本文關(guān)鍵詞：基于RAIM的ADS-B防欺騙技術(shù)研究

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【摘要】：隨著世界民航業(yè)的不斷發(fā)展,空中交通流量不斷增加,傳統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)逐漸開始捉襟見肘,管制員承受了巨大的安全壓力,因此,提高空管系統(tǒng)的監(jiān)視能力變得越發(fā)重要。廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)系統(tǒng)是一種精度高、誤差小、監(jiān)視能力強(qiáng)、投資小的監(jiān)視系統(tǒng),充分滿足了當(dāng)下的管制需求;但又由于其共享開放式的特點(diǎn),系統(tǒng)易受黑客的侵入以及虛假欺騙,這很可能造成災(zāi)難性事故。本文針對ADS-B導(dǎo)航報(bào)文及接收機(jī)自主完好性監(jiān)視(RAIM)進(jìn)行了深入研究,給出了一種基于RAIM的ADS-B防欺騙原理,并仿真進(jìn)行了該原理算法的驗(yàn)證,具體工作如下。首先,考慮到ADS-B的定位信息主要依賴于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS),所以ADS-B報(bào)文中必定包含了反應(yīng)GNSS導(dǎo)航參數(shù)的信息。本文通過對ADS-B報(bào)文格式內(nèi)容的研究,使用MATLAB完成了對1090ES數(shù)據(jù)鏈的空中位置信息和CAT021格式的ADS-B消息中的相關(guān)位置信息以及導(dǎo)航不確定類型(NUC)信息的解碼提取,并實(shí)現(xiàn)了報(bào)文的編碼功能。其次,由于RAIM是利用冗余信息進(jìn)行GNSS位置解的完好性監(jiān)視,所以在RAIM算法過程中產(chǎn)生的相關(guān)參數(shù)也能直接反應(yīng)GNSS的導(dǎo)航性能。本文通過研究RAIM的最小二乘殘差法以及奇偶矢量法的運(yùn)算流程以及等價(jià)性,找到了算法過程中能反應(yīng)GNSS導(dǎo)航性能且與NUC對應(yīng)的參數(shù)——水平保護(hù)級(HPL),然后通過MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)了該參數(shù)的獲取以及RAIM的故障識(shí)別與排除功能。此外,本文還研究了氣壓高度表增強(qiáng)下的RAIM,并通過仿真驗(yàn)證其可用性增強(qiáng)的結(jié)論。最后,確立了以ADS-B報(bào)文中相關(guān)信息計(jì)算HPL并與NUC進(jìn)行一致性比對的算法原理,通過MATLAB仿真驗(yàn)證了算法的可用性,并分析討論了該算法誤警漏警以及失效的情況,設(shè)想了未來可以繼續(xù)改進(jìn)的思路。
【關(guān)鍵詞】：廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視 接收機(jī)自主完好性監(jiān)視 ADS-B防欺騙技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V355.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文的主要研究工作12-15
• 第二章 ADS-B系統(tǒng)15-33
• 2.1 ADS-B系統(tǒng)基本工作原理15
• 2.2 ADS-B系統(tǒng)的特點(diǎn)以及應(yīng)用15-18
• 2.2.1 ADS-B系統(tǒng)的特點(diǎn)15-16
• 2.2.2 ADS-B系統(tǒng)的應(yīng)用16-18
• 2.3 ADS-B系統(tǒng)的組成與工作過程18-21
• 2.3.1 ADS-B的機(jī)載系統(tǒng)18-19
• 2.3.2 ADS-B地面系統(tǒng)19
• 2.3.3 ADS-B數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)19-21
• 2.4 ADS-B報(bào)告21-23
• 2.5 基于 1090ES數(shù)據(jù)鏈的ADS-B廣播消息的結(jié)構(gòu)與特性23-25
• 2.6 基于 1090ES數(shù)據(jù)鏈的ADS-B消息的ME字段25-30
• 2.7 基于CAT021格式的ADS-B消息30-32
• 2.8 本章小結(jié)32-33
• 第三章 ADS-B消息的算法及仿真33-44
• 3.1 空中位置消息ME字段的編譯算法及仿真33-40
• 3.1.1 報(bào)文生成的算法33-35
• 3.1.2 報(bào)文生成的仿真35-37
• 3.1.3 報(bào)文解析解碼的算法37-38
• 3.1.4 報(bào)文解碼仿真38-40
• 3.2 CAT021格式的ADS-B報(bào)文編譯碼算法及仿真40-43
• 3.2.1 報(bào)文編碼算法及仿真40-41
• 3.2.2 報(bào)文解碼算法及仿真41-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第四章 RAIM的基本原理及仿真44-60
• 4.1 GNSS接收機(jī)自主完好性監(jiān)視基本原理44-52
• 4.1.1 RAIM判斷原則和流程44-45
• 4.1.2 RAIM算法45-51
• 4.1.3 奇偶矢量法與最小二乘殘差法的等價(jià)性51-52
• 4.2 RAIM的相關(guān)功能仿真52-57
• 4.2.1 衛(wèi)星分布及RAIM可用性仿真52-56
• 4.2.2 RAIM故障識(shí)別與排除功能仿真56-57
• 4.3 氣壓高度表輔助下RAIM的可用性仿真研究57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 基于RAIM的ADS-B防欺騙原理與仿真60-67
• 5.1 ADS-B防欺騙原理60-61
• 5.2 ADS-B防欺騙仿真61-65
• 5.2.1 基于 1090ES數(shù)據(jù)鏈的空中位置信息防欺騙仿真61-63
• 5.2.2 基于CAT021格式的ADS-B消息防欺騙仿真63-65
• 5.3 仿真結(jié)果與分析65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74

【相似文獻(xiàn)】

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