一种地面一体化接收设备的制作方法

本实用新型涉及信息侦察领域，特别是一种地面一体化接收设备。

背景技术：

通用船载自动识别系统AIS(Automatic Identification System)是一种基于自组织时分多址技术(SOTDMA)的海上无线通信系统，主要用于海上船与船之间、船与海上交通管理中心之间的相互识别和信息交互，AIS已经成为海上船只出航必须装备的系统，并形成了业界标准。AIS船台比较常用的信息主要有3类：船舶动态信息、船舶静态信息和航行相关信息。船舶的动态信息中包括：航行状态、转向率、对地速度、位置精度、经度、纬度、对地航向、船首向等。船舶的静态信息和航行相关信息包括：海上移动船舶标识号(MMSI)、呼号、船名、船货类型、天线位置、估计到达时间(ETA)、目的地、吃水深度等等。通过对AIS信号的接收和处理，可以中获取以上的信息，就能够在平面上显示出船舶的动态情况。

ACARS是一种在航空器和地面站之间通过无线电或卫星传输短消息（报文）的数字数据链系统，在每一飞行阶段的开始时刻，ACARS将一个数字报文发送到地面，其中包括飞行阶段名称、发生时刻，以及其他诸飞机状态信息和始发地和目的地，地面对接收到的报文进行处理后，可以对飞机的动态进行监控。

ADS-B具有的特性，可体现为A（自动），D（相关）及B（广播），其中，A表明飞机各项信息的对外广播是由相关设备自动完成的，而不需要飞行人员的介入；D表明实现飞机之间以及地面空管机构对空域状况的感知，需要所有飞机均参与到对各自信息的广播中；B表明飞机发送信息采用的是对外广播的方式，而不是点对点的方式，该广播方式使其有效空域内的单位均能收到。ADS-B可以自动地从接收设备获取飞机的位置、高度、速度、航向、识别号等信息，以供管制人员对飞机状态进行监控。

AIS/ACARS/ADS-B地面一体化接收设备，通过对接收周围海域船舶AIS的信息和周围空域飞机ADS-B、ACARS信息，将态势信息进行提取并在矢量图或电子海图上进行显示，实现对海上和空中民用目标的态势监视和跟踪。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种AIS/ACARS/ADS-B地面一体化接收设备，将AIS接收机、ACARS接收机和ADS-B接收机集成在一个机箱设备内，可同时完成对周围空域和海域飞机和船舶的监控。

具体的，所述一种地面一体化接收设备包括AIS天线、ACARS天线、ADS-B天线、AIS接收机、ACARS接收机、ADS-B接收机和主控计算机，

所述AIS天线、ACARS天线、ADS-B天线分别与AIS接收机、ACARS接收机、ADS-B接收机相连接；

所述AIS接收机、ACARS接收机、ADS-B接收机均与主控计算机相连接；

主控计算机连接有显示单元和人体交互设备；

所述人体交互设备包括键盘、鼠标中的一种或多种。

优选的，所述AIS接收机通过RS232与主控计算机相连接，所述ACARS通过RS232与主控计算机相连接，所述ADS-B接收机通过RJ45与主控计算机相连接。

优选的，所述AIS接收机包括低通滤波器1、低通滤波器2、低通滤波器3、低噪声放大器1、低噪声放大器2、鉴相器、压控振荡器1、压控振荡器2、调频中频解调单元1、调频中频解调单元2、AIS数据处理器、ARM处理器1；所述AIS天线通过低通滤波器1与低噪声放大器1、低噪声放大器2相连，所述ARM处理器与鉴相器相连，用于为鉴相器配置参数，所以鉴相器的输出端分别连接环路滤波器1和环路滤波器2，所述环路滤波器2和所述压控振荡器1的输入端相连，压控振荡器1的输出端和低噪声放大器1的输出端均与混频器1的输入端相连接，混频器1的输出端连接到调频中频解调单元1的输入端；

所述环路滤波器2和所述压控振荡器2的输入端相连，压控振荡器2的输出端和低噪声放大器2的输出端均与混频器2的输入端相连接；混频器2的输出端连接到调频中频解调单元2的输入端；

调频中频解调单元1的输出端、调频中频解调单元2的输出端与AIS数据处理器相连接，所述AIS数据处理器与ARM处理器1相连接，ARM处理器1通过RS232与主控计算机相连。

优选的，所述ADS-B接收机包括依次连接的预选器、前置放大单元、混频器3、中频滤波器、中频放大器、对数放大器、检波器、视频放大器，所述ADS-B天线与所述预选器连接，所述视频放大器依次通过第一FGPA、ARM处理器2与主控计算机连接。

优选的，所述混频器3的另一输入信号为1030MHz本振信号。

优选的，所述ACARS接收机包括依次连接的带通滤波器1、放大器1、混频器4、带通滤波器2、放大器2、AD转换单元、第二FPGA、ARM处理器3，所述ACARS天线与带通滤波器1的输入端相连；所述ARM处理器3与主控计算机相连，所述混频器4的另一信号为89MHz～127MHzMHz本振信号。

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种AIS/ACARS/ADS-B地面一体化接收设备，将AIS接收机、ACARS接收机和ADS-B接收机集成在一个机箱设备内，可同时完成对周围空域和海域飞机和船舶的监控。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图；

图2为AIS接收机的结构图；

图3为ADS-B接收机的结构图；

图4为ACARS接收机的结构图；

图5为主控计算机信号处理框图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

一种地面一体化接收设备包括AIS天线、ACARS天线、ADS-B天线、AIS接收机、ACARS接收机、ADS-B接收机和主控计算机，

所述AIS天线、ACARS天线、ADS-B天线分别与AIS接收机、ACARS接收机、ADS-B接收机相连接；

所述AIS接收机、ACARS接收机、ADS-B接收机均与主控计算机相连接；

主控计算机连接有显示单元和人体交互设备；

所述人体交互设备包括键盘、鼠标中的一种或多种。

优选的，所述AIS接收机通过RS232与主控计算机相连接，所述ACARS通过RS232与主控计算机相连接，所述ADS-B接收机通过RJ45与主控计算机相连接。

优选的，所述AIS接收机包括低通滤波器1、低通滤波器2、低通滤波器3、低噪声放大器1、低噪声放大器2、鉴相器、压控振荡器1、压控振荡器2、调频中频解调单元1、调频中频解调单元2(SA615DK)、AIS数据处理器、ARM处理器1；所述AIS天线通过低通滤波器1与低噪声放大器1、低噪声放大器2相连，所述ARM处理器与鉴相器相连，被配置用于为鉴相器配置参数，所以鉴相器的输出端(LMX2332第19脚和第2脚)分别连接环路滤波器1和环路滤波器2，所述环路滤波器2和所述压控振荡器1的输入端相连，压控振荡器1的输出端和低噪声放大器1的输出端均与混频器1的输入端相连接，混频器1的输出端连接到调频中频解调单元1的输入端(SA615DK第1、2脚)；

所述环路滤波器2和所述压控振荡器2的输入端相连，压控振荡器2的输出端和低噪声放大器2的输出端均与混频器2的输入端相连接；混频器2的输出端连接到调频中频解调单元2的输入端(SA615DK第1、2脚)；

调频中频解调单元1的输出端(SA615DK第8脚)、调频中频解调单元2的输出端与AIS数据处理器相连接(CMXL7042第16、17脚与调频中频解调单元1的第8脚相连，CMXL7042第18、19脚与调频中频解调单元2的8脚相连)，所述AIS数据处理器与ARM处理器1相连接，ARM处理器1通过RS232与主控计算机相连。

优选的，所述ADS-B接收机包括依次连接的预选器、前置放大单元、混频器3、中频滤波器、中频放大器、对数放大器、检波器、视频放大器，所述ADS-B天线与所述预选器连接，所述视频放大器依次通过第一FGPA、ARM处理器2与主控计算机连接。

优选的，所述混频器3的另一输入信号为1030MHz本振信号。

优选的，所述ACARS接收机包括依次连接的带通滤波器1、放大器1、混频器4、带通滤波器2、放大器2、AD转换单元、第二FPGA、ARM处理器3，所述ACARS天线与带通滤波器1的输入端相连；所述ARM处理器3与主控计算机相连，所述混频器4的另一信号为89MHz～127MHz本振信号。

如图1所示，本实用新型所述的地面一体化接收设备，它包括AIS接收机、ACARS接收机、ADS-B接收机和主控计算机。

如图2所示，AIS接收天线接收到的信号（161.975MHz/162.025MHz）通过低噪放放大后下变频到21.4MHz/21.7MHz，通过调频解调器还原出调制信号送入AIS数据处理器。

系统中有两路接收电路，一路接收161.975MHz，一路接收162.025MHz，电路结构形式相同，仅本振频率不同。由滤波、低噪放、本振、混频、检波、基带信号处理、MCU等电路组成。

ADS-B接收机的主要功能是将高频载波已调信号变为中频信号，再变为视频信号输出。ADS-B原理框图如图3所示，AAU送来的信号需经过预选器、前置放大、混频、中频滤波、中频放大、对数放大等处理。接收单元接收经天线放大器放大的信号，与本振信号1030MHz进行混频，得到60MHz的中频信号。中频信号再经过中频带通滤波器到对数放大器，经过多级放大器放大后通过检波器输出对数视频信号。

视频信号处理板对接收机输入的对数视频信号进行A/D转换，将模拟信号量化为TTL电平的数字信号；6dB检测单元先将视频信号其进行一定的延时，送至比较器的正端，同时将信号展宽到一定的宽度，送至比较器的负端（其幅度通过电位器调至低于正端6dB），与正端信号进行比较，保持原始信号的宽度信息，完成6dB检测功能。然后将该两路信号送入整形处理电路进行反宽反窄处理后，经驱动电路送出两路信号，一路信号是具有标准幅度值的信号，一路是接收到的原始脉冲宽度信号。这两路信号可提供后续处理所需求的数据，如：幅度相关检测、解交织译码等。

所有接收到的经视频处理后的信号实时送入高速的FPGA进行并行处理，在极短的时间内完成幅度相关、前导头检测、解交织译码等处理，得到每个比特的数值，并对每个比特都加上置信位，此后送入CRC校验电路进行CRC校验，当低置信度比特的个数在门限容许的范围内时，可进行比特恢复操作，否则丢弃已收到的报文。将比特恢复后的报文送入FPGA内部的FIFO中,同时发出中断申请，由CPU读出FIFO中的上传报文。

视频输出信号、FPGA、ARM处理芯片、主控计算机依次连接。

如图4所示，ACARS接收机将接收到的129～137MHz信号，通过滤波放大后下变频到40MHz，A/D芯片完成对中频信号的模数变换，FPGA完成对采集数据的解调和解码。MCU完成对本振LO的控制以及ACARS数据的输出。

如图5所示的主控计算机信号处理框图，主控计算机通过获得的ACARS和ADS-B接收机输出的数字信号，之后对该信号作进一步的处理，主要完成的功能：1）报告解码；2）报告汇总；3）报告组装；4）接口控制。同时，对接收到的AIS数据信号做消息解译、分包和数据传输等功能。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。