[发明专利]一种增强ADS-B报头通过率的方法

说明书

本发明提供了一种增强ADS‑B报头通过率的方法，该方法对报头检测算法进行了改进，措施如下：措施一，对基带包络信号的计算公式进行了简化，只用一次乘法和一次加法计算就可以提取出包络信号值，减少运算时间量；措施二，简化有效脉冲位置的提取步骤，去除其中的自相关滤波过程；措施三，修改DF认证算法，降低ADS‑B报头通过的门槛。通过采用该方法，真ADS‑B报头被检伪的概率大幅降低，从而减少了数据报文的丢失。经试验验证，该方法可以将报头通过率提高10％左右。

技术领域

本发明属于民用航空器ADS-B监视及运行保障领域，具体涉及一种增强ADS-B报头通过率的方法。

背景技术

ADS-B的全称是广播式自动相关监视，用于空中交通管制。星载ADS-B系统卫星接收机、地面接收站和机载ADS-B收发设备组成。装备了ADS-B系统的飞行器，会不断向外广播自身的位置信息(精度，纬度，高度)以及速度信息、航向信息，卫星接收机接收到后将信息发送给地面站。星载ADS-B系统不受地域限制，可以对无雷达地区的飞行器进行有效监控，防止事故的发生。

在星载环境中，由于拥挤的空域环境和严重的信号交叠情况，ADS-B信号的正确解算是一个难题，而报头检测是信号解算的基础。对于ADS-B信号报头的检测，国内已有不少研究和专利，目前比较经典的ADS-B报头检测算法是四脉冲整体相关的报头检测法，该算法其检测步骤如下：

对ADS-B基带信号自相关滤波后与本地报头信号整体互相关，从中提取出有效脉冲的位置后根据ADS-B报头波形的特点检测出该输入是否为ADS-B报头，最后通过功率一致性检测，DF认证对报头的正确与否进行进一步的判断。该算法还提供了一种报头的再触发机制，根据新旧报头的参考功率值来判断是否更新报头。

上述介绍的算法可以有效检测出ADS-B的报头，排除干扰信号，但是其检测规则过于严苛，会将不少真正的ADS-B报头当做伪报头来处理，从而造成数据丢失过多的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种增强ADS-B报头通过率的方法，可以有效提高ADS-B信号报头的通过率，解决数报文据丢失的问题。本发明的技术方案如下：

一种增强ADS-B报头通过率的方法，包括如下步骤：

S1：ADS-B接收机对ADS-B信号进行采样，并对采样获得的I、Q两路正交信号进行基带包络信号的快速提取；

S2：将提取出的基带包络信号与本地脉冲序列进行互相关处理，得到互相关波形，从互相关波形中提取出有效脉冲位置；

S3：判断基带包络信号的连续四个有效脉冲位置是否符合ADS-B报头序列的规则；

S4：对符合报头规则的连续四个有效脉冲位置点进行功率一致性检测；

S5：检测报头之后的数据位的前3个bit；

S6：检测报头之后的13μs内是否出现新报头，若出现则对后续出现的报头进行重触发检测。

可选地，所述步骤S1进一步包括：

S11：ADS-B接收机对ADS-B信号进行采样，并获得I、Q两路基带信号值；

S12：通过如下公式，获得基带包络信号：

其中S(k)是基带包络信号，S_R(k)、S_L(k)分别是I、Q两路基带信号值。

可选地，所述步骤S2进一步包括：

S21：将基带包络信号同本地的脉冲序列滑窗相关得到互相关波形；