一种对1090es ads-b本地位置解码算法改进的方法
【专利摘要】本发明涉及一种对1090ES?ADS-B本地位置解码算法改进的方法，本发明对1090ES?ADS-B本地位置解码算法改进的方法中对每一架飞机设有独立的参考位置，该参考位置在初始化时为ADS-B接收装置的位置，当解码出某飞机的正确位置后，用该飞机的位置更新该飞机对应的参考位置，因此，每架飞机的参考位置将随该飞机的位置变化而变化，当飞机飞出距ADS-B接收装置位置约333Km（180NM）区域后，使得通过本地位置解码算法也可解码出飞机的正确位置。
【专利说明】—种对1090ES ADS-B本地位置解码算法改进的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种本地位置解码算法改进的方法，特别涉及一种对1090ES ADS-B本地位置解码算法改进的方法。
【背景技术】
[0002]广播式自动相关监视系统(AutomaticDependent Surveillance-Broadcast:ADS-B)是自动相关监视技术的一种，其主要运用于空中或地面的飞机以及机场地面移动的一些车辆，用于周期性的广播其状态向量(垂直和水平距离以及垂直和水平速度速度)和其他信息。ADS-B系统包括基于Mode S数据链ADS-B系统、VDL-4数据链ADS-B系统和UAT数据链系统。1090ES ADS-B是基于Mode S数据链的一种技术，其是国际民航组织唯一推荐的一种模式，该系统只需对Mode S应答机做少许改动，即可实现ADS-B消息编码。1090ESADS-B下行数据链信息包括空中位置信息、地表位置信息、飞机识别和类型信息、空中速度信息和事件驱动信息，每种消息以固定的周期向外广播，本文主要针对飞机广播的空中位置信息进行解码。
[0003]ADS-B位置信息采用WGS-84坐标系，地球空间的任意位置飞机在该坐标系下均可表示唯一的坐标(φ j, H)，其中φ表示纬度，J表示经度，H表示地理高度。飞机在广播自己的位置时，需要将各参数转换成相应的二进制编码以方便传输，对于经纬度信息，由于飞机在航行过程中，该二进制编码的高数据位通常没有变化，因此，为了提高ADS-B消息的传输效率，扩展的S模式采用简洁位置编码(CPR)来有效的编码每架飞机的经度和纬度信息，其每个位置消息中不再发送长时间不变的高阶位(比如对于国内飞行的飞机，每次发送标志飞机处于南半球或北半球的位信息将无意义)。通过CPR编码，如图1所示，具有相同编码的两个位置的最短距离约666Km (360匪)，超过此范围，相同的CPR编码消息可能将对应于地球上的多个位置(如位置Pl和位置P2具有相同的编码)，此时通过接收到飞机单帧位置数据将不能唯一确定出飞机的正确位置。
[0004]针对CPR编码，在1090ES ADS-B系统中，飞行器的位置解码算法包括全球位置解码和本地位置解码。全球位置解码不需要地面参考位置，通过在固定时间内接收到空中飞行器广播的一帧奇编码和一帧偶编码即可唯一确定飞机的正确位置。本地位置解码需要一参考位置和飞机广播的一帧奇编码或者一帧偶编码即可，但本地解码只能正确解码出参考点周围约333Km (180NM)区域内飞机的正确位置，超过此区域，解码可能出现错误。
[0005]根据CPR编码算法，对约666Km (360匪)内不同位置的飞机对应不同的编码，即相对任意参考位置约333Km (180NM)内飞机的编码不同，超过此范围，同一编码信息可能对应不同位置。现有技术《1090ES广播式自动相关监视系统的CPR算法》.2010.2.(作者:彭良福，郑超，刘志刚，林云松。)若采用全球位置解码算法，需要在一定的时间间隔内接收到一帧奇编码和一帧偶编码，此解码算法对解码条件要求比较苛刻，在接收信号质量较差的情况下会出现严重掉点现象，因此，常采用本地位置解码算法，其只需要一参考位置和一帧奇编码或者一帧偶编码即可，参考位置常设置ADS-B接收装置的位置，该位置可通过GPS/GLONASS/北斗定位系统获取，因此，实际解码时只需要接收到一帧位置编码信息即可解码出飞机的位置，相对于全球解码算法，采用本地位置解码算法更易获取飞机的位置信息。但是，由于CPR编码算法决定了采用本地位置解码算法只能正确解码出距参考位置约333Km内的飞机，当飞机飞出距参考点约333Km区域后，可能会解码出错误的飞机位置。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于，针对采用本地位置解码算法对飞机的位置进行解码，当飞机从距参考位置约333Km区域内飞往该区域外之后，仍可以采用本地位置解码算法解码出飞机的正确位置。
[0007]本发明的技术方案将本地位置解码算法中固定的参考位置改进为随飞机位置变化的动态参考位置，提高了解码点迹的连续性，增大可探测飞机的范围。
[0008]本发明对1090ES ADS-B本地位置解码算法改进的方法中对每一架飞机均设有独立的参考位置，该参考位置在初始化时为ADS-B接收装置的位置，当解码出某飞机的正确位置后，用解码出的飞机位置更新本地位置解码算法中的参考位置，因此，该飞机对应的参考位置将随飞机的位置变化而变化，当该飞机飞出距ADS-B接收装置位置约333Km (或180NM)区域后，也可以通过本地位置解码算法解码出该飞机的正确位置。
[0009]假设1090ES ADS-B接收装置可处理飞机容量为N架，N可以为任意正整数，N优先为50或100，所述方法具体包括以下步骤:
[0010]a)通过卫星定位系统获取1090ES ADS-B接收装置的本地位置{LATO, NATO}，其中LATO表示本地位置的纬度，NATO表示本地位置的经度；
[0011]b)为每一架飞机设置一个深度为M的二维数组P [M] [2]，M为任意正整数，M优选为10。开机时,将数组中每个元素的初始值设置为1090ES ADS-B接收装置的本地位置,包
括经度和纬度，即初始化时数组元素值为:P[M] [2] = {{LATO, NATO}, {LATO, NATO}.........................{LATO，NATO}}，大括号内共有M个元素{LAT0，NATO}，纬度平均值为:
【权利要求】
1.一种对1090ES ADS-B本地位置解码算法改进的方法，其特征在于对每一架飞机设有独立的参考位置，该参考位置在初始化时为ADS-B接收装置的位置，当解码出某飞机的正确位置后，用该飞机的位置更新该飞机对应的参考位置，因此，该飞机对应的参考位置将随该飞机的位置变化而变化，当该飞机飞出距ADS-B接收装置位置约333Km (或180匪)区域后，通过本地位置解码算法也可解码出该飞机的正确位置。
2.根据权利要求1所述的一种对1090ESADS-B本地位置解码算法改进的方法，其特征在于，假设1090ES ADS-B接收装置可处理飞机容量为N架，N可以为任意正整数，所述方法具体包括以下步骤: a)通过卫星定位系统获取1090ESADS-B接收装置的本地位置{LATO，NATO}，其中LATO表示本地位置的纬度，NATO表示本地位置的经度； b)为每一架飞机设置一个深度为M的二维数组P[M][2]，M为任意正整数，表示每架飞机可存储M个历史位置信息，开机时，将每个二维数组中每个元素的初始值均设置为1090ES ADS-B接收装置的本地位置,每个元素包括本地位置的经度和纬度，即初始化时每个二维数组元素值为:P[M] [2] = {{LATO, NATO}, {LATO, NATO}.........................{LATO, NATO}}，大括号内共有M个元素{LATO, NATO}，可求出
3.根据权利要求2所述的一种对1090ESADS-B本地位置解码算法改进的方法，其特征在于所述的步骤d)进一步包括开始时每架飞机对应的二维数组中M个元素值均为ADS-B接收装置的位置，当每次正确解码某架飞机的位置后，就先将该飞机对应的二维数组中的每个元素右移一位，第M位的元素舍掉，同时用解码出的正确位置放入最左边的第O号位置。
4.根据权利要求2所述的一种对1090ESADS-B本地位置解码算法改进的方法，其特征在于参考位置不是飞机的位置，参考位置只是用于本地位置解码算法中解算飞机位置的一个参考位置，本地位置解码算法决定了需要这样一个参考位置，且其还决定了只要飞机与参考位置的距离不超过333KM，即可通过本地位置解码算法无模糊解算出飞机的正确位置。
5.根据权利要求2所述的一种对1090ESADS-B本地位置解码算法改进的方法，其特征在于N优先为50或100，M优选为10。
【文档编号】G08G5/00GK103927905SQ201410153961
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】任周唱, 张强, 李宏伟 申请人:四川九洲电器集团有限责任公司