一种基于ADS-B机会信号的定位方法技术

一种基于ADS‑B机会信号的定位方法，其包括飞机通过不同种类的数据帧广播不同类别的ADS‑B机会信号，利用FFT算法对该信号集合分别进行粗略地频率估计，可得到多普勒频移的粗测量值；采用最大似然法对信号的多普勒频移进行精确估计；对ADS‑B机会信号的数据域信息进行解码，获取精确的飞机空中位置坐标信息；基于多普勒效应及伪距单点定位原理，建立瞬时多普勒定位数学模型；最终结合飞机空中位置坐标信息实现基于飞机ADS‑B机会信号的接收机静态定位等步骤。本发明专利技术能够利用飞机向外广播的ADS‑B机会信号进行瞬时多普勒定位，可用于GNSS信号处于具有挑战性环境下的定位解算。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ADS-B机会信号的定位方法
本专利技术涉及一种基于ADS-B机会信号的定位方法，属于机会信号导航定位

技术介绍
全球导航卫星系统(GNSS)已经发展比较成熟，具有全球性、全天候和连续的精密三维定位能力，已成为应用范围最广、定位精度最高的导航定位手段。尽管GNSS有着不可替代的优势，但天基信号固有的局限性使得这些卫星信号很容易被地面障碍物阻挡或吸收，特别是在室内和城市密集区等复杂环境中效果不理想，并且需要进行大量的基础设施建设。而机会信号导航系统可有效地弥补这些缺点。机会信号导航系统主要由信号基站和用户部分组成，信号基站主要利用已经建成的各类信号基站，被动式联合定位，不影响基站的其他功能；用户部分主要根据各类信号特点和用户需求进行开发。机会信号导航技术是无线电导航的进一步发展，利用现成的信号基站和基础设备，既可以作为现有导航系统的辅助系统，也可以独立实现导航定位，具有频带宽，抗干扰能力强，可靠性高，造价低廉，应用范围广等特点。目前，国内对移动通信、调频广播、数字电视、WI-FI等典型陆基机会信号研究较多。但是，由于陆基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ADS-B机会信号的定位方法，其特征在于：所述的基于ADS-B机会信号的定位方法包括按顺序进行的下列步骤：/n1)飞机利用ADS-B发射机通过不同种类的数据帧发射不同类别的ADS-B机会信号，包括空中位置信号、空中速度信号和身份消息信号，接收机接收信号；/n2)利用FFT算法对上述所有ADS-B机会信号进行频率估计，得到一组信号的频率估计值，接收信号的频率估计值取所有ADS-B机会信号的频率估计值的均值，计算得到多个多普勒频移的粗测量值；/n3)在相邻频率带宽内采用最大似然法对上述多个多普勒频移的粗测量值进行精确估计，获得接收信号的多普勒频移测量向量；/n4)基于步骤1)中获得的空...

【技术特征摘要】
1.一种基于ADS-B机会信号的定位方法，其特征在于：所述的基于ADS-B机会信号的定位方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)飞机利用ADS-B发射机通过不同种类的数据帧发射不同类别的ADS-B机会信号，包括空中位置信号、空中速度信号和身份消息信号，接收机接收信号；
2)利用FFT算法对上述所有ADS-B机会信号进行频率估计，得到一组信号的频率估计值，接收信号的频率估计值取所有ADS-B机会信号的频率估计值的均值，计算得到多个多普勒频移的粗测量值；
3)在相邻频率带宽内采用最大似然法对上述多个多普勒频移的粗测量值进行精确估计，获得接收信号的多普勒频移测量向量；
4)基于步骤1)中获得的空中位置信号的数据域信息，通过解码方式获取飞机在大地坐标系下的空中位置坐标信息；
5)结合步骤3)获得的接收信号的多普勒频移测量向量，基于多普勒效应及定位原理，建立瞬时多普勒定位数学模型；
6)将步骤3)获得的接收信号的多普勒频移测量向量和步骤4)获得的飞机在大地坐标系下的空中位置坐标信息输入上述步骤5)获得的瞬时多普勒定位数学模型中，瞬时多普勒定位数学模型的输出即为接收机的定位坐标。


2.根据权利要求1所述的基于ADS-B机会信号的定位方法，其特征在于：在步骤1)中，所述接收机t时刻的接收信号si(t)可以表示为：



其中Pi、Di(t)、fri和φi分别为第i条ADS-B机会信号的功率、基带信号、载波频率和初始相位；ei(t)为复高斯白噪声；
对t时刻的接收信号si(t)进行采样得到t时刻的离散信号si(n)。


3.根据权利要求1所述的基于ADS-B机会信号的定位方法，其特征在于：在步骤3)中，所述在相邻频率带宽内采用最大似然法对上述多个多普勒频移的粗测量值进行精确估计，获得接收信号的多普勒频移测量向量的具体方法如下：
基于最大似然法，构造最大似然函数如下：



其中，L(f)为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈万通，汪竹青，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津;12