【摘要】：廣播式自動相關(guān)監(jiān)視(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)是一種新型空管監(jiān)視技術(shù),通過結(jié)合全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)和其它機載設(shè)備,飛機周期地廣播其位置、速度和身份與類型等信息,以便管制員對空域進行管理。與傳統(tǒng)監(jiān)視系統(tǒng)相比,其具有定位精度高、更新速率快和設(shè)備成本低等優(yōu)點,因此受到廣泛關(guān)注。但其共享開放式的特點使系統(tǒng)容易受到各種欺騙干擾的影響,嚴重影響了空中交通安全。因此,本文將主要研究ADS-B欺騙干擾檢測算法。論文主要工作如下:第一,本文對1090ES模式ADS-B系統(tǒng)進行了介紹,主要包括1090ES模式的ADS-B信號特征、信號格式和報文內(nèi)容,并針對該系統(tǒng)可能存在的欺騙干擾方式進行了介紹。另外,分析了基于TDOA(Time Difference of Arrival,TDOA)飛機位置驗證方法的優(yōu)缺點,為后續(xù)欺騙干擾檢測方法的研究奠定了基礎(chǔ)。第二,提出了一種基于TDOA相關(guān)系數(shù)的ADS-B欺騙干擾檢測方法,該方法使用兩個基站來接收ADS-B信號,首先根據(jù)飛機報告的位置和兩基站的位置計算信號到達兩基站的TDOA,然后通過兩基站接收信號時刻計算TDOA,集合同一架飛機的各個航跡點,則得到一組由報文計算的時間差和一組由基站計算得到的時間差,進而計算兩組TDOA的相關(guān)系數(shù),通過與閾值比較來識別欺騙干擾。該方法不需要反推飛機位置,對基站同步誤差和飛機報告位置誤差穩(wěn)健。第三,提出了一種基于雙天線相位差的欺騙干擾檢測方法,首先根據(jù)報文內(nèi)容計算一組表征目標角度變化的量;然后根據(jù)雙天線之間的相位差計算一組同樣表征目標角度變化的量;最后通過兩組變量的相關(guān)系數(shù)來識別欺騙干擾。同時,針對與空中真實目標ICAO地址相同的虛假ADS-B消息可能導(dǎo)致的誤檢測,提出了一種簡單的信源一致性檢測方法。該方法不需要估計信號來向,對陣列幅相誤差穩(wěn)健,仿真實驗和實測數(shù)據(jù)均驗證了方法的有效性。
【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】：2019
【分類號】：V355.1;TN967.1
【圖文】：

故意干擾 無意干擾數(shù)據(jù)鏈路欺騙式干擾大功率白噪聲射頻無線電信號式圖 1-1ADS-B 系統(tǒng)面臨的干擾擾是威脅航空安全不可忽視的問題，在 DEFCON（最大的黑客會技術(shù)大會）這兩個安全會議上，引起廣泛關(guān)注[2]。如圖 1-1 所示兩種，一種是定位源欺騙，另一種是數(shù)據(jù)鏈路欺騙。其中數(shù)據(jù)鏈擾源向外廣播其產(chǎn)生的虛假 ADS-B 信號，使得監(jiān)視屏幕上出現(xiàn)來欺騙監(jiān)視系統(tǒng)，影響空中交通秩序。2013 年 Matthias Schafe 欺騙干擾的可實施性，如圖 1-2 為在雷達監(jiān)視屏幕上出現(xiàn)了成功

式 ADS-B 系統(tǒng)統(tǒng)是一種精確的基于衛(wèi)星的監(jiān)視系統(tǒng)，由信息源、傳輸通道、息是飛機的位置、飛機的速度、飛機的身份與類型、航跡角息可由 GNSS 系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等其它機載設(shè)備獲得。A據(jù)鏈廣播 ADS-B 報文。ADS-B 處理及顯示是指報文信息的提跡來供用戶使用。統(tǒng)的工作原理如圖 2-1 所示。首先飛機上的相關(guān)機載設(shè)備結(jié)合度等信息數(shù)據(jù)。然后 ADS-B 發(fā)送設(shè)備將其獲得的信息通及其他飛行器廣播。地面 ADS-B 接收機接收 ADS-B 信號，并容，進而將飛機的位置顯示在監(jiān)視屏幕上，來為空中交通管態(tài)。

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文航算法實驗室的十字形的 ADS-B 陣列天線，該十字形陣列共包含 5 個陣元，兩陣元間距 0.091m,其中心陣元（天線 1）的經(jīng)度、緯度和高度分別是 117.3494 度、39.0997 度高度為 32.81 英尺，十字陣列周圍一圈為 ADS-B 欺騙干擾信號發(fā)射天線，共有 16 根，每根干擾發(fā)射天線與中心陣元的距離為 8 米。十字陣列與干擾發(fā)射天線實物圖如圖 4-1所示，十字陣列與干擾發(fā)射天線分布示意圖如圖 4-17 所示。

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本文編號：2775780