專利名稱：一種廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法。
背景技術(shù)：
ADS (自動(dòng)相關(guān) 監(jiān)視)是ICAO (國(guó)際民用航空組織)在新航行系統(tǒng)中所推薦的一種新興的監(jiān)視技術(shù)。所謂自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)，是指記載導(dǎo)航系統(tǒng)獲得的導(dǎo)航信息，通過(guò)衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈或甚高頻空一地?cái)?shù)據(jù)鏈，自動(dòng)實(shí)時(shí)地發(fā)送到地面接收和處理系統(tǒng)，然后轉(zhuǎn)換傳輸報(bào)文格式后以網(wǎng)絡(luò)方式將數(shù)據(jù)發(fā)給地面管制中心，通過(guò)顯示設(shè)備提供偽雷達(dá)畫(huà)面，供空中交通管理人員和航空管理人員等監(jiān)視飛機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。ADS-B (廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視)是飛機(jī)以廣播的方式對(duì)外發(fā)送位置、高度、速度等信息，供地面設(shè)備接收后解析處理形成航跡。S模式數(shù)據(jù)鏈目標(biāo)在發(fā)送ADS-B(廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視)報(bào)文時(shí)，受限于帶寬和處理能力，每條報(bào)文被限制在112bit，有效的位置數(shù)據(jù)項(xiàng)僅為34bit (包括17bit經(jīng)度數(shù)據(jù)項(xiàng)和17bit緯度數(shù)據(jù)項(xiàng))，單獨(dú)一條報(bào)文不能獨(dú)立提供飛機(jī)當(dāng)時(shí)所在的經(jīng)度和緯度。同樣，ADS-B地面設(shè)備接收機(jī)載報(bào)文時(shí)，是無(wú)法從一條單獨(dú)的ADS-B報(bào)文中提取準(zhǔn)確的位置信息的，必須接收多個(gè)連續(xù)的報(bào)文，才能計(jì)算獲得飛機(jī)的初始位置信息。如果中途某一報(bào)文丟失，則計(jì)算初始點(diǎn)跡可能會(huì)失敗，所以需要某種方法在報(bào)文不連續(xù)時(shí)仍舊能夠完成航跡初始化建立。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中S模式下單獨(dú)一條報(bào)文不能得到廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡的技術(shù)問(wèn)題，提供一種航跡建立方法。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是針對(duì)在接收?qǐng)?bào)文的過(guò)程中出現(xiàn)報(bào)文丟失的情況下，還能進(jìn)行航跡建立的方法。使得設(shè)備即使因通信能力影響出現(xiàn)報(bào)文丟失，仍舊能夠保持和維護(hù)當(dāng)前航跡狀態(tài)，并根據(jù)后續(xù)位置報(bào)告繼續(xù)航跡初始化過(guò)程，直至建立初始點(diǎn)跡。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，其具體包含以下步驟
步驟I.將航跡建立的過(guò)程分為五個(gè)階段，每個(gè)階段分別對(duì)應(yīng)一種狀態(tài)，其分別為航跡終止?fàn)顟B(tài)、航跡初始化狀態(tài)、范圍檢查狀態(tài)、航跡獲取狀態(tài)和航跡維持狀態(tài)；
步驟2.機(jī)載設(shè)備對(duì)位置信息進(jìn)行拆分，以廣播的方式向地面發(fā)送位置信息的報(bào)文，所述報(bào)文以奇、偶編碼的方式交替發(fā)送；
步驟3.地面設(shè)備未接收到目標(biāo)報(bào)文時(shí)，為航跡終止?fàn)顟B(tài)；收到第一條報(bào)文后，進(jìn)入航跡初始化狀態(tài)；
步驟4.地面設(shè)備接收到第二條且與第一條奇偶成對(duì)的報(bào)文時(shí)，進(jìn)入范圍檢查狀態(tài)，將第一條和第二條這對(duì)奇偶報(bào)文進(jìn)行全局解碼，獲得初始位置，將獲得的初始位置與地面設(shè)備的本地位置進(jìn)行范圍檢查，判斷是否在地面設(shè)備的有效接收范圍內(nèi)，是，則繼續(xù)接收處理后續(xù)報(bào)文，否，則丟棄第二條報(bào)文，停止后續(xù)處理；
步驟5.地面設(shè)備接收到第三條報(bào)文時(shí)，進(jìn)入航跡獲取狀態(tài)，將第三條報(bào)文和步驟4中全局解碼獲得的初始位置進(jìn)行本地解碼，計(jì)算本地解碼位置，并比較初始位置和本地解碼位置，如符合飛機(jī)飛行速度要求，則繼續(xù)接收處理后續(xù)報(bào)文，否則將第三條報(bào)文丟棄，停止后續(xù)處理；
步驟6.地面設(shè)備接收到第四條且與第三條奇偶成對(duì)的報(bào)文時(shí)，將第四條報(bào)文與步驟5中的本地解碼位置進(jìn)行本地解碼，獲得新的本地解碼位置，再根據(jù)第三條報(bào)文和第四條報(bào)文這對(duì)奇偶報(bào)文計(jì)算全局解碼位置，如果全局解碼位置等于新的本地解碼位置，則該位置即為航跡建立的位置，進(jìn)入航跡維持狀態(tài)，否則將第四條報(bào)文丟棄，停止后續(xù)處理。更進(jìn)一步地，上述方法還包括，在航跡建立后，后續(xù)收到的報(bào)文與前一個(gè)位置進(jìn)行本地解碼，繼續(xù)得到新的本地解碼位置，從而形成連續(xù)的航跡。
更進(jìn)一步地，當(dāng)收到的第二條報(bào)文與第一條報(bào)文奇偶不成對(duì)時(shí)，將第二條報(bào)文更新為第一條報(bào)文，并進(jìn)行后續(xù)處理。更進(jìn)一步地，在上述全局解碼失敗的情況下，丟棄該條報(bào)文，并回到航跡終止?fàn)顟B(tài)重新開(kāi)始航跡建立。更進(jìn)一步地，上述步驟5中比較初始位置和本地解碼位置，具體為比較步驟4中全局解碼得到的初始位置和本地解碼位置的時(shí)間差和距離，確保30s內(nèi)距離不超過(guò)6海里。更進(jìn)一步地，當(dāng)收到的第四條報(bào)文與第三條報(bào)文奇偶不成對(duì)時(shí)，將第四條報(bào)文更新為第三條報(bào)文，并進(jìn)行后續(xù)處理。更進(jìn)一步地,上述航跡終止?fàn)顟B(tài)、航跡初始化狀態(tài)、范圍檢查狀態(tài)和航跡獲取狀態(tài)的有效時(shí)間分別為50秒、50秒、120秒、50秒，在任何狀態(tài)下超出有效時(shí)間均會(huì)使?fàn)顟B(tài)為航跡中止?fàn)顟B(tài)，表示航跡丟失或建立失敗，重新開(kāi)始航跡建立。本發(fā)明的有益效果S模式下采用四條報(bào)文得到廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡，提供一種航跡建立方法。針對(duì)在接收?qǐng)?bào)文的過(guò)程中出現(xiàn)報(bào)文丟失的情況下，還能進(jìn)行航跡建立的方法。使得設(shè)備即使因通信能力影響出現(xiàn)報(bào)文丟失，仍舊能夠保持和維護(hù)當(dāng)前航跡狀態(tài)，并根據(jù)后續(xù)位置報(bào)告繼續(xù)航跡初始化過(guò)程，直至建立初始點(diǎn)跡。


圖I為本發(fā)明中收到第二條位置報(bào)文的處理流程。圖2為本發(fā)明中收到第三條位置報(bào)文的處理流程。圖3為本發(fā)明中收到第四條位置報(bào)文的處理流程。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)附圖中，采用下述方式定義，航跡終止?fàn)顟B(tài)(TRACK_N0T_EXIST)、航跡初始化狀態(tài)(TRACK_INIT)、范圍檢查狀態(tài)(TRACK_RANGECHECK)、航跡獲取狀態(tài)(TRACK_ACQUISITION)和航跡維持狀態(tài)(TRACK_ESTABLISHED )。本發(fā)明公開(kāi)了一種廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，其具體包含以下步驟
步驟I.將航跡建立的過(guò)程分為五個(gè)階段，每個(gè)階段分別對(duì)應(yīng)一種狀態(tài)，其分別為航跡終止?fàn)顟B(tài)、航跡初始化狀態(tài)、范圍檢查狀態(tài)、航跡獲取狀態(tài)和航跡維持狀態(tài)。步驟2.機(jī)載設(shè)備對(duì)位置信息進(jìn)行拆分，以廣播的方式向地面發(fā)送位置信息的報(bào)文，所述報(bào)文以奇、偶編碼的方式交替發(fā)送。步驟3.地面設(shè)備未接 收到目標(biāo)報(bào)文時(shí)，為航跡終止?fàn)顟B(tài)；收到第一條報(bào)文后，進(jìn)入航跡初始化狀態(tài)。步驟4.地面設(shè)備接收到第二條且與第一條奇偶成對(duì)的報(bào)文時(shí)，進(jìn)入范圍檢查狀態(tài)，將第一條和第二條這對(duì)奇偶報(bào)文進(jìn)行全局解碼，獲得初始位置，將獲得的初始位置與地面設(shè)備的本地位置進(jìn)行范圍檢查，判斷是否在地面設(shè)備的有效接收范圍內(nèi)，是，則繼續(xù)接收處理后續(xù)報(bào)文，否，則丟棄第二條報(bào)文，停止后續(xù)處理。步驟5.地面設(shè)備接收到第三條報(bào)文時(shí)，進(jìn)入航跡獲取狀態(tài)，將第三條報(bào)文和步驟4中全局解碼獲得的初始位置進(jìn)行本地解碼，計(jì)算本地解碼位置，并比較初始位置和本地解碼位置，如符合飛機(jī)飛行速度要求，則繼續(xù)接收處理后續(xù)報(bào)文，否則將第三條報(bào)文丟棄，停止后續(xù)處理。步驟6.地面設(shè)備接收到第四條且與第三條奇偶成對(duì)的報(bào)文時(shí)，將第四條報(bào)文與步驟5中的本地解碼位置進(jìn)行本地解碼，獲得新的本地解碼位置，再根據(jù)第三條報(bào)文和第四條報(bào)文這對(duì)奇偶報(bào)文計(jì)算全局解碼位置，如果全局解碼位置等于新的本地解碼位置，則該位置即為航跡建立的位置，進(jìn)入航跡維持狀態(tài)，否則將第四條報(bào)文丟棄，停止后續(xù)處理。進(jìn)入航跡維持狀態(tài)則表示航跡建立，后續(xù)報(bào)文無(wú)須成對(duì)。采用上述廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，將航跡的建立過(guò)程分為5個(gè)階段。首先，地面設(shè)備根據(jù)奇偶報(bào)文進(jìn)行全局解碼，并得到初始位置，然后將報(bào)文與初始位置進(jìn)行本地解碼獲得本地解碼位置，再將本地解碼位置和報(bào)文進(jìn)行本地解碼獲得新的本地解碼位置，并將此位置和全局解碼的位置進(jìn)行比較，成功定位航跡建立的位置，在航跡建立后，后續(xù)的報(bào)文就不需要再成對(duì)。上述方法使得在S模式下，通過(guò)四條報(bào)文成功建立航跡，地面設(shè)備繼續(xù)接收后續(xù)報(bào)文處理并形成航跡，使得地面設(shè)備對(duì)飛機(jī)的位置信息進(jìn)行快速定位，通過(guò)顯示設(shè)備提供偽雷達(dá)畫(huà)面，供空中交通管理人員和航空管理人員等監(jiān)視飛機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。上述全局解碼具體為利用一對(duì)奇偶報(bào)文計(jì)算位置，本地解碼為利用已知位置點(diǎn)與一條報(bào)文計(jì)算位置，這兩種方法都屬于本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。更進(jìn)一步地，上述方法還包括，在航跡建立后，后續(xù)收到的報(bào)文與前一個(gè)位置進(jìn)行本地解碼，繼續(xù)得到新的本地解碼位置，從而形成連續(xù)的航跡。在航跡建立后，后續(xù)的報(bào)文則不要求必須奇偶成對(duì)，只需要將地面設(shè)備接收到的報(bào)文與前一個(gè)位置進(jìn)行本地解碼，就可以繼續(xù)得到新的本地解碼位置，從而形成連續(xù)的航跡。更進(jìn)一步地，當(dāng)收到的第二條報(bào)文與第一條報(bào)文奇偶不成對(duì)時(shí)，將第二條報(bào)文更新為第一條報(bào)文，并進(jìn)行后續(xù)處理。在實(shí)際航跡建立的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)因通信能力影響出現(xiàn)報(bào)文丟失等情形，比如連續(xù)接收到兩條奇報(bào)文，此時(shí)，就需要快速作出判斷，并進(jìn)行后續(xù)處理。更進(jìn)一步地，在上述全局解碼失敗的情況下，丟棄該條報(bào)文，并回到航跡終止?fàn)顟B(tài)重新開(kāi)始航跡建立。在實(shí)際中，雖然兩條報(bào)文奇偶成對(duì)，但兩條報(bào)文空地狀態(tài)不一致，會(huì)出現(xiàn)全局解碼失敗，另外，在全局解碼計(jì)算得到的位置錯(cuò)誤時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)全局解碼失敗，在全局解碼失敗的情況下，丟棄該條報(bào)文，并回到航跡中止?fàn)顟B(tài)，重新開(kāi)始航跡建立。
更進(jìn)一步地，上述步驟5中比較初始位置和本地解碼位置，具體為比較步驟4中全局解碼得到的初始位置和本地解碼位置的時(shí)間差和距離，確保30s內(nèi)距離不超過(guò)6海里。因?yàn)轱w行速度限制了飛機(jī)在30s內(nèi)無(wú)法飛過(guò)6海里的距離，本地解碼計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)跡間距在30S內(nèi)超過(guò)6海里時(shí)，也丟棄該條報(bào)文，并回到航跡中止?fàn)顟B(tài)重新開(kāi)始開(kāi)始航跡建立。更進(jìn)一步地，當(dāng)收到的第四條報(bào)文與第三條報(bào)文奇偶不成對(duì)時(shí)，將第四條報(bào)文更新為第三條報(bào)文，并進(jìn)行后續(xù)處理。同樣是因?yàn)樵趯?shí)際航跡建立的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)因通信能力影響出現(xiàn)報(bào)文丟失等情形，比如連續(xù)接收到兩條奇報(bào)文，此時(shí)，就需要快速作出判斷，并進(jìn)行后續(xù)處理。更進(jìn)一步地,航跡終止?fàn)顟B(tài)、航跡初始化狀態(tài)、范圍檢查狀態(tài)和航跡獲取狀態(tài)的有效時(shí)間分別為50S、50S、120S、50S，在任何狀態(tài)下超出有效時(shí)間均會(huì)使?fàn)顟B(tài)為航跡中止?fàn)顟B(tài)，表示航跡丟失或建立失敗，重新開(kāi)始航跡建立。
上述的實(shí)施例中所給出的系數(shù)和參數(shù)，是提供給本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本發(fā)明并不限定僅取前述公開(kāi)的數(shù)值，在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上述實(shí)施例作出種種修改或調(diào)整，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書(shū)提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1.一種廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，其具體包含以下步驟 步驟I.將航跡建立的過(guò)程分為五個(gè)階段，每個(gè)階段分別對(duì)應(yīng)一種狀態(tài)，其分別為航跡終止?fàn)顟B(tài)、航跡初始化狀態(tài)、范圍檢查狀態(tài)、航跡獲取狀態(tài)和航跡維持狀態(tài)； 步驟2.機(jī)載設(shè)備對(duì)位置信息進(jìn)行拆分，以廣播的方式向地面發(fā)送位置信息的報(bào)文，所述報(bào)文以奇、偶編碼的方式交替發(fā)送； 步驟3.地面設(shè)備未接收到目標(biāo)報(bào)文時(shí)，為航跡終止?fàn)顟B(tài)；收到第一條報(bào)文后，進(jìn)入航跡初始化狀態(tài)； 步驟4.地面設(shè)備接收到第二條且與第一條奇偶成對(duì)的報(bào)文時(shí)，進(jìn)入范圍檢查狀態(tài)，將第一條和第二條這對(duì)奇偶報(bào)文進(jìn)行全局解碼，獲得初始位置，將獲得的初始位置與地面設(shè)備的本地位置進(jìn)行范圍檢查，判斷是否在地面設(shè)備的有效接收范圍內(nèi)，是，則繼續(xù)接收處理后續(xù)報(bào)文，否，則丟棄第二條報(bào)文，停止后續(xù)處理； 步驟5.地面設(shè)備接收到第三條報(bào)文時(shí)，進(jìn)入航跡獲取狀態(tài)，將第三條報(bào)文和步驟4中全局解碼獲得的初始位置進(jìn)行本地解碼，計(jì)算本地解碼位置，并比較初始位置和本地解碼位置，如符合飛機(jī)飛行速度要求，則繼續(xù)接收處理后續(xù)報(bào)文，否則將第三條報(bào)文丟棄，停止后續(xù)處理； 步驟6.地面設(shè)備接收到第四條且與第三條奇偶成對(duì)的報(bào)文時(shí)，將第四條報(bào)文與步驟5中的本地解碼位置進(jìn)行本地解碼，獲得新的本地解碼位置，再根據(jù)第三條報(bào)文和第四條報(bào)文這對(duì)奇偶報(bào)文計(jì)算全局解碼位置，如果全局解碼位置等于新的本地解碼位置，則該位置即為航跡建立的位置，進(jìn)入航跡維持狀態(tài)，否則將第四條報(bào)文丟棄，停止后續(xù)處理。
2.如權(quán)利要求I所述的廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，其特征在于所述方法還包括，在航跡建立后，后續(xù)收到的報(bào)文與前一個(gè)位置進(jìn)行本地解碼，繼續(xù)得到新的本地解碼位置，從而形成連續(xù)的航跡。
3.如權(quán)利要求2所述的廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，其特征在于當(dāng)收到的第二條報(bào)文與第一條報(bào)文奇偶不成對(duì)時(shí)，將第二條報(bào)文更新為第一條報(bào)文，并進(jìn)行后續(xù)處理。
4.如權(quán)利要求3所述的廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，其特征在于在所述全局解碼失敗的情況下，丟棄該條報(bào)文，并回到航跡終止?fàn)顟B(tài)重新開(kāi)始航跡建立。
5.如權(quán)利要求4所述的廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，其特征在于所述步驟5中比較初始位置和本地解碼位置，具體為比較步驟4中全局解碼得到的初始位置和本地解碼位置的時(shí)間差和距離，確保30s內(nèi)距離不超過(guò)6海里。
6.如權(quán)利要求5所述的廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，其特征在于當(dāng)收到的第四條報(bào)文與第三條報(bào)文奇偶不成對(duì)時(shí)，將第四條報(bào)文更新為第三條報(bào)文，并進(jìn)行后續(xù)處理。
7.如權(quán)利要求I至6任意一個(gè)權(quán)利要求所述的廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，其特征在于所述航跡終止?fàn)顟B(tài)、航跡初始化狀態(tài)、范圍檢查狀態(tài)和航跡獲取狀態(tài)的有效時(shí)間分別為50秒、50秒、120秒、50秒，在任何狀態(tài)下超出有效時(shí)間均會(huì)使?fàn)顟B(tài)為航跡中止?fàn)顟B(tài)，表示航跡丟失或建立失敗，重新開(kāi)始航跡建立。
全文摘要
本發(fā)明涉導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明公開(kāi)了一種廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視目標(biāo)的航跡建立方法，機(jī)載設(shè)備對(duì)位置信息進(jìn)行拆分，以廣播的方式向地面發(fā)送位置信息的報(bào)文，報(bào)文以奇、偶編碼的方式交替發(fā)送；地面設(shè)備未收到第二條且與第一條奇偶成對(duì)的報(bào)文時(shí)，將第一條和第二條這對(duì)奇偶報(bào)文進(jìn)行全局解碼，獲得初始位置，接收到第三條報(bào)文時(shí)，將第三條報(bào)文和全局解碼獲得的初始位置進(jìn)行本地解碼，計(jì)算本地解碼位置，接收到第四條且與第三條奇偶成對(duì)的報(bào)文時(shí)，將第四條報(bào)文與本地解碼位置進(jìn)行本地解碼，獲得新的本地解碼位置，再根據(jù)第三條報(bào)文和第四條報(bào)文這對(duì)奇偶報(bào)文計(jì)算全局解碼位置，如果全局解碼位置等于新的本地解碼位置，則該位置即為航跡建立的位置。
文檔編號(hào)H04H20/74GK102881188SQ20121039596
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者肖玉 申請(qǐng)人:四川九洲空管科技有限責(zé)任公司