利用重构指数来选取最优小波基,最后对阈值进行改进,考虑在不同的小波分解尺度上选取不同的阈值。对实际数据进行测试的结果表明,该算法能有效地对ADS-B信号进行增强,对信号强度为-94 dBm的微弱信号也能正确译码,译码准确率明显提高,对空中管理、空间安全等实际应用有一定意义。     

一种基于ADS-B IN的自主空中冲突探测方法

针对通航飞机机载缺少空中冲突告警能力的问题,提出了一种适用于通航多机动性特点和低成本需求的自主空中冲突探测方法,实现对通航飞行轨迹的密切跟踪和准确预测;还利用改进的机载自主空中冲突预测模型完成冲突探测,并使用一种多重判定方法,保证了发布告警的正确性.仿真结果表明,该方法能为飞行员提供符合航空无线电技术委员会(Radio Technical Commission for Aeronautics,RTCA)关于空中冲突告警要求的反应告警预留时间.基于所提方法的机载原型机研制已经完成,安装该原型机的通航飞机在某通航机场完成了飞行验证,飞行验证结果表明,飞行员在冲突发生前92 s便获得冲突提醒,帮助飞行员提前完成正确的机动避撞.     

一种基于IPDA的航迹质量管理新算法

传统的航迹管理方法在处理航迹起始、跟踪和终结时需用到不同算法,这无疑增加了航迹管理的复杂性.文中借助综合概率数据互联(IPDA)算法中考虑目标存在概率的思想,结合打分方法提出了一种新的航迹质量管理算法.该算法利用目标存在概率的信息不仅能对目标航迹进行更好地跟踪,同时可以判定航迹的起始和终结.仿真结果表明该算法跟踪性能优于PDA算法,并能够通过调节初始存在概率和质量的满分值来达到合适的起始和终结反应时间.仿真结果验证了算法的正确性和有效性.     

采用ADS-B的冲突飞机选择算法

提出了一种采用ADS-B的冲突飞机选择算法,满足未来空城复杂交通态势对自由飞行的需求.算法利用ADS-B提供丰富航行信息及高速更新率等特点,在本机周围40 ～100 nmile范围内,选择出有可能发生冲突的飞机.运用Matlab进行功能仿真,并通过Monte-Carlo方法分析其性能,结果表明算法在排除无威胁飞机方面性...     

基于GNSS完好性的ADS-B防欺骗

为有效解决广播式自动相关监视（ADS-B）系统易被人为恶意虚假欺骗这一紧迫问题,提出了一种将全球导航卫星系统（GNSS）完好性信息与ADS-B报文完好性特征属性参数进行一致性比对的自主式防欺骗方法。设计了基于GNSS完好性信息的ADS-B自主式防欺骗算法流程,并利用ADS-B接收机接收的真实报文和模拟产生的虚假报文,对整个防欺骗过程实施了仿真实验。通过对真假ADS-B混合报文的解析,获得时间、位置和导航不确定类别（NUC）的值,根据时间和位置信息利用接收机自主完好性监视（RAIM）和高级接收机自主完好性监视（ARAIM）的完好性增强算法,获得水平保护级（HPL）的预测值,再将该预测值与NUC值进行一致性比对,从而判别ADS-B报文的真实性。仿真结果表明,提出的防欺骗方法能有效防止不含完好性信息或完好性信息与飞机位置不关联的虚假ADS-B报文的恶意欺骗,对虚假报文的识别率不会低于99%。