● 摘要
现代航空交通管制中使用的二次雷达(SSR)系统不仅有传统雷达的位置识别能力,还能提供包括识别码、海拔高度等信息,飞行器机载设备处理来自地面站的询问并发射应答信号,询问模式有A/B/C/D/S 等模式,其中基于 S 模式的广播式自动相关监视(ADS-B)系统是一种新型的监视技术,有较高的距离精度和高度分辨率、较强的抗幻
影能力,并且能够传输较长的数据,在现代空域管理系统中起着重要作用。
信号在传播过程中会受到多种类型的干扰,对应答信号的解码影响严重的干扰主要是多径干扰、旁瓣信号、时间异步干扰(FRUIT)、幻影、交叠导致的同步幻影等同频干扰,使用简单的解码策略往往会导致受干扰信号提取失败。随着我国 ADS-B 技术的发展,将有越来越多的飞机被装上机载设备,地面站接收设备的抗干扰性能将逐渐显示
出其重要性。
本文对目前国内外使用的解码算法进行了研究,对照大量北京地面站接收到的实际S模式应答信号波形数据,分析了算法各个步骤中存在的问题。首先,针对报头检测过程中触发算法不准确的问题,本文提出了报头定位的概念,以及一种包括报头模糊检测、报头定位、报头重触发等模块的检测方法,并基于概率学理论提出了几种定位模型,最终通过实际数据测试来比较各模型的效果,证明在信号功率较小的情况下这些方法的定位效果明显优于目前不定位的检测方法。其次,对于数据位提取过程中受同频干扰信号影响导致的数据位提取错误问题,本文对总体提取流程进行了改进,并基于机器学习分类理论,提出了几种数据位提取模型,最后也用实际数据进行了测试和比较,在总体上提高了S模式应答信号的解码成功率,特别是提高了弱信号的提取成功率,实现了本文提出的研究目标。
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