一种ADS-B监视技术的数据评估系统技术方案

一种ＡＤＳ－Ｂ监视技术的数据评估系统，ＡＤＳ－Ｂ飞机比例统计模块，对当前装载有ＡＤＳ－Ｂ机载设备的飞机比例进行统计，判断ＡＤＳ－Ｂ飞机数量；监视精度评估模块，对ＡＤＳ－Ｂ位置报文数据的精度进行评估，比较同一段时间间隔内ＡＤＳ－Ｂ和雷达位置数据与标准位置的方差大小，得出监视精度结论；可靠性评估模块，对ＡＤＳ－Ｂ监视数据的可靠性进行评估，分别计算同一段时间间隔内雷达与ＡＤＳ－Ｂ监视数据的漏点率，进行比较并得到ＡＤＳ－Ｂ监视数据的可靠性结论；数据完好性评估模块，对ＡＤＳ－Ｂ监视数据的完好性进行评估；伪目标概率评估模块，用于对ＡＤＳ－Ｂ位置报文数据的伪目标概率进行评估，进而得出ＡＤＳ－Ｂ监视数据的伪目标概率结论。本发明专利技术在工程上容易实施，有效地实现了ＡＤＳ－Ｂ监视技术的数据评估。

Data evaluation system of ADS-B monitoring technology

A evaluation system for ADS-B data surveillance technology, ADS-B aircraft proportion statistics module, have ADS-B airborne equipment on the aircraft proportion loading statistics, determine the number of aircraft ADS-B; the evaluation module of monitoring accuracy, to evaluate the accuracy of position of ADS-B message data, compared with a time interval of ADS B and radar data and location the position of the standard variance, the monitoring precision conclusion; reliability evaluation module, reliability evaluation for ADS B monitoring data, radar and ADS B to monitor the number of the same interval according to the leakage rate were calculated and compared by the conclusions ADS-B monitoring data; data integrity assessment module for evaluation of ADS-B monitoring data integrity; The pseudo probability evaluation module is used to evaluate the false target probability of ADS - B position data, and then the probability of false target of ADS - B monitoring data is obtained. The invention is easy to implement in engineering, the effective implementation of the ADS-B surveillance technology data evaluation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监视技术的数据评估系统，特别是一种ADS-B监视技术的数据评估 方法，属于空中交通管制领域。
技术介绍
空中交通管制的根本目的是使航线上的飞机安全、有效和有计划的在空域中飞行， 管制员需要对管制空域内飞机的飞行动态进行实时监视。传统的雷达监视手段采用询问应答方式对目标探测。从长远来看，雷达系统自身具 有很多局限性，限制了监视性能的提高。雷达波束的直线传播形成了大量雷达盲区，无 法覆盖海洋和荒漠等地区；雷达旋转周期限制了数据更新率的提高，从而限制了监视精 度的提高；无法获得飞机的计划航路、速度等态势数据，限制了跟踪精度的提高和短期 冲突检测告警STCA的能力。因此，需要开发新的监视手段。广播式自动相关监视ADS-B利用航空器自动广播由机载星基导航和定位系统生成的 精确定位信息，地面设备和其他航空器通过航空数据链接收此信息，卫星系统、飞机以 及地基系统通过高速数据链实现空天地一体化协同监视。ADS-B不仅克服了传统雷达监 视手段的一些问题，并且具有精度高、更新率高、应用范围广、地面设备建设和维护费 用低等优势。作为未来新航行系统中的一项重要监视技术，在雷达覆盖区域，ADS-B将作为雷达 监视手段的有效补充，对其校准或补盲；在非雷达覆盖区域，ADS-B将成为一种独立的 监视手段，提供一种新的监视手段。然而，要达到上述目标的重要前提就是ADS-B监视 数据的有效性和可靠性，因此亟需一种ADS-B监视数据的评估方法，来验证对ADS-B监 视数据的有效性和可靠性起决定性作用的关键参数。由于过去主要采用雷达作为航空监视手段，因此ADS-B监视数据的比较对象为雷达 监视数据，取RTK接收机得到的数据为基准监视数据。ICAO把可以与雷达提供相似的服 务称为类雷达服务，目前国际上已经有许多国家和地区开始对采用ADS-B技术提供类雷 达服务进行试验和评估，其中美国和澳大利亚己完成了试验和运行评估工作，相关的评估报告也已经公开，但是一方面，这些评估都是针对本国实际情况进行的，对我国的 ADS-B评估参考价值不大；另一方面，这些评估都只是公布了最终的评估结果，而具体 的评估方法没有公开。中国民航的ADS-B评估需要结合本国实际情况，尽快开展ADS-B 应用研究评估工作。而ADS-B应用研究评估工作的关键，就是需要一套行之有效的ADS-B 监视技术的数据评估方法，目前国外在该领域对外封锁，而国内在该领域则尚无研究。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种ADS-B监视技术的数据评 估系统，该系统在工程上容易实施，有效地实现了 ADS-B监视技术的数据评估。本专利技术的技术解决方案 一种ADS-B监视技术的数据评估系统，其特点在于包括 ADS-B飞机比例统计模块、监视精度评估模块、可靠性评估模块、数据完好性评估模块 和伪目标概率评估模块，其中(l)ADS-B飞机比例统计模块，对当前装载有ADS-B机载设备的飞机比例进行统计， 通过地面站接收来自飞机的广播ADS-B数据判断ADS-B飞机数量；监视精度评估模块，对ADS-B位置报文数据的精度进行评估，以RTK提供的位置数 据为标准位置数据，比较同一段时间间隔内ADS-B和雷达位置数据与标准位置数据的方 差大小，得出监视精度结论；可靠性评估模块，用于对ADS-B监视数据的可靠性进行评估，分别计算同一段时间 间隔内雷达与ADS-B监视数据的漏点率，进行比较并得到ADS-B监视数据的可靠性结论；数据完好性评估模块，用于对ADS-B监视数据的完好性进行评估，计算一段时间间 隔内从ADS-B报文数据中提取完好性质量参数NUCS5的报文数占总ADS-B报文数的比 例，即完好率，得到ADS-B监视数据的完好性结论；伪目标概率评估模块，用于对ADS-B位置报文数据的伪目标概率进行评估，以RTK 提供的位置数据为标准位置数据，首先通过ADS-B和雷达位置数据与标准位置数据的差 别程度来判断是否是伪目标，然后计算比较同一段时间间隔内ADS-B和雷达位置数据的 伪目标概率并比较其大小关系，得出ADS-B监视数据的伪目标概率结论。本专利技术与现有技术相比的优点在于作为一种新的航空监视手段，ADS-B报文数据中提供了丰富的监视信息，不仅有飞行状态信息，还有状态信息的质量参数，本专利技术从ADS-B飞机比例、监视精度、可靠性、数据完好性和伪目标概率等5个方面对ADS-B监视数据进行了评估，其中还对不同天气环境、地形环境以及高度层情况的ADS-B监视数据分别进行了评估。该方法在工程上容易实施，可以有效地实现ADS-B监视技术的数据评估。附图说明图l为本专利技术的组成框图2为本专利技术中的ADS-B飞机比例统计模块的实现流程图3为本专利技术中的监视精度评估模块的实现流程图4为本专利技术中的可靠性评估模块的实现流程图5为本专利技术中的数据完好性评估模块的实现流程图6为本专利技术中的伪目标概率评估模块的实现流程图。具体实施例方式如图l所示，本专利技术的ADS-B监视技术的数据评估总体流程，包括5个模块ADS-B飞机比例统计模块、监视精度评估模块、可靠性评估模块、数据完好性评估模块和伪目 标概率评估模块，其处理流程如下(1) ADS-B飞机比例统计模块该模块对当前装载有ADS-B机载设备的飞机比例进行统计，通过地面站接收来自飞 机的广播ADS-B数据判断ADS-B飞机数量。具体实现如图2所示首先从数据库服务器 提取整个评估飞行阶段采集到的ADS-B数据，然后基于通过地面站接收来自飞机的广播 ADS-B数据，即飞机的ICAO地址，计算发送ADS-B数据的实际飞机架次数，最后计算发 送ADS-B数据的飞机占飞机总流量的比例，计算公式为ADS-B飞机比例=发送ADS-B数 据的飞机/飞机总流量。(2) 监视精度评估模块该模块对ADS-B位置报文数据的精度进行评估，以RTK提供的位置数据为标准位置 数据，比较同一段时间间隔内ADS-B和雷达位置数据与标准位置的方差大小，得出监视 精度结论。具体实现如图3所示首先从数据库服务器分别提取一段时间间隔内来自同一架飞机的相同离散时间点 的ADS-B位置信息与通过雷达监视得到的位置信息，并从数据库服务器提取一段时间间 隔内来自同一架飞机的相同离散时间点的标准位置信息；然后根据目标距离雷达站的距 离分为3个范围，根据目标所在位置的天气、地形以及高度层分为不同情况；最后在目 标距离雷达站3种距离、所在位置的天气、地形以及高度层情况下分别计算ADS-B位置 信息和通过雷达监视得到的位置信息与标准位置偏差的方差，仅对ADS-B与雷达同时探测到的航迹点求方差，并比较其大小关系，进而得出各种情况下ADS-B监视精度的结论。(3) 可靠性评估模块该模块对ADS-B监视数据的可靠性进行评估，可靠性是通过漏点率的计算来衡量的， 使用的方法是分别计算同一段时间间隔内雷达与ADS-B监视数据的漏点率，进行比较并 得到ADS-B监视数据的可靠性结论。具体实现过程如图4所示首先给雷达和ADS-B的漏点数分别初始化为O，然后分别在一段时间间隔内从数据库 服务器连续提取来自同一架飞机的雷达数据和ADS-B数据，并根据目标距离雷达站的距 离分为3个范围，根据目标所在位置的天气、地形以及高度层分为不同情况，分别加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＡＤＳ－Ｂ监视技术的数据评估系统，其特征在于包括：ＡＤＳ－Ｂ飞机比例统计模块、监视精度评估模块、可靠性评估模块、数据完好性评估模块和伪目标概率评估模块，其中：（１）ＡＤＳ－Ｂ飞机比例统计模块，对当前装载有ＡＤＳ－Ｂ机载设备的飞机 比例进行统计，通过地面站接收来自飞机的广播ＡＤＳ－Ｂ数据判断ＡＤＳ－Ｂ飞机数量；监视精度评估模块，对ＡＤＳ－Ｂ位置报文数据的精度进行评估，以ＲＴＫ提供的位置数据为标准位置数据，比较同一段时间间隔内ＡＤＳ－Ｂ和雷达位置数据与标准位置数 据的方差大小，得出监视精度结论；可靠性评估模块，用于对ＡＤＳ－Ｂ监视数据的可靠性进行评估，分别计算同一段时间间隔内雷达与ＡＤＳ－Ｂ监视数据的漏点率，进行比较并得到ＡＤＳ－Ｂ监视数据的可靠性结论；数据完好性评估模块，用于对ＡＤ Ｓ－Ｂ监视数据的完好性进行评估，计算一段时间间隔内从ＡＤＳ－Ｂ报文数据中提取完好性质量参数ＮＵＣ≥５的报文数占总ＡＤＳ－Ｂ报文数的比例，即完好率，得到ＡＤＳ－Ｂ监视数据的完好性结论；伪目标概率评估模块，用于对ＡＤＳ－Ｂ位置报文数据的 伪目标概率进行评估，以ＲＴＫ提供的位置数据为标准位置数据，首先通过ＡＤＳ－Ｂ和雷达位置数据与标准位置数据的差别程度来判断是否是伪目标，然后计算比较同一段时间间隔内ＡＤＳ－Ｂ和雷达位置数据的伪目标概率并比较其大小关系，得出ＡＤＳ－Ｂ监视数据的伪目标概率结论。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，朱衍波，林熙，刘伟，张青竹，
申请(专利权)人：民航数据通信有限责任公司，北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]