[发明专利]一种基于数学形态学的ADS-B基站监视范围估计方法

说明书

本发明公开了一种基于数学形态学的ADS‑B基站监视范围估计方法，首先对ADS‑B基站所探测到的机载ADS‑B信号进行解调、解码与记录，将所接收到的航空器的经度、纬度、高度、时间以及相关信息记录在存储介质中，然后通过数学形态学中的腐蚀、膨胀和三位凸包生成算法，在三维空间中实现离散记录点的融合，估计该ADS‑B基站真实监视范围。通过洋区上空航空器间传递ADS‑B信息的方式可以解决我国周边洋区，因海上无法部署地面站，目前尚缺少有效的监视方法的问题，但传递过程中需要对ADS‑B基站监视范围进行估计。本发明提出的一种基于数学形态学的ADS‑B基站监视范围估计方法，可实现基于历史ADS‑B航迹数据的ADS‑B基站监视范围估计。

技术领域

本发明涉及一种基站监视范围估计方法，特别是一种基于数学形态学的ADS-B基站监视范围估计方法。

背景技术

我国民航由较为单一的空管雷达监视空中目标，近年来逐步推广广播式自动相关监视ADS-B(Automatic Dependent Surveillance Broadcast)设备建设，目前ADS-B监视已基本覆盖全国中高空空域，重点监视机场周边。

然而，我国周边洋区，因海上无法部署地面站，目前尚缺少有效的监视方法，航空公司购买国外的飞机通信寻址与报告系统(Aircraft Communications Addressing andReportingSystem，ACARS)数据，间隔时间长，价格昂贵。星基ADS-B方法可以解决该问题，但我国完成ADS-B设备卫星搭载，完成国土周边覆盖还需要较长时间。

可以采用一种通过洋区上空航空器间传递ADS-B信息的方式解决该问题，但传递过程中需要对ADS-B基站监视范围进行估计，才能高效选择传递航空器。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于数学形态学的ADS-B基站监视范围估计方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于数学形态学的ADS-B基站监视范围估计方法，包括以下步骤：

步骤1，收集一定时间周期内ADS-B基站接收的航空器下传消息，并进行记录；

步骤2，对记录的消息中的位置数据按照置信度进行分类；

步骤3，将ADS-B基站上空空域按照经度、纬度和高度三维划分成三维网格，并将收集到的航空器位置数据对应到三维网格中，形成用于表明每一个三维网格中置信度的三维数组；

步骤4，对步骤3中形成的三维数组采用数学形态学中的腐蚀和膨胀操作；

步骤5，对步骤4中形成的三维数组采用三维凸包算法，得到步骤1中时间周期内的ADS-B基站监视范围，从而形成每个时间周期的监视数据；

步骤6，在后续的时间周期内ADS-B基站接收到的航空器下传消息重复步骤1-5，并将得到的新的ADS-B基站监视范围和上一个时间周期内得到的ADS-B基站监视范围进行融合，从而得到不断更新的ADS-B基站监视范围。

本发明中，步骤1包括：

步骤1-1，在一定时间周期内实时收集ADS-B基站接收到的所有航空器下传消息数据，数据格式为欧标CAT021，包含航空器24位地址码、航班号、经度、纬度、高度和时间；

步骤1-2，将收集到的数据按照时间进行排序，并记录在存储介质中。

本发明中，步骤2包括：

步骤2-1，针对每一条收到的数据，结合前后一段时间的数据，判断置信度，将数据划分为：可信数据、部分可信数据和不可信数据；

步骤2-2，将可信数据和部分可信数据分别以多维数组的方式存储。

本发明中，步骤3包括：