[发明专利]基于ADS-B测试信标设备的3D航迹模拟系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航迹模拟系统及方法，尤其涉及一种基于ADS-B测试信标设备的3D航迹模拟系统及方法。 

背景技术

广播式自动相关监视(ADS-B)是国际民航组织(ICAO)推广的集通信、卫星导航和监视技术于一体的新一代技术,也是基于飞机监视技术的应用系统,是新一代空中交通管理系统的重要组成部分。ADS-B信息以ADS-B报文形式,通过空-空、空-地和地-地数据链广播式传播。 

ADS-B自动相关监视系统利用空中飞行目标上的机载应答机发射的各种RF应答信号（如S模式、1090ES信号等），进行实时接收处理并获取飞行目标的ID属性代号、空中3D位置数据、飞行速度、航向、国籍等信息，从而完成对飞行目标的监视、定位、跟踪等功能；与雷达监视相比，该系统具有隐蔽性强、精度高、监视数据丰富完整、监视数据更新快等特点，并且成本低、安装方便，可以配合各类雷达（包括一次雷达如搜索雷达以及二次雷达等）进行目标的监视；另外也可以单独工作，特别适用于山区、沙漠、海洋等无法进行雷达监视的地区。 

目前ADS-B自动相关监视系统信标设备均不能通过非应答机设备发射的DF18ESADS-B信息，其中信息包括动态多点输入的三维坐标信息（经度、纬度、高度），来实时判断设备是否工作正常和进行3D航迹模拟。 

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种3D航迹模拟技术，通过模拟飞行目标等3D参数，在监视器上描绘出整个天空中飞行器的航线和飞行器 的状态，保证系统维护人员能够及时了解和监视空中的飞行器的状态，确保飞行安全及安全生产。 

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案： 

一种基于ADS-B测试信标设备的3D航迹模拟系统，包括安装模拟航迹软件的PC机、中央数字处理板、安装3D成像模拟软件的服务器和显示终端，所述PC机与所述中央数字处理板通过高速数据链路进行数据传输，所述中央数字处理板与所述服务器无线通讯连接，所述服务器的数据端口与所述显示终端的数据端口连接。 

进一步地，所述中央数字处理板包括ARM处理器、FPGA、接口和无线通讯模块，所述ARM处理器用于处理外围接口数据，组装目标模拟相关的ME信息，ARM处理器处理过的信息包通过双口RAM接口技术方式同FPGA进行数据交换。 

作为优选，所述无线通讯模块为微波通讯模块。 

一种采用3D航迹模拟系统进行3D航迹模拟的方法，包括以下步骤： 

（1）运行PC机中的模拟航迹软件，通过手动输入坐标模式或是手动绘制模式绘制航迹，然后将模拟的航迹点迹数据包通过通信协议发送到中央数字处理板； 

（2）中央数字处理板监视PC传送过来的信息并通过对应的通信协议将信息解析出来，存储在中央数字处理板的DataFlash中，同时将存储在RAM中的数据组装成同FPGA通信用的ME信息； 

（3）将组装的ME信息通过32位总线写到FPGA内的双口RAM中，不同类型的ME信息会写到不同的地址单元；然后FPGA根据DO-260B标准中ADS-B不同模式下的报告速率进行定时广播，形成动态的航迹点迹； 

（4）服务器在接收到动态的航迹点迹后，3D成像模拟软件将动态的航迹点迹进行点迹模拟处理，形成动态的3D模拟处理图像； 

（i）服务器通过对外串口获取来至中央数字处理板的航迹模拟点信息，并将这些信息存入服务器的存储器中，最后判断接受是否完成，如果没有完成就继续接收下一个航迹模拟点信息，具体接收航迹模拟点信息的数量，可根据实际情况设定，如果接收完成则进入下面的程序； 

（ii）在信息接收完成后，服务器中的处理器从存储器中读出一个航迹模拟点信息，然后依次将读出来的高度信息、经纬度信息、航速信息、航向信息发送出去，并判断一个完整的航迹模拟是否完成，如果没有完成，则发送下一个航迹模拟点信息，如果没有则进入下面的程序。 

（iii）判断是否需要重复模拟一个完整的航迹，如果需要，则程序返回到读取航迹模拟点信息，重新读取信息并发送。如果不需要，则进入后面的程序。 

（5）通过3D引擎对3D模拟航迹库进行索检，显示终端4显示出飞行器目标的航迹和飞行状态参数。 

本发明的有益效果在于：