[发明专利]基于ADS-B的防撞系统

说明书

本发明公开一种基于ADS‑B的防撞系统，包含：ADS‑B信息解码模块：用于对接收到的邻机广播的ADS‑B信息进行解码，解算出邻机的位置信息；ADS‑B监视跟踪处理模块：用于将邻机的位置信息转换为邻机相对于本机的角度、邻机相对于本机的距离、高度和时间戳，并确认是否对邻机进行跟踪，然后将跟踪信息列表送至防撞信息处理子模块；防撞信息处理子模块：用于利用防撞算法对跟踪信息列表中的邻机的角度、距离、高度和时间戳进行处理，做出防撞告警决策和交通告警决策。本发明可以减少对传统TCAS中射频模块的依赖，简化设备降低成本更加适合轻型飞机或无人机使用，同时减少问询发送的频率，降低了对空域无线环境的干扰。

技术领域

本发明涉及一种融合ADS-B系统与TCAS系统的机载防撞系统；属于航空技术领域。

背景技术

传统的空中防撞系统主要依靠TCAS(Traffic Alert and Collision AvoidanceSystem)，它对冲突的预测只能依靠获得的当前和历史位置、速度信息，冲突预测能力随着航路飞行复杂性的增加而大大降低，无法充分灵活的适应空域管理的演变。为了提升TCAS的性能，需要对现有的防撞跟踪系统(Collision Avoidance System，CAS)设计原则进行更新，并引入了更有效的输入数据。自动相关监视技术(ADS-B)技术能提高飞行中的航空器之间的相互监视能力。与TCAS相比，ADS-B的位置报告是自发广播式的，航空器之间无须发出问询即可接收和处理渐近航空器的位置报告。根据联邦适航局(FAA)的提案，要求在2020年以前在所有飞机上装备ADS-B设备，因此在防撞系统中使用ADS-B技术将是一种趋势。ADS-B数据的使用将使得TCAS能够获得更准确的角度和速度信息且能够有效增加TCAS的监控范围。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种基于ADS-B的防撞系统，通过ADS-B与TCAS设备交联配合提供防撞告警决策和交通告警等，与单一的ADS-B系统和TCAS系统相比，本发明在有效的简化设备、降低成本的同时，可以提供更加精确的角度测量和估计，增加空域监视范围，提高空域监视能力，也为后续的水平避撞提供了可能。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种基于ADS-B的防撞系统，包含ADS-B信息解码模块、ADS-B监视跟踪处理模块、防撞信息处理子模块；

ADS-B信息解码模块用于对接收到的邻机广播的ADS-B信息进行解码，解算出邻机的位置信息；

ADS-B监视跟踪处理模块用于将邻机的位置信息转换为邻机相对于本机的角度、邻机相对于本机的距离、高度和时间戳，并确认是否对邻机进行跟踪，然后将跟踪信息列表送至防撞信息处理子模块；

防撞信息处理子模块用于利用防撞算法对跟踪信息列表中的邻机的角度、距离、高度和时间戳进行处理，做出防撞告警决策和交通告警决策。

优选地，ADS-B信息解码模块执行如下程序步骤：

步骤1.1)、对同一邻机的时间差值不超过10秒的ADS-B信息进行全球CPR解码，获得邻机的位置信息

步骤1.2)、计算全球CPR解码获得的邻机的位置信息与本机的距离，并判断该距离是否在最大接收范围内，若是则进入步骤1.3)；

步骤1.3)、根据上一次获得的邻机位置或者全球CPR解码获得的邻机的位置信息作为本地CPR解码的参考点，对当前接收到的同一邻机的ADS-B信息做本地CPR解码；

步骤1.4)将全球CPR解码和本地CPR解码获得的邻机的位置信息做误差计算，如果数据差值在10米以内，将全球CPR解码得到的位置信息输出给防撞信息处理子模块。

优选地，ADS-B监视跟踪处理模块执行以下程序步骤：

步骤2.1)、跟踪、平滑本机的位置信息；