專利名稱：Ads-b抗虛假目標處理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空管飛行目標監(jiān)視的ADS-B抗虛假目標處理系統(tǒng)，是利用飛行目標發(fā)射的1090ES ADS廣播信息進行目標監(jiān)視的裝置。
背景技術：
ADS (Automatic Dependent Surveillance 自動相關監(jiān)視)誕生于 20 世紀信息與經(jīng)濟化的90年代后期，而真正實際使用是在21世紀初，特別是近年ADS設備才開始商用化，是集現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡和信息技術于一體的多門類高科技新型自動監(jiān)視系統(tǒng)。ADS自動相關監(jiān)視系統(tǒng)利用空中飛行目標上的機載應答機發(fā)射的各種RF應答信號(如S模式、1090ES信號等)，進行實時接收處理并獲取飛行目標的ID屬性代號、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的監(jiān)視、定位、跟蹤等功能；與雷達監(jiān)視相比，該系統(tǒng)具有隱蔽性強、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， 并且成本低、安裝方便，可以配合各類雷達(包括一次雷達如搜索雷達以及二次雷達等)進行目標的監(jiān)視；另外也可以單獨工作，特別適用于山區(qū)、沙漠、海洋等無法進行雷達監(jiān)視的地區(qū)。目前ADS-B自動相關監(jiān)系統(tǒng)基站均采用美國全球定位系統(tǒng)GPS作為時基定位系統(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)進行ADS-B時基定位，也可以使用GPS系統(tǒng)或GL0NASS系統(tǒng)進行ADS-B時基定位，還可以利用其中兩個系統(tǒng)進行組合使用進行ADS-B時基定位。目前ADS自動相關監(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虛假信號的干擾，不利于我國的民航及其他領域的安全。而我公司使用的ADS-B多扇面測向天線以及抗虛假目標處理主機組成的抗虛假目標排查系統(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)模信號處理芯片DSP等，以及寬動態(tài)的ADS-B 1090ES接收機以及抗虛假目標處理的接收主機、北斗BD2/GPS/GL0NASS三合一時基定位接收機與相應的天線等，充分考慮了電磁兼容設計，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認證的電源模塊等，充分保證了設備可靠性、技術先進性等，適應空管使用環(huán)境。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是采用ADS-B抗虛假目標處理系統(tǒng)，能實時有效的動態(tài)地監(jiān)視飛行目標，得到飛行目標的各種屬性參數(shù)，保證不漏掉一個目標并有效排除虛假目標，以確保民航空管的安全可靠性。本實用新型ADS-B抗虛假目標處理系統(tǒng)包括ADS-B主機、抗虛假目標處理主機、接收BD2/GPS/GL0NASS衛(wèi)星和飛機信號的ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線、BD2/GPS/GLONASS三合一時基定位天線、ADS-B1090ES接收機天線和PC機，ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線連接抗虛假目標處理主機，BD2/GPS/GL0NASS三合一時基定位天線和ADS-B1090ES接收機天線連接ADS-B主機，ADS-B主機分別與抗虛假目標處理主機和PC機
相互連接。本實用新型嚴格按照國際民航公約附件10 (I CAO ANNEX I O)以及RTCA-D0260B相關規(guī)范的要求，并結合中國民航的實際應用情況，采用具有抗虛假目標處理的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)；能實時動態(tài)地監(jiān)視飛行目標，得到飛行目標的各種屬性參數(shù)。本實用新型具有如下技術特點I. ADS-B接收機天線與ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線為各自獨立使用的兩個天線；·[0012]2. ADS-B接收機天線為全向天線，ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線為定向天線；3. ADS-B接收機天線為兩個全向天線合成，一個為側重接收近距離的天線，另一個為側重接收遠距離的天線；4. ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線可以為2 36個扇面的定向天線組合而成。
圖I是本實用新型的總體結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖并用最佳的實施例對本實用新型作詳細的說明。參閱圖1，本實用新型包括ADS-B主機1，抗虛假目標處理主機2，抗虛假目標多扇面測向天線3，BD2/GPS/GL0NASS三合一時基定位天線4，ADS-B 1090ES接收機天線5，PC機6，BD2/GPS/GL0NASS衛(wèi)星7，飛機8。ADS-B主機I和抗虛假目標處理主機2采用19英寸標準上架型機箱。ADS-B主機I和抗虛假目標處理主機2采用適應不同供電環(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)模信號處理芯片DSP等，以及寬動態(tài)的ADS-B 1090ES接收機、北斗BD2/GPS/GL0NASS三合一時基定位接收機與相應的三合一天線等，充分考慮了電磁兼容設計，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認證的電源模塊等，該BD2/GPS/GL0NASS三合一 ADS-B基站主要特點是I.應用于空中交通管制(ATC)；2. ADS-B接收機天線與ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線為各自獨立使用的兩個天線；3. ADS-B接收機天線為全向天線，ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線為定向天線；[0021 ] 4. ADS-B接收機天線為兩個全向天線合成。一個為側重接收近距離的天線，另一個為側重接收遠距離的天線。5. ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線可以為2 36個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)。本實用新型主要工作原理為I. ADS-B 接收基站[0026]I. I雙天線實現(xiàn)360度無盲區(qū)監(jiān)視ADS-B接收站，采用雙天線接收ADS-B報文信號。一個采用高增益遠距離接收天線，實現(xiàn)遠距離目標接收。另一個天線實現(xiàn)第一個天線的頂空盲區(qū)的接收。ADS-B接收機同時處理這兩路天線信號。通過對兩路信號處理解算，實現(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，附加虛假目標排查系統(tǒng)后，使其具備抗假目標欺騙的功能，提升ADS-B系統(tǒng)的安全性。ADS-B接收基站和虛假目標排查系統(tǒng)相互獨立，ADS-B接收基站可以單獨工作，也
可以與抗虛假目標系統(tǒng)聯(lián)合工作。ADS-B單獨工作時不具備抗欺騙能力。當與抗虛假目標系統(tǒng)聯(lián)合工作時，具備抗欺騙能力。 2. ADS-B虛假信號排查2. I虛假信號排查基本原理為了實現(xiàn)對虛假信號的排查，通過測向天線測得ADS-B信號的來源方向。當ADS-BGBT接收基站收到ADS-B報文后，可從報文中得出報告的位置信息，從而得出信號的來源方位。將得出的此信號來源方位與測向天線測得的信號來源方位相比較，如果一致可認為此報文為有效信號報文，否則視為虛假信號報文，從而實現(xiàn)對接收基站收到的ADS-B虛假信息信號排查。2. 2信號測向系統(tǒng)信號測向系統(tǒng)，由多扇面(2個以上的扇面)測向天線及ADS-B虛假目標主機組成。處理板采集接收機的輸出，解算出信號的強度，再結合測向天線各扇面的方向圖解算出ADS-B報文信號的來源方向。將解算出的方位與測向系統(tǒng)測得的方位相比較，得出本次報文是否為有效報文。接收機站接收的每一條ADS-B報文都進行上述這樣的有效性判斷，如果發(fā)現(xiàn)虛假信號報文將其刪除或打上標記。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的目標碼和經(jīng)緯度信息送入ADS-B主機，接收基站收到報文之后判別是否與虛假目標排查系統(tǒng)一致，從而實現(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信號接收16通道GPS+GL0NASS并行通道信號接收功能。BD2信號接收北斗六波束衛(wèi)星信號全接收功能。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抗虛假信號接收模塊接收頻率1090MHz土 3MHz ；接收切線靈敏度優(yōu)于_90dBm ； 動態(tài)范圍彡75dB。
權利要求1.ADS-B抗虛假目標處理系統(tǒng)，其特征在于包括ADS-B主機(I)、抗虛假目標處理主機(2)、接收BD2/GPS/GL0NASS衛(wèi)星(7)和飛機(8)信號的ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線(3)、BD2/GPS/GL0NASS三合一時基定位天線⑷、ADS_B1090ES接收機天線(5)和PC機(6)；ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線(3)連接抗虛假目標處理主機⑵，BD2/GPS/GL0NASS三合一時基定位天線⑷和ADS-B1090ES接收機天線(5)連接ADS-B主機(1)，ADS-B主機(I)分別與抗虛假目標處理主機⑵和PC機(6)相互連接。
2.如權利要求I所述ADS-B抗虛假目標處理系統(tǒng)，其特征在于所述ADS-B1090ES接收機天線與ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線為各自獨立使用的兩個天線。
3.如權利要求I所述ADS-B抗虛假目標處理系統(tǒng)，其特征在于所述ADS-B接收機天線為全向天線，ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線為定向天線。
4.如權利要求I所述ADS-B抗虛假目標處理系統(tǒng)，其特征在于所述ADS-B1090ES接收機天線為兩個全向天線合成，其中一個為側重接收近距離的天線，另一個為側重接收遠距離的天線。
5.如權利要求I所述ADS-B抗虛假目標處理系統(tǒng)，其特征在于所述ADS-B抗虛假目標多扇面測向天線為2 36個扇面的定向天線組合而成。
專利摘要本實用新型涉及一種ADS-B抗虛假目標處理系統(tǒng)，包括ADS-B主機、抗虛假目標處理主機、ADS-B 1090 ES 接收天線、BD2/GPS/GLONASS三合一時基定位天線、抗虛假目標多扇面測向天線、PC機，是一種空管自動相關監(jiān)視、抗虛假目標處理主機與抗虛假目標多扇面測向天線的抗虛假目標系統(tǒng)，本實用新型解決了ADS-B信號受無線電愛好者或不法分子發(fā)出的虛假信號的排查問題，可以確保民航空管的安全可靠性，同時具有功能擴展性；可以實現(xiàn)無人值守、本地及遠程監(jiān)控。本實用新型嚴格按照國際民航公約10(ICAO ANNEX10)以及RTCA DO-260B相關規(guī)范的要求，并結合中國民航實際應用情況，采用的BD2/GPS/GLONASS三合一時基定位天線，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