專利名稱：Ads-b抗虛假目標(biāo)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空管飛行目標(biāo)監(jiān)視的ADS-B抗虛假目標(biāo)處理系統(tǒng)，是利用飛行目標(biāo)發(fā)射的1090ES ADS廣播信息進(jìn)行目標(biāo)監(jiān)視的裝置。
背景技術(shù)：
ADS (Automatic Dependent Surveillance 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視)誕生于 20 世紀(jì)信息與經(jīng)濟(jì)化的90年代后期，而真正實(shí)際使用是在21世紀(jì)初，特別是近年ADS設(shè)備才開始商用化，是集現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)于一體的多門類高科技新型自動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)。ADS自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)利用空中飛行目標(biāo)上的機(jī)載應(yīng)答機(jī)發(fā)射的各種RF應(yīng)答信號(hào)(如S模式、1090ES信號(hào)等)，進(jìn)行實(shí)時(shí)接收處理并獲取飛行目標(biāo)的ID屬性代號(hào)、空中3D位置數(shù)據(jù)、飛行速度、航向、國籍等信息，從而完成對飛行目標(biāo)的監(jiān)視、定位、跟蹤等功能；與雷達(dá)監(jiān)視相比，該系統(tǒng)具有隱蔽性強(qiáng)、精度高、監(jiān)視數(shù)據(jù)豐富完整、監(jiān)視數(shù)據(jù)更新快等特點(diǎn)， 并且成本低、安裝方便，可以配合各類雷達(dá)(包括一次雷達(dá)如搜索雷達(dá)以及二次雷達(dá)等)進(jìn)行目標(biāo)的監(jiān)視；另外也可以單獨(dú)工作，特別適用于山區(qū)、沙漠、海洋等無法進(jìn)行雷達(dá)監(jiān)視的地區(qū)。目前ADS-B自動(dòng)相關(guān)監(jiān)系統(tǒng)基站均采用美國全球定位系統(tǒng)GPS作為時(shí)基定位系統(tǒng)，這就大大受制于美國GPS系統(tǒng)，不利于我國的民航及其他領(lǐng)域的安全，而我公司采用了我國自主的北斗BD2系統(tǒng)作為ADS-B基站的時(shí)基定位系統(tǒng)，而且兼容GPS/GL0NASS系統(tǒng)，這樣既可以使用BD2系統(tǒng)進(jìn)行ADS-B時(shí)基定位，也可以使用GPS系統(tǒng)或GL0NASS系統(tǒng)進(jìn)行ADS-B時(shí)基定位，還可以利用其中兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行組合使用進(jìn)行ADS-B時(shí)基定位。目前ADS自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)基站接收天線采用全向天線，不具備抗虛假信號(hào)的判別功能，很容易受無線電愛好者或不法分子發(fā)出的ADS-B虛假信號(hào)的干擾，不利于我國的民航及其他領(lǐng)域的安全。而我公司使用的ADS-B多扇面測向天線以及抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)組成的抗虛假目標(biāo)排查系統(tǒng)，大大提高ADS-B系統(tǒng)的安全性、可靠性、可用性等。本實(shí)用新型采用了大規(guī)模陣列FPGA，高性能處理器CPU ARM.MCU以及大規(guī)模信號(hào)處理芯片DSP等，以及寬動(dòng)態(tài)的ADS-B 1090ES接收機(jī)以及抗虛假目標(biāo)處理的接收主機(jī)、北斗BD2/GPS/GL0NASS三合一時(shí)基定位接收機(jī)與相應(yīng)的天線等，充分考慮了電磁兼容設(shè)計(jì)，如采用具有EMI濾波的電源輸入插座、寬電源輸入范圍并具CE認(rèn)證的電源模塊等，充分保證了設(shè)備可靠性、技術(shù)先進(jìn)性等，適應(yīng)空管使用環(huán)境。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是采用ADS-B抗虛假目標(biāo)處理系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)有效的動(dòng)態(tài)地監(jiān)視飛行目標(biāo)，得到飛行目標(biāo)的各種屬性參數(shù)，保證不漏掉一個(gè)目標(biāo)并有效排除虛假目標(biāo)，以確保民航空管的安全可靠性。本實(shí)用新型ADS-B抗虛假目標(biāo)處理系統(tǒng)包括ADS-B主機(jī)、抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)、接收BD2/GPS/GL0NASS衛(wèi)星和飛機(jī)信號(hào)的ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線、BD2/GPS/GLONASS三合一時(shí)基定位天線、ADS-B1090ES接收機(jī)天線和PC機(jī)，ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線連接抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)，BD2/GPS/GL0NASS三合一時(shí)基定位天線和ADS-B1090ES接收機(jī)天線連接ADS-B主機(jī)，ADS-B主機(jī)分別與抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)和PC機(jī)
相互連接。本實(shí)用新型嚴(yán)格按照國際民航公約附件10 (I CAO ANNEX I O)以及RTCA-D0260B相關(guān)規(guī)范的要求，并結(jié)合中國民航的實(shí)際應(yīng)用情況，采用具有抗虛假目標(biāo)處理的ADS-B系統(tǒng)及中國自主的北斗(BD2)衛(wèi)星定位系統(tǒng)，并兼容組合全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS及GL0NASS衛(wèi)星定位系統(tǒng)；能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)視飛行目標(biāo)，得到飛行目標(biāo)的各種屬性參數(shù)。本實(shí)用新型具有如下技術(shù)特點(diǎn)I. ADS-B接收機(jī)天線與ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線為各自獨(dú)立使用的兩個(gè)天線；·[0012]2. ADS-B接收機(jī)天線為全向天線，ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線為定向天線；3. ADS-B接收機(jī)天線為兩個(gè)全向天線合成，一個(gè)為側(cè)重接收近距離的天線，另一個(gè)為側(cè)重接收遠(yuǎn)距離的天線；4. ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線可以為2 36個(gè)扇面的定向天線組合而成。
圖I是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并用最佳的實(shí)施例對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。參閱圖1，本實(shí)用新型包括ADS-B主機(jī)1，抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)2，抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線3，BD2/GPS/GL0NASS三合一時(shí)基定位天線4，ADS-B 1090ES接收機(jī)天線5，PC機(jī)6，BD2/GPS/GL0NASS衛(wèi)星7，飛機(jī)8。ADS-B主機(jī)I和抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)2采用19英寸標(biāo)準(zhǔn)上架型機(jī)箱。ADS-B主機(jī)I和抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)2采用適應(yīng)不同供電環(huán)境的寬電源輸入，采用了大規(guī)模陣列FPGA，高性能處理器CPU ARM.MCU以及大規(guī)模信號(hào)處理芯片DSP等，以及寬動(dòng)態(tài)的ADS-B 1090ES接收機(jī)、北斗BD2/GPS/GL0NASS三合一時(shí)基定位接收機(jī)與相應(yīng)的三合一天線等，充分考慮了電磁兼容設(shè)計(jì)，如采用具有EMI濾波的電源輸入插座、寬電源輸入范圍并具CE認(rèn)證的電源模塊等，該BD2/GPS/GL0NASS三合一 ADS-B基站主要特點(diǎn)是I.應(yīng)用于空中交通管制(ATC)；2. ADS-B接收機(jī)天線與ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線為各自獨(dú)立使用的兩個(gè)天線；3. ADS-B接收機(jī)天線為全向天線，ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線為定向天線；[0021 ] 4. ADS-B接收機(jī)天線為兩個(gè)全向天線合成。一個(gè)為側(cè)重接收近距離的天線，另一個(gè)為側(cè)重接收遠(yuǎn)距離的天線。5. ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線可以為2 36個(gè)扇面的定向天線組合而成；6.采用中國自主的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。本實(shí)用新型主要工作原理為I. ADS-B 接收基站[0026]I. I雙天線實(shí)現(xiàn)360度無盲區(qū)監(jiān)視ADS-B接收站，采用雙天線接收ADS-B報(bào)文信號(hào)。一個(gè)采用高增益遠(yuǎn)距離接收天線，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離目標(biāo)接收。另一個(gè)天線實(shí)現(xiàn)第一個(gè)天線的頂空盲區(qū)的接收。ADS-B接收機(jī)同時(shí)處理這兩路天線信號(hào)。通過對兩路信號(hào)處理解算，實(shí)現(xiàn)360度全方向范圍內(nèi)無盲區(qū)監(jiān)視。I. 2附加虛假目標(biāo)排查系統(tǒng)，使其具備抗欺騙功能ADS-B接收基站，附加虛假目標(biāo)排查系統(tǒng)后，使其具備抗假目標(biāo)欺騙的功能，提升ADS-B系統(tǒng)的安全性。ADS-B接收基站和虛假目標(biāo)排查系統(tǒng)相互獨(dú)立，ADS-B接收基站可以單獨(dú)工作，也
可以與抗虛假目標(biāo)系統(tǒng)聯(lián)合工作。ADS-B單獨(dú)工作時(shí)不具備抗欺騙能力。當(dāng)與抗虛假目標(biāo)系統(tǒng)聯(lián)合工作時(shí)，具備抗欺騙能力。 2. ADS-B虛假信號(hào)排查2. I虛假信號(hào)排查基本原理為了實(shí)現(xiàn)對虛假信號(hào)的排查，通過測向天線測得ADS-B信號(hào)的來源方向。當(dāng)ADS-BGBT接收基站收到ADS-B報(bào)文后，可從報(bào)文中得出報(bào)告的位置信息，從而得出信號(hào)的來源方位。將得出的此信號(hào)來源方位與測向天線測得的信號(hào)來源方位相比較，如果一致可認(rèn)為此報(bào)文為有效信號(hào)報(bào)文，否則視為虛假信號(hào)報(bào)文，從而實(shí)現(xiàn)對接收基站收到的ADS-B虛假信息信號(hào)排查。2. 2信號(hào)測向系統(tǒng)信號(hào)測向系統(tǒng)，由多扇面(2個(gè)以上的扇面)測向天線及ADS-B虛假目標(biāo)主機(jī)組成。處理板采集接收機(jī)的輸出，解算出信號(hào)的強(qiáng)度，再結(jié)合測向天線各扇面的方向圖解算出ADS-B報(bào)文信號(hào)的來源方向。將解算出的方位與測向系統(tǒng)測得的方位相比較，得出本次報(bào)文是否為有效報(bào)文。接收機(jī)站接收的每一條ADS-B報(bào)文都進(jìn)行上述這樣的有效性判斷，如果發(fā)現(xiàn)虛假信號(hào)報(bào)文將其刪除或打上標(biāo)記。2. 3融入現(xiàn)有ADS-B接收基站將所有被判定為有效的目標(biāo)的目標(biāo)碼和經(jīng)緯度信息送入ADS-B主機(jī)，接收基站收到報(bào)文之后判別是否與虛假目標(biāo)排查系統(tǒng)一致，從而實(shí)現(xiàn)對虛假信息的排查。所用元器件說明BD2/GPS/GL0NASS 三合一接收模塊GPS/GL0NASS信號(hào)接收16通道GPS+GL0NASS并行通道信號(hào)接收功能。BD2信號(hào)接收北斗六波束衛(wèi)星信號(hào)全接收功能。ADS-B接收模塊接收頻率1090MHz土 3MHz ；接收切線靈敏度優(yōu)于_89dBm ；動(dòng)態(tài)范圍彡80dB。BD/GPS/GL0NASS 三合一接收天線GPS :1575. 42 ± I. 023MHz ；GLONASS :1598.0625MHz 1609. 3125MHz ；[0050]北斗二代(BI):1561±4MHz ；北斗二代(B3): 1268 ± IOMHz。ADS-B多扇面接收天線接收頻率1090MHz土 3MHz ；ADS-B抗虛假信號(hào)接收模塊接收頻率1090MHz土 3MHz ；接收切線靈敏度優(yōu)于_90dBm ； 動(dòng)態(tài)范圍彡75dB。
權(quán)利要求1.ADS-B抗虛假目標(biāo)處理系統(tǒng)，其特征在于包括ADS-B主機(jī)(I)、抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)(2)、接收BD2/GPS/GL0NASS衛(wèi)星(7)和飛機(jī)(8)信號(hào)的ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線(3)、BD2/GPS/GL0NASS三合一時(shí)基定位天線⑷、ADS_B1090ES接收機(jī)天線(5)和PC機(jī)(6)；ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線(3)連接抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)⑵，BD2/GPS/GL0NASS三合一時(shí)基定位天線⑷和ADS-B1090ES接收機(jī)天線(5)連接ADS-B主機(jī)(1)，ADS-B主機(jī)(I)分別與抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)⑵和PC機(jī)(6)相互連接。
2.如權(quán)利要求I所述ADS-B抗虛假目標(biāo)處理系統(tǒng)，其特征在于所述ADS-B1090ES接收機(jī)天線與ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線為各自獨(dú)立使用的兩個(gè)天線。
3.如權(quán)利要求I所述ADS-B抗虛假目標(biāo)處理系統(tǒng)，其特征在于所述ADS-B接收機(jī)天線為全向天線，ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線為定向天線。
4.如權(quán)利要求I所述ADS-B抗虛假目標(biāo)處理系統(tǒng)，其特征在于所述ADS-B1090ES接收機(jī)天線為兩個(gè)全向天線合成，其中一個(gè)為側(cè)重接收近距離的天線，另一個(gè)為側(cè)重接收遠(yuǎn)距離的天線。
5.如權(quán)利要求I所述ADS-B抗虛假目標(biāo)處理系統(tǒng)，其特征在于所述ADS-B抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線為2 36個(gè)扇面的定向天線組合而成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種ADS-B抗虛假目標(biāo)處理系統(tǒng)，包括ADS-B主機(jī)、抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)、ADS-B 1090 ES 接收天線、BD2/GPS/GLONASS三合一時(shí)基定位天線、抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線、PC機(jī)，是一種空管自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視、抗虛假目標(biāo)處理主機(jī)與抗虛假目標(biāo)多扇面測向天線的抗虛假目標(biāo)系統(tǒng)，本實(shí)用新型解決了ADS-B信號(hào)受無線電愛好者或不法分子發(fā)出的虛假信號(hào)的排查問題，可以確保民航空管的安全可靠性，同時(shí)具有功能擴(kuò)展性；可以實(shí)現(xiàn)無人值守、本地及遠(yuǎn)程監(jiān)控。本實(shí)用新型嚴(yán)格按照國際民航公約10(ICAO ANNEX10)以及RTCA DO-260B相關(guān)規(guī)范的要求，并結(jié)合中國民航實(shí)際應(yīng)用情況，采用的BD2/GPS/GLONASS三合一時(shí)基定位天線，采用具有中國自主的北斗(BD2)衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可不受GPS全球定位系統(tǒng)的限制。
文檔編號(hào)G08G5/00GK202770990SQ20122011800
公開日2013年3月6日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者黃致君, 曾潛輝 申請人:四川信能科技發(fā)展有限公司