ADS-B接收機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(中國(guó)民航大學(xué) 智能信號(hào)與圖像處理天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300300)

1 引 言

廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，ADS-B)是基于飛機(jī)導(dǎo)航信息的應(yīng)用系統(tǒng)，被國(guó)際民航組織(International Civil Aviation Organization,ICAO)確定為正在推廣的新航行系統(tǒng)的主要監(jiān)視手段[1]。來(lái)自飛機(jī)的ADS-B信息以ADS-B報(bào)文形式，通過(guò)數(shù)據(jù)鏈自動(dòng)向地面或其他飛機(jī)廣播飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)(包括呼號(hào)、經(jīng)緯度、高度、速度矢量、飛行意圖等)，可在無(wú)雷達(dá)區(qū)獨(dú)立提供監(jiān)視服務(wù)，也可在雷達(dá)覆蓋區(qū)補(bǔ)盲或進(jìn)行雙重/多重覆蓋，以達(dá)到提高監(jiān)視精度的目的[2]。對(duì)于數(shù)據(jù)鏈形式，ICAO推薦ADS-B報(bào)文采用1 090 MHz S模式擴(kuò)展電文數(shù)據(jù)鏈(1090ES)傳輸。在此基礎(chǔ)上，美國(guó)航空無(wú)線(xiàn)電委員會(huì)(Radio Technical Commission for Aeronautics,RTCA)制定了DO-260B標(biāo)準(zhǔn)對(duì)基于1090ES的ADS-B系統(tǒng)性能進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定[3]，中國(guó)民航局對(duì)ADS-B接收機(jī)也有相應(yīng)的技術(shù)要求[4]。

眾所周知，監(jiān)視精度提高的必要條件與前提是穩(wěn)定可靠的ADS-B接收機(jī)接收性能，而對(duì)接收機(jī)性能的高效可靠測(cè)試是保障接收機(jī)具有穩(wěn)定可靠接收性能的重要環(huán)節(jié)。目前大多數(shù)研究主要針對(duì)ADS-B接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)[5-7]和對(duì)ADS-B接收的信息處理[8-9]，而對(duì)ADS-B接收機(jī)性能的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)缺乏討論。為滿(mǎn)足DO-260B標(biāo)準(zhǔn)對(duì)ADS-B系統(tǒng)技術(shù)要求和民航局對(duì)ADS-B接收機(jī)測(cè)試要求，本文針對(duì)ADS-B自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)研制，詳細(xì)論述其設(shè)計(jì)架構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)驗(yàn)測(cè)試情況，對(duì)該測(cè)試系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

參照DO-260B標(biāo)準(zhǔn)和民航局標(biāo)準(zhǔn)要求，需要設(shè)計(jì)一款便攜式1090ES ADS-B接收機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，同時(shí)具備1090ES ADS-B信號(hào)輸出和接收機(jī)重要指標(biāo)自動(dòng)測(cè)量功能。主要體現(xiàn)在：第一，系統(tǒng)可以生成含600批次目標(biāo)的中頻和射頻兩種形式的1090ES ADS-B信號(hào)，其中射頻信號(hào)頻率和功率可調(diào)整(頻率范圍1 065～1 115 MHz，調(diào)整間隔0.5 MHz；……