基于ADS-B的防撞检测算法研究

为了适应越来越繁忙的空域管理,本文提出了一种新的空中交通防撞算法.该算法基于ADS-B扩大飞机的保护区范围,在保护区域和冲突区域的基础上增加了监视区.根据ADS-B接收到的信息,对出现在监视区域的飞机,在水平方向上采用两机的真航向进行判断,再分析两机的最接近的距离,综合确定入侵飞机是否存在与本机相撞的危险.如果存在相撞...     

飞机智慧座舱发展技术研究

未来飞机座舱智慧化转型是必然趋势,研究飞机智慧座舱发展技术能够为未来飞机智慧座舱的设计提供参考支撑。本文探讨了智能与智慧的区别,提出了飞机智慧座舱的概念与设计内涵,总结出深度感知与沉浸式交互、类人的认知及开放性与个性化定制服务的智慧座舱功能设计要素;梳理了发展飞机智慧座舱亟需解决的五项关键技术：多维度深度信息感知与融合技术、先进信息显示技术、沉浸式自然交互技术、智能态势认知技术、多智能体自主适应技术。通过关键技术的分析对未来飞机智慧座舱的发展提出了新的思考。     

基于UAT数据链的ADS-B机载设备的安装及维护研究

数据链路是ADS-B技术的重要组成部分,以广播方式传输飞行器状态、位置、速度等重要监视信息,目前ADS-B技术可选的数据链技术有三种:Mode S 1090 ES、UAT和VDL MODE4.基于UAT数据链的ADS.9B机载系统包括美国Garmin公司生产的GDL-90系统,该系统能够通过UAT数据链传输数据,并且接收来自其他有UAT装备的飞机的数据以及FIS-B气象信息,接收到的数据还可以在显示器上显示.     

飞机座舱显示控制界面设计

飞机座舱显示控制系统作为人机接口,一直是航空工效学关注的对象,提高飞机座舱显示控制系统的可视性和方便操作性,是其设计时所要追求的目标。综合近年来飞机座舱显示控制界面的相关研究现状,创建一种飞机座舱显示控制界面设计方法,并探讨软件设计中涉及到的一些关键技术。该方法集成在 C++系统 中,在飞机座舱设计的各个阶段分别引入飞行员三维人体几何模型和运动学模型;结合视景仿真建模理论和相 关软件,实现飞行视景及座舱显示控制界面的开发;提出飞机座舱显示控制界面设计的综合评价方法,以及各 种评价指标的筛选与评价体系的确立。该显示控制界面设计方法能够通过模拟飞行员的操作动作与计算视 角、可达性、操纵力等参数,较好地反映出飞行员的运动学和动力学特性,提高了界面友好性、操作直观性、简便性。     

基于基本飞行模型的ADS-B航迹修正研究

为有效提高飞机的监视精度,获取准确的飞行航迹,针对ADS-B监视过程中的航迹异常问题,提出了基于基本飞行模型的ADS-B航运修正方法.该方法充分利用ADS-B丰富的飞行数据信息,建立了飞行计算模型和航迹识别模型,最终结合真实数据通过程序仿真验证了该方法的可行性.实验结果表明,该方法能准确、快速修正平飞、转弯、爬升过程中的航迹信息,可以有效提高航迹监视的实时性.     

机载ADS-B OUT设备适航验证方法研究

ADS-B是广播式自动相关监视的缩写,是一种新兴的民航运行监视技术。ADS-B OUT是ADS-B的基本工作模式,其工作原理是基于全球导航卫星定位系统(GNSS)获取航空器位置信息,由飞机飞行管理系统自动地将飞机的位置、速度、姿态等关键信息使用ADS-B发射机,通过地空数据链以广播形式发送给相关的地面站/地面数据中心等。ADS-B OUT模式的功能由机载ADS-B设备和ADS-B地面设备共同实现,机载ADS-B设备作为机载监视设备,必须符合相关适航条款和规范的要求。本文概括地介绍了ADS-B技术,对ADS-B的背景、工作原理和优点进行了阐述,对与机载ADS-B设备相关的适航条款、规范进行了梳理和归纳,研究并整理了适用的主要的符合性验证方法,对试验中应重点关注的试验项目和重点关注的问题进行了总结,并对机载ADS-B设备的发展和相关的适航验证方法提出了设想。     

基于数据融合的ADS-B/ACARS空域监视系统设计

研究了广播式自动相关监视(ADS-B)与飞机通信寻址报告系统(ACARS)两种数据链路的优缺点;提出了以ADS-B监视为主,将两种数据链路数据融合的思想.研究数据融合算法,构建数据融合模型,并编程实现了ADS-B/ACARS组合空域监视软件.现场运行证明,系统增大了多源监视范围、丰富了监视信息、提高了监视精度.     

飞机座舱人机工效评定实验台研制

为解决飞机人机界面设计在新形势下面临的问题,研制了一套基于飞行模拟器的驾驶员工效评定实验台,以便在更加实际的飞行情况下对飞行员的认知特性进行研究.该实验台由飞机座舱、仿真软件、计算机系统和生理参数测量系统等组成,能开展座舱优化布局、界面信息显示适人性、脑力负荷的综合评定等研究.该实验台的研制为飞机人机界面的工效设计和评定提供了一种新的方法.     

虚拟座舱多功能显示器的设计与实现

在剖析座舱显示系统的发展及现状的基础上,本文详细介绍了虚拟座舱多功能显示器的设计原理及过程。整体系统的设计基于Open GL开发的仿真软件平台,系统的通信接口遵循W indows套接字规范,模块化架构兼顾了软件的移植性和继承性。通过任务计算机传输数据,虚拟多功能显示器可以实时显示飞机的飞行、导航、机载设备运行状态等参数,较好地模拟了战机实战状态下的各种数据显示。     

符合ARINC661规范的DF文件生成技术的研究与应用

ARINC661规范定义了飞机座舱显示系统和用户应用之间的接口。它彻底解除了显示系统逻辑处理和图形显示的耦合关系,具有很好的灵活性、开放性和实用性,已逐步发展成为飞机座舱显示系统的行业标准。本文提出了一种符合ARINC661规范的DF文件的生成技术,并基于该技术完成了DF文件生成工具的开发。     

加强机载交通和地形避撞告警功能提高自治飞行能力

从飞机的安全间隔保障和空中避撞告警，以及飞机的地形避撞和近地警告两个问题的现有手段和正在发展中的某些新概念、新技术出发，说明交通和地形信息资源的开发利用，有助于更好地增强机上信息环境，发挥交通和避撞的告警和显示功能，提高自治飞行（ＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＦｌｉｇｈｔ）能力；在未来空域环境中过渡到飞机避撞责任由驾驶员和管制员双方分担。重点介绍机载间隔保障系统（ＡＳＡＳ）概念，其所用的广播式自动相关监视（ＡＤＳ－Ｂ）和驾驶舱交通信息显示（ＣＤＴＩ）技术，此外也介绍预测型近地警告和利用地形数据库的仿前视地形复现技术。     

A visionary look at aviation surveillance systems

The FAA's future aviation surveillance systems fall into four categories: Automatic Dependent Surveillance (ADS) will be used in the oceanic environment; ADS-Broadcast (ADS-B) will be used in the domestic en route environment; ADS-B will be used with a secondary radar backup in the terminal area; and ADS-B will be used with primary radar backup within the Airport Surface Traffic Automation (ASTA) system on the airport's surface environment. Two other systems introduced in this paper are Cockpit Display of Traffic Information (CDTI) and Traffic Advisory and Collision Avoidance System (TCAS). All these systems will use navigational signals emitted by the Global Positioning System (GPS) constellation of satellites     

基于IMMKF算法的ADS-B监视应用目标跟踪

目标跟踪是机载广播式自动相关监视（ADS-B）应用的基础功能,对提升航空器周边的弱机动民航飞机目标跟踪性能具有重要意义。提出一种基于交互式多模型卡尔曼滤波（IMMKF）算法的ADS-B 监视应用目标跟踪方法。首先,针对弱机动背景下的民航飞机的飞行特点,建立包含匀速模型和标准协同转弯模型的运动模型集,并对模型进行线性化近似;然后,将模型预测和ADS-B 状态矢量量测数据作为IMMKF 算法中多个并行卡尔曼滤波器的输入,进行并行滤波;最后,计算得到目标状态矢量的估计和模型近似概率,并作为下一次迭代的输入。结果表明：相比于基于匀速模型的卡尔曼滤波目标跟踪方法,IMMKF 方法的位置跟踪误差降低了59%,速度跟踪误差降低了77%,显著提升了状态估计性能,具备较高的跟踪精度、稳健性与计算效率,在ADS-B 监视应用中具有实际应用价值与借鉴意义。     

基于嵌入式系统的 ADS-B 接收机软件设计和关键技术分析

广播式自动相关监视(ADS-B)是基于 S 模式空-地、空-空数据链完成监视、信息传递和导航的一种空中交通管制(ATC)新技术.本文提出了基于 Vxworks 嵌人式操作系统的 ADS-B 接收机核心软件设计,论述了系统实现所需的邻机数据管理、格雷码解码以及位置信息处理等关键技术以及软件实现方法     

基于深度学习的ADS-B异常数据检测模型

广播式自动相关监视（ADS-B）是下一代空中交通运输系统的重要组成部分，是新航行系统中非常重要的通信和监视技术，但其协议没有提供相关的信息认证和数据加密，因此极其容易受到欺骗干扰的影响。针对ADS-B报文数据特点，采用深度学习的seq2seq模型对ADS-B报文数据进行重构，通过重构误差来检测异常，并对数据进行特征扩展，使模型能更好的捕捉数据的时间依赖性。实验结果表明，所采用的方法优于传统的机器学习方法，且在数据特征扩展后，模型检测效果提升。相比于现有的欺骗干扰检测方法，该方法不需要改变ADS-B系统的协议，也不需要额外的节点或传感器参与，具有一定的适应性和灵活性。     

ADS-B监视下飞行间隔评估方法研究

广播式自动相关监视（ADS-B）技术推广使用的首要问题是间隔标准的确定,为此ADS-B下飞行间隔的评估就成为亟待解决的问题。采用与基准系统进行比较的方法,对ADS-B监视下的飞行间隔的安全评估方法进行了研究。建立了ADS-B监视下的危险接近概率模型,确定了ADS-B下飞行间隔的研究方法,对雷达监视和ADS-B监视下的危险接近概率进行比较分析,在不低于雷达监视的安全目标水平下确定出ADS-B监视下对应的最小间隔。研究结果表明：在不低于雷达监视的安全目标水平下,ADS-B监视下的飞行间隔标准更小,因此方法适用于国内ADS-B监视下的飞行间隔的评估。     

一种基于ADS-B、WAM和雷达的组合监视方法及其架构

978MHz的广播式自动相关监视系统(ADS-B)技术在通用航空空管领域有广泛应用。中国民航飞行学院在我国首次应用ADS-B系统。从2005年至今,中国民航学院的所有5个机场建立了地面基站,150架飞机加装了机载ADS-B系统,系统运转良好,极大地提高了训练飞行的安全性和空域的利用率。为保证系统数据的精度和完整性,本文介绍了一种方法,即实现多种导航覆盖的ADS-B、广域多点相关系统(WAMLAT)和雷达监视的组合方法,以提高空中交通监视的可靠性,满足空中交通监视所需的导航精度、导航完整性和监视完整性要求。这种综合构型监视方法,将有助于推动多监视源的应用。     

EBAA：An efficient broadcast authentication scheme for ADS-B communication based on IBS-MR

Automatic dependent surveillance-broadcast （ADS-B） systems can broadcast satellitebased aircraft position, identification, etc., periodically, and are now on track to replace radar to become the backbone of next-generation air traffic management （ATM） systems. However, ADS-B systems suffer severe cyber-security problems due to the broadcast-type data link and the lack of designed-in security measures. Especially, since ADS-B messages are unauthenticated, it is easy to insert fake aircraft into a system via spoofing or insertion of false messages. Unfortu- nately, the authentication for ADS-B messages has not yet been well studied. In this paper, based on identity-based signature with message recovery （IBS-MR）, an efficient broadcast authentication scheme for ADS-B messages is proposed. The security analysis demonstrates that the scheme can achieve authenticity and integrity of ADS-B broadcast messages, as well as adaptive evolution of broadcasters＇ private keys. The performance evaluation shows that the scheme is computationally efficient for typical avionics devices with limited resources. Furthermore, the scheme achieves low communication overhead since broadcast messages can be recovered from signatures, and thus it is suitable for low-bandwidth ADS-B data link.     

Study of ADS-B Data Evaluation

In western China, the terrain and meteorological conditions are so complex that it is not suitable to construct new radar stations. Automatic dependent surveillance-broadcast (ADS-B) is a totally new surveillance method, so before practically applied and operated in China, abundant tests and evaluations are necessary to validate the performance of ADS-B and guarantee the operational security. During the flight tests, we collect the data of radar, ADS-B and high accuracy position and compare the performance of ADS-B with radar based on high accuracy position. To solve the asynchronous problem among radar data, ADS-B data and real-time kinematic (RTK) data caused by different update rates, this article proposes the technique of synchronizing multi-surveillance data by extrapolating from the data of low update rate to high update rate according to velocity and heading. Meanwhile, because radar data, ADS-B data and RTK data are expressed in different coordinates and cannot be compared each other, this article provides a method to unifying the coordinates of multi-surveillance data. By the analysis and evaluation, we can conclude that the performance of ADS-B is better than radar.     

机载ADS-B技术现状与发展趋势

随着广播式自动相关监视( ADS-B )技术的发展与广泛应用,国外涌现出许多 ADS-B 设备研制商,开发出多种应用于不同平台、具有不同功能构型的 ADS灢B 产品。从搭载平台与功能构型两个视角出发,对国内外机载 ADS-B 产品进行分类;分析航线飞机、通航飞机以及无人机载 ADS灢B 产品的功能与技术特点,并针对当前 ADS-B 系统面临航空器监视应用开发、安全性、密集干扰环境下接收增强、1090ES 链路扩容等难点问题,分析讨论技术途径并提出发展建议。