某型地面航管系統(tǒng)專用檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2022-01-01 07:25
本文從工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用出發(fā),根據(jù)某型地面航管系統(tǒng)的功能性日常維護(hù)檢測(cè)和常規(guī)訓(xùn)練需求,提出了采用專用檢測(cè)設(shè)備,按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)要求模擬航管應(yīng)答、ADS-B(1090ES)目標(biāo)信號(hào)的解決方案;同時(shí),根據(jù)系統(tǒng)需求,對(duì)設(shè)備的功能、性能指標(biāo)進(jìn)行了論證分析,提出了設(shè)備應(yīng)滿足的指標(biāo)要求。通過(guò)理論分析、數(shù)學(xué)計(jì)算和電路設(shè)計(jì)等方法和手段,研制出了滿足指標(biāo)要求和應(yīng)用需求的工程化設(shè)備,經(jīng)過(guò)主要功能、性能測(cè)試和總結(jié)評(píng)估,結(jié)果表明設(shè)備功能性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)使用要求。論文的主要研究?jī)?nèi)容分為六部分。(1)介紹研究背景、研究意義和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。本文研究的專用檢測(cè)設(shè)備旨在解決常規(guī)儀器儀表缺少對(duì)航管詢問(wèn)系統(tǒng)進(jìn)行功能檢測(cè)和模擬訓(xùn)練的問(wèn)題,提出了滿足系統(tǒng)需求的專用檢測(cè)設(shè)備的工程研究意義。(2)介紹本論文的背景技術(shù)——航管監(jiān)視技術(shù)的歷史、發(fā)展和現(xiàn)狀,為本文研究?jī)?nèi)容的理論基礎(chǔ)。航管監(jiān)視技術(shù)經(jīng)歷了一次雷達(dá)、A/C模式二次雷達(dá)、S模式二次雷達(dá)和ADS-B監(jiān)視等發(fā)展,豐富了監(jiān)視手段、提高了監(jiān)視能力。(3)根據(jù)系統(tǒng)需求和航管監(jiān)視技術(shù),通過(guò)理論分析和數(shù)學(xué)計(jì)算,論證本研究需滿足的功能、性能要求。以模擬應(yīng)答機(jī)的應(yīng)答處理功能點(diǎn)和ADS-B(1090...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
ATC-1400A和S-1403DL外觀圖
第一章緒論3續(xù)表1-1ATC-1400A和S-1403DL主要功能性能表序號(hào)主要功能說(shuō)明3詢問(wèn)模式可控支持模式1、2、A、C、僅A、僅C、A/S、C/S和S4發(fā)射重頻可控支持1~9999的發(fā)射重頻設(shè)置5脈沖寬度可調(diào)2位設(shè)置,單位0.01us6接收頻率、功率顯示能夠顯示接收的應(yīng)答信號(hào)的頻率和功率值7應(yīng)答信息顯示能夠顯示應(yīng)答代碼信息8應(yīng)答率顯示能夠顯示應(yīng)答信號(hào)的應(yīng)答概率IFR6000是Aeroflex公司設(shè)計(jì)的ATC外場(chǎng)測(cè)試儀表,是一種便攜性的多功能測(cè)試儀表,主要用于外場(chǎng)條件下應(yīng)答機(jī)、DME、ADS-B和TIS-B等功能的測(cè)試,IFR6000外觀如圖1-2所示。在ATC-1400A和S-1403DL基礎(chǔ)上,進(jìn)行了部分功能擴(kuò)展和加強(qiáng),主要體現(xiàn)在:IFR6000具有應(yīng)答機(jī)自動(dòng)測(cè)試功能,支持1~4級(jí)的應(yīng)答機(jī)測(cè)試,具備ADS-B(1090ES)信號(hào)的發(fā)射和接收功能。圖1-2IFR6000外場(chǎng)測(cè)試儀1.3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)對(duì)航管系統(tǒng)的檢測(cè)、測(cè)試技術(shù)和產(chǎn)品的研究起步晚于國(guó)外,早期主要采取進(jìn)口的方式,購(gòu)買國(guó)外的航管系統(tǒng)和測(cè)試設(shè)備。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)航管研究的深入和技術(shù)的提高,國(guó)內(nèi)的一些研究所、大型企業(yè)也具備了研發(fā)航管系統(tǒng)、設(shè)備和航管測(cè)試設(shè)備的能力。目前在用于航管監(jiān)視系統(tǒng)的應(yīng)答機(jī)和ADS-B設(shè)備測(cè)試上主要是選用國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)儀器儀表(如公司ATC-1400A、S-1403DL、IFR6000和ATC-5000GN),或是根據(jù)測(cè)試和檢測(cè)需要廠家進(jìn)行自研開(kāi)發(fā)檢測(cè)設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)儀器儀表主要用于測(cè)試性能指標(biāo),如發(fā)射功率、接收靈敏度、應(yīng)答概率等;自研檢測(cè)設(shè)備主要用于測(cè)試產(chǎn)品功能,如詢問(wèn)應(yīng)答是否正常,模式和代碼是否正確等,且自研檢測(cè)設(shè)備具有較強(qiáng)的針對(duì)性和專用性,能夠快速檢測(cè)生產(chǎn)的航管監(jiān)視產(chǎn)品的全套功能。
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文6二次雷達(dá)的工作示意圖如圖2-1所示。圖2-1二次雷達(dá)工作示意圖A/C模式二次雷達(dá)由于產(chǎn)生較早,技術(shù)較陳舊,隨著應(yīng)用的加深和航管監(jiān)視目標(biāo)的大量增加,期自身體制存在的問(wèn)題暴露得越來(lái)越明顯,主要包括目標(biāo)分辨力弱,監(jiān)視區(qū)域內(nèi)目標(biāo)較多時(shí),容易出現(xiàn)竄擾和混擾問(wèn)題;同時(shí),A模式使用的代碼數(shù)為212(4096)個(gè),已遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)的民航飛機(jī)數(shù)量和飛行班次的航管監(jiān)視需要。在新技術(shù)的應(yīng)用下,單脈沖技術(shù)解決了以上大部分問(wèn)題,提高了A/C模式二次雷達(dá)的測(cè)向精度,從而使在較窄的波束內(nèi)能夠監(jiān)視到更多的目標(biāo),同時(shí)也使詢問(wèn)次數(shù)得到降低,較大程度的改善了竄擾問(wèn)題,但并未從根本上解決竄擾問(wèn)題,而其使用的有限的A模式代碼數(shù)量仍然不能滿足航管監(jiān)視的需求。A/C模式二次雷達(dá)采用詢問(wèn)-應(yīng)答方式探測(cè)目標(biāo)和實(shí)施監(jiān)視,其詢問(wèn)、應(yīng)答信號(hào)簡(jiǎn)單,能夠獲取目標(biāo)監(jiān)視的基本信息,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,隨著對(duì)監(jiān)視性能的要求逐步提高,A/C模式二次雷達(dá)系統(tǒng)自身存在的局限,限制了其監(jiān)視性能的提高:a)在人煙稀少的山嶺、廣闊的海洋和荒漠地區(qū)覆蓋有限;b)雷達(dá)機(jī)械旋轉(zhuǎn)周期較慢,限制了監(jiān)視數(shù)據(jù)的更新率,進(jìn)而也限制了其監(jiān)視精度;c)在信息層面上,無(wú)法獲取目標(biāo)的計(jì)劃航路、飛行速度等態(tài)勢(shì)信息,影響其跟蹤精度。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中頻數(shù)字接收機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 高博,周曉樂(lè),耿雙利,曲韓賓,邢浦旭. 中國(guó)集成電路. 2019(Z1)
[2]S模式應(yīng)答機(jī)中頻數(shù)字信號(hào)處理方法研究[J]. 吳秀明,賀星. 現(xiàn)代導(dǎo)航. 2018(05)
[3]淺析基于1090ES的ADS-B系統(tǒng)的CPR算法[J]. 王新虎. 電子世界. 2018(18)
[4]ADS-B數(shù)據(jù)報(bào)文采集與解析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 索國(guó)偉,王金鎖,郭榮華,趙盼. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2018(09)
[5]1090ES ADS-B系統(tǒng)中CPR算法與實(shí)現(xiàn)[J]. 丁維昊. 指揮信息系統(tǒng)與技術(shù). 2016(02)
[6]雷達(dá)、通信、導(dǎo)航技術(shù)在低空空域監(jiān)管中的應(yīng)用[J]. 王惠倩. 現(xiàn)代導(dǎo)航. 2014(04)
[7]ADS-B在空中交通管制中的應(yīng)用[J]. 尹剛,秦晴. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2013(07)
[8]改進(jìn)的S模式糾錯(cuò)算法[J]. 梁豐. 電訊技術(shù). 2013(06)
[9]ADS-B在空管中的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 宋大明. 中國(guó)民用航空. 2013(06)
[10]ADS-B系統(tǒng)信號(hào)糾檢錯(cuò)算法及FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 高漢昆,高鵬. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2013(02)
本文編號(hào):3561895
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
ATC-1400A和S-1403DL外觀圖
第一章緒論3續(xù)表1-1ATC-1400A和S-1403DL主要功能性能表序號(hào)主要功能說(shuō)明3詢問(wèn)模式可控支持模式1、2、A、C、僅A、僅C、A/S、C/S和S4發(fā)射重頻可控支持1~9999的發(fā)射重頻設(shè)置5脈沖寬度可調(diào)2位設(shè)置,單位0.01us6接收頻率、功率顯示能夠顯示接收的應(yīng)答信號(hào)的頻率和功率值7應(yīng)答信息顯示能夠顯示應(yīng)答代碼信息8應(yīng)答率顯示能夠顯示應(yīng)答信號(hào)的應(yīng)答概率IFR6000是Aeroflex公司設(shè)計(jì)的ATC外場(chǎng)測(cè)試儀表,是一種便攜性的多功能測(cè)試儀表,主要用于外場(chǎng)條件下應(yīng)答機(jī)、DME、ADS-B和TIS-B等功能的測(cè)試,IFR6000外觀如圖1-2所示。在ATC-1400A和S-1403DL基礎(chǔ)上,進(jìn)行了部分功能擴(kuò)展和加強(qiáng),主要體現(xiàn)在:IFR6000具有應(yīng)答機(jī)自動(dòng)測(cè)試功能,支持1~4級(jí)的應(yīng)答機(jī)測(cè)試,具備ADS-B(1090ES)信號(hào)的發(fā)射和接收功能。圖1-2IFR6000外場(chǎng)測(cè)試儀1.3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)對(duì)航管系統(tǒng)的檢測(cè)、測(cè)試技術(shù)和產(chǎn)品的研究起步晚于國(guó)外,早期主要采取進(jìn)口的方式,購(gòu)買國(guó)外的航管系統(tǒng)和測(cè)試設(shè)備。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)航管研究的深入和技術(shù)的提高,國(guó)內(nèi)的一些研究所、大型企業(yè)也具備了研發(fā)航管系統(tǒng)、設(shè)備和航管測(cè)試設(shè)備的能力。目前在用于航管監(jiān)視系統(tǒng)的應(yīng)答機(jī)和ADS-B設(shè)備測(cè)試上主要是選用國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)儀器儀表(如公司ATC-1400A、S-1403DL、IFR6000和ATC-5000GN),或是根據(jù)測(cè)試和檢測(cè)需要廠家進(jìn)行自研開(kāi)發(fā)檢測(cè)設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)儀器儀表主要用于測(cè)試性能指標(biāo),如發(fā)射功率、接收靈敏度、應(yīng)答概率等;自研檢測(cè)設(shè)備主要用于測(cè)試產(chǎn)品功能,如詢問(wèn)應(yīng)答是否正常,模式和代碼是否正確等,且自研檢測(cè)設(shè)備具有較強(qiáng)的針對(duì)性和專用性,能夠快速檢測(cè)生產(chǎn)的航管監(jiān)視產(chǎn)品的全套功能。
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文6二次雷達(dá)的工作示意圖如圖2-1所示。圖2-1二次雷達(dá)工作示意圖A/C模式二次雷達(dá)由于產(chǎn)生較早,技術(shù)較陳舊,隨著應(yīng)用的加深和航管監(jiān)視目標(biāo)的大量增加,期自身體制存在的問(wèn)題暴露得越來(lái)越明顯,主要包括目標(biāo)分辨力弱,監(jiān)視區(qū)域內(nèi)目標(biāo)較多時(shí),容易出現(xiàn)竄擾和混擾問(wèn)題;同時(shí),A模式使用的代碼數(shù)為212(4096)個(gè),已遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)的民航飛機(jī)數(shù)量和飛行班次的航管監(jiān)視需要。在新技術(shù)的應(yīng)用下,單脈沖技術(shù)解決了以上大部分問(wèn)題,提高了A/C模式二次雷達(dá)的測(cè)向精度,從而使在較窄的波束內(nèi)能夠監(jiān)視到更多的目標(biāo),同時(shí)也使詢問(wèn)次數(shù)得到降低,較大程度的改善了竄擾問(wèn)題,但并未從根本上解決竄擾問(wèn)題,而其使用的有限的A模式代碼數(shù)量仍然不能滿足航管監(jiān)視的需求。A/C模式二次雷達(dá)采用詢問(wèn)-應(yīng)答方式探測(cè)目標(biāo)和實(shí)施監(jiān)視,其詢問(wèn)、應(yīng)答信號(hào)簡(jiǎn)單,能夠獲取目標(biāo)監(jiān)視的基本信息,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,隨著對(duì)監(jiān)視性能的要求逐步提高,A/C模式二次雷達(dá)系統(tǒng)自身存在的局限,限制了其監(jiān)視性能的提高:a)在人煙稀少的山嶺、廣闊的海洋和荒漠地區(qū)覆蓋有限;b)雷達(dá)機(jī)械旋轉(zhuǎn)周期較慢,限制了監(jiān)視數(shù)據(jù)的更新率,進(jìn)而也限制了其監(jiān)視精度;c)在信息層面上,無(wú)法獲取目標(biāo)的計(jì)劃航路、飛行速度等態(tài)勢(shì)信息,影響其跟蹤精度。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中頻數(shù)字接收機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 高博,周曉樂(lè),耿雙利,曲韓賓,邢浦旭. 中國(guó)集成電路. 2019(Z1)
[2]S模式應(yīng)答機(jī)中頻數(shù)字信號(hào)處理方法研究[J]. 吳秀明,賀星. 現(xiàn)代導(dǎo)航. 2018(05)
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[4]ADS-B數(shù)據(jù)報(bào)文采集與解析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 索國(guó)偉,王金鎖,郭榮華,趙盼. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2018(09)
[5]1090ES ADS-B系統(tǒng)中CPR算法與實(shí)現(xiàn)[J]. 丁維昊. 指揮信息系統(tǒng)與技術(shù). 2016(02)
[6]雷達(dá)、通信、導(dǎo)航技術(shù)在低空空域監(jiān)管中的應(yīng)用[J]. 王惠倩. 現(xiàn)代導(dǎo)航. 2014(04)
[7]ADS-B在空中交通管制中的應(yīng)用[J]. 尹剛,秦晴. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2013(07)
[8]改進(jìn)的S模式糾錯(cuò)算法[J]. 梁豐. 電訊技術(shù). 2013(06)
[9]ADS-B在空管中的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 宋大明. 中國(guó)民用航空. 2013(06)
[10]ADS-B系統(tǒng)信號(hào)糾檢錯(cuò)算法及FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 高漢昆,高鵬. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2013(02)
本文編號(hào):3561895
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