星基ADS-B监视性能仿真研究

作     者：李少洋 

作者单位：中国民航大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘海涛

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 

主      题：星基ADS-B 共信道干扰 监视容量 网络仿真 飞机的空-时分布 

摘      要：星基ADS-B是民航领域新一代监视技术,通过将高灵敏度接收机安装于低轨卫星从而实现对世界范围内飞机的可靠实时监视。由于星基ADS-B系统的工作频率为1090MHz,该频率为多数航空通信系统共享使用,导致星基系统内部存在共信道干扰,这将限制星基ADS-B系统在民航领域的应用,因此开展星基ADS-B监视性能的仿真研究工作具有重要意义,论文的主要工作如下:一、为揭示星基ADS-B系统共信道干扰对系统监视性能的影响,提出基于网络仿真软件对星基ADS-B监视性能进行仿真研究的方法。首先给出系统模型,随后理论分析给出消息的正确接收概率、位置消息的更新间隔及位置报告的更新间隔计算公式,以此为基础给出系统的监视容量计算公式,最后基于SNS软件构建了星基ADS-B仿真系统,仿真验证了理论结果的正确性。研究表明:星基系统监视容量主要取决于飞机-卫星链路误码率、星-地链路误码率、ADS-B应用子系统要求的位置报告更新间隔及卫星数目,并且改善飞机-卫星链路误码率能显著提升系统的监视容量。二、为了评估星基ADS-B接收机的监视性能,提出一种基于真实ADS-B报告得到全球飞机的空-时分布特性的方法。首先对包含有全球飞机分布信息的ADS-B报告进行解码,得到飞机的空-时分布,然后统计卫星覆盖范围内实际的飞机数量进行分析。研究表明:全球飞机大多分布在北纬30至北纬60 区域,其中欧洲和北美洲的飞机数量较为庞大;对于飞机密度大的地区,单通道ADS-B接收机不能满足其监视需要。