共信道干扰环境下星基ADS-B系统监视性能

星基广播式自动相关监视系统（星基ADS-B）是实现广域范围内航空器监视的主要技术手段。为揭示星基ADS-B系统共信道干扰对系统监视性能的影响，提出了星基ADS-B系统监视容量的计算方法。首先给出了星基ADS-B系统模型，随后理论分析给出消息正确接收概率、位置消息更新间隔及位置报告更新间隔的计算公式，以此为基础给出了星基ADS-B系统监视容量的计算公式，最后基于SNS软件构建了星基ADS-B仿真系统，仿真验证了理论结果的正确性。研究表明：星基ADS-B系统的监视容量由ADS-B应用子系统所要求的航空器位置报告更新间隔、航空器-卫星链路的误码率、星-地面站链路的误码率及卫星数目联合确定。     

ADS-B监视报文参数统计及其所需性能

基于广播式自动相关监视（ADS-B）报文的位置导航不确定性指标（NUC_P）的监视质量备受关注。针对位置导航不确定性参数好、监视质量却不高的问题，深入研究广播式自动相关监视报文数据项及其与基于性能的通信与监视的相关性。在充分考虑通信导航监视相关性及全球卫星导航系统（GNSS）广域增强等因素基础上，推导、构建了监视所需性能估计模型，并给予合理简化。在测试空域利用2个具有运行资质的生产商ADS-B接收站，连续采集近2亿条ADS-B报文，统计分析报文各信息项的状态参数，并应用到所需性能估计模型评估计算这两个ADS-B站的所需监视性能。此外还将参考文献报文参数代入模型评估所需性能。结果显示，当考虑报文各信息项统计状态及具备广域增强服务支撑时，ADS-B所需监视性能参数估计值未达到99.9%要求。若缺乏广域增强服务及相关性因素等，系统所需性能与国际民航组织（ICAO）监视要求的差距则更大。     

天津终端区ADS-B位置报告更新间隔的研究

广播式自动相关监视(ADS-B)是未来空中交通管理的主要监视手段。为了分析不同接收距离和接收空域内不同飞机密度对ADS-B位置报告更新间隔的影响,构建了一套地基ADS-B接收实验系统,通过采集天津滨海机场附近接收的DF17消息,并利用ADS-B接收实验系统统计分析出不同接收距离与不同飞机密度条件下的正确位置报告更新间隔。研究得出:该区域ADS-B位置报告更新间隔呈现多峰分布形态,且位置报告更新间隔随着接收距离与飞机密度的增加而增大;位置报告更新间隔能满足EUROCAE指定的终端区与航路区位置更新间隔监视性能要求。该研究为评估中低空密度空域ADS-B监视性能提供一定参考价值。     

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。     

基于ADS仿真平台的双模式机载ADS-B接收机仿真

围绕机载ADS-B接收机组件的工作方式,研究1090ES和UAT两种类型数据链的技术指标,给出了机载ADS-B射频接收前端的系统架构,搭建了一款机载ADS-B接收机的仿真系统。仿真系统以ADS先进设计系统软件为仿真平台,基于RTCA DO-260B标准,实现了1090ES和UAT双模式数据链机载ADS-B接收机的构建。     

ADS-B系统中的电磁干扰研究

ADS-B系统是一种新型民航空管监视系统,可以显著提高空域飞行容量,在世界民航领域得到了极大的推广应用。然而,其飞速发展的同时也面临着严峻的电磁环境形势,是飞行安全的一个重大隐患。ADS-B系统面临着针对定位系统和ADS-B报文传输数据链2个方面的电磁干扰。本文对ADS-B系统的各类电磁干扰进行了分析研究,并综述了抑制干扰的新技术新方法,为ADS-B系统抗干扰领域的研究提供一定的借鉴和参考。     

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。     

一种限定虚警概率的PN码捕获自适应门限估计算法

提出了一种限定虚警概率的PN码捕获的自适应门限估计算法,首先在对判决变量的统计特性分析的基础上,计算出了判决门限的有偏估计量;然后分析了估计偏差对捕获系统检测概率和虚警概率的影响;最后,计算机仿真表明,在限定虚警概率的前提下,捕获系统在高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下具有较高的检测概率,自适应门限的估计方法易于实现,且适合工程应用。     

ADS-B监视数据质量分析研究

为了进一步推广ADS-B技术,提高ADS-B数据的质量,通过对ADS-B数据的分析,研发了一种ADS-B数据质量评估系统,该系统可以对CAT021报文进行解析,并对解析后的数据的完好性、漏点率和跳点率进行分析,以及航班轨迹的显示。论文中采用了广州＂大和章＂ADS-B台站数据对其进行了验证,其评估结果可靠有效,对ADS-B数据分析研究有一定的参考意义。     

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     

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.     

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.     

面向机载综合监视系统的ADS-B技术综述

广播式自动相关监视（ADS-B）作为机载综合监视系统（ISS）的新增重要组成部分,在保证飞机飞行安全的前提下,在监视成本和效率方面展现出优势,引领了未来监视技术的发展。本文首先介绍了ADS-B系统功能与优劣势,梳理了国内外技术和产品现状;然后从保障飞行安全和高效的角度出发,分析和综述了机载ISS中ADS-B的关键技术,并详细阐述了技术内涵及难点;最后结合下一代空域运行理念,探讨和展望了技术发展趋势,提出了4个ADS-B技术的未来发展方向,为推动ADS-B技术在实际运行与理论研究方面的发展提供参考。     

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。     

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。