1 民航航空器适航审定技术重点实验室
2 安全科学与工程学院, 天津 300000
广播式自动相关监视(ADS-B)协议公开、无认证措施等特点, 使其易受消息修改攻击。首先,分析了攻击者攻击意图与攻击路径选择的关联性;然后, 为了应对通过1090ES链路、机载网络等实施的消息修改攻击, 提出了经特征处理的TriLSTM-SVDD模型进行欺骗数据检测。仿真结果表明, TriLSTM模型预测误差显著小于LSTM模型, TriLSTM-SVDD模型则以98.9%的准确率识别出0.01°的纬度值偏差、0.02°的经度值偏差和50 m的高度值偏差。
广播式自动相关监视(ADS-B) 异常检测 航迹预测 飞机防撞 Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) anomaly detection trajectory prediction aircraft collision avoidance
中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室, 天津 300000
广播式自动相关监视(ADS-B)是下一代空管系统的重要组成部分, 由于该技术采用单向广播的方式, 其数据本身的可信性与可靠性缺乏有效验证手段。对ADS-B不同TYPE值的数据进行统计, 通过计算空中位置数据形成的航迹曲率, 并构建时间窗约束下的置信数据集合, 对ADS-B空中位置数据进行异常检测和分类, 分析异常数据与TYPE值的关系。实验结果表明, 该方法可以快速、准确地识别空中位置数据中的各种异常数据, 统计结果显示ADS-B空中位置数据中平均每100条中约有1.59条存在异常。
广播式自动相关监视 航迹曲率 异常数据 时间窗 统计分析 ADS-B track curvature abnormal data time window statistical analysis
哈尔滨工程大学 信息与通信工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
近年来，很多高质量的数据集支撑了深度学习在计算机视觉、语音和自然语言处理领域的快速发展。但在电磁信号识别领域仍缺乏高质量的数据集，为促进深度学习在电磁信号识别中的应用，本文基于广播式自动相关监视(ADS-B)建立了一个大规模的真实电磁信号数据集。首先设计了一个自动数据收集和标注系统，在开放和真实的场景中自动捕获ADS-B电磁信号。通过对ADS-B信号进行数据清理和排序，建立高质量的ADS-B信号数据集；其次，对使用数据集的深度学习模型的性能进行深入研究，在不同信噪比、采样率、样本数目下对模型进行综合评估。该数据集给相关研究者提供了有价值的研究基准。
信号识别 电磁信号数据集 广播式自动相关监视 深度学习 signal recognition radio signal dataset Automatic Dependent Surveillance-Broadcast(ADS-B) deep learning 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(1): 29
1 武汉大学电子信息学院，湖北 武汉 430072
2 武汉大学武汉大学 深圳研究院，广东 深圳 518000
低密度奇偶检验(LDPC)码纠错算法是地面数字多媒体广播(DTMB)外辐射源雷达参考信号重构的关键技术之一。LDPC码纠错算法可以改善噪声带来的数据误码，但是计算复杂度高。结合图形处理器(GPU)运算能力强的优点，本文提出了基于硬判决、混合判决、软判决的3类适用于GPU处理的LDPC码纠错并行算法，并对比了3类算法的复杂度、纠错性能以及对雷达信号处理的影响；最后，给出了GPU并行实现方案，对比了算法的实时化效果。仿真与实测结果论证了相较于其他算法，软判决并行算法具有优越的纠错性能和实效性。
地面数字多媒体广播 外辐射源雷达 低密度奇偶检验纠错算法 并行实现 Digital Terrestrial Multimedia Broadcast(DTMB) passive radar Low-Density Parity-Check decoding parallel implementation 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(5): 831
1 哈尔滨工程大学先进船舶通信与信息技术工业和信息化部重点实验室，黑龙江哈尔滨 150001
2 中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300
针对低成本、高性能的广播式自动相关监视 (ADS-B)系统的设计需求，研究了 ADS-B信号接收技术。基于软件无线电技术，设计了基于 1090ES模式的ADS-B信号软件接收机；利用廉价的软件无线电平台 (RTL-SDR)及Matlab，对设计进行了验证，实现对民航航班 ADS-B信号的实际接收。相对于传统的 ADS-B接收机，结构简单，灵活性高，提高了开发效率。
广播式自动相关监视 软件无线电平台 (RTL-SDR) 软件无线电 Automatic Dependent Surveillance-Broadcast RTL-Software DefinedRadio software defined radio 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(1): 38
1 沈阳航空航天大学,a.电子信息工程学院
2 b.辽宁省通用航空重点实验室，沈阳 110136
针对通航飞机飞行态势ADS-B地面站监视使得飞机自身很难感知周围飞行器飞行态势的问题，研究并设计了一种基于ADS-B IN的通航飞机态势监视终端系统，系统通过微控制器对ADS-B接收报文解析，利用Android Studio设计终端显示软件。同时，研究利用改进的残差均值交互多模型算法对通航飞机的位置状态信息进行航迹滤波处理，提高飞行状态估计精度。利用实际设备接收的数据对改进算法和系统进行验证。结果表明：终端系统可以对通航飞机周围飞机飞行态势进行有效感知，提高了通航飞机的飞行安全。
通用航空 飞行态势监视 广播式自动相关监视 报文解析 RMIMM算法 general aviation flight situation monitoring ADS-B message parsing RMIMM algorithm
1 台州科技职业学院 经贸管理学院， 浙江 台州 318020
2 杭州电子科技大学 通信工程学院， 浙江 杭州 310018
提出了一种经济有效的无源光网络平滑升级方案。广播信号采用PolSK直接调制在ASK调制的下行单播信号上，上行信号通过再调制方式调制到下行光载波上实现透明ONU; 升级PON的下行单播信号采用曼彻斯特编码来抑制其他低频分量，可以减少其对共存的广播信号和上行信号的干扰; 仿真和实验证明，所有信号在25km内实现极低误码传输（BER≤10-9）。方案可以实现升级PON与现存PON的共存，同时实现了透明ONU和附加广播功能，实现了高带宽利用率并降低了运营维护成本。
共存 再调制 广播 PON PON coexistence remodulation broadcast
1 沈阳航空航天大学，电子信息工程学院，沈阳 110136
2 辽宁省通用航空重点实验室，沈阳 110136
针对传统的ADS-B报文软件解析过程较为复杂、不易理解的问题, 提出一种逻辑简单、易于实现的解析方法。首先, 将网口接收的16进制报文数据转换成相应的01字符串。根据ADS-B报文的结构进行CPR算法的程序实现。最后, 通过SBS-3设备网络端口实时发送ADS-B报文数据, 利用Qt平台实现对ADS-B报文数据的接收和解析工作。通过实际测试并与传统方法对比, 结果表明: 研究的方法和设计的解析程序可以对ADS-B报文数据进行实时解析, 其结果与SBS-3设备提供的硬件参考结果相同, 实验验证了所提方法的有效性与可行性。
广播式自动相关监视 1090ES数据链 报文解析 CPR算法 Qt平台 ADS -B 1090ES data link message parsing CPR algorithm Qt platform
1 国防科技大学 空天科学学院，湖南 长沙 410073
2 山东航天电子技术研究所，山东 烟台 264000
为提高星载自动相关广播监视系统(ADS-B)接收机的检测性能，研究了高灵敏度解调算法。利用基于匹配滤波的ADS-B信号帧头检测算法对信号准确定时和提取功率信息，该方法构建了特殊的帧头匹配脉冲序列，设计了信号控制状态机以确保在相关峰值最大处定位信号，并联合一部分数据位进行同步。利用多点加权振幅采样法提取比特信息和置信度。最后，采用基于置信度的纠错方法纠正校验错误的报文。板载验证表明，该解调算法能有效提升低信噪比条件下星载ADS-B信号的检测概率，最终接收机的灵敏度可达-95 dBm(数据包错误率5%)。
自动相关广播监视系统 低轨卫星 帧头检测 匹配滤波 Automatic Dependent Surveillance-Broadcast Low Earth Orbit(LEO) satellite preamble detection match filter 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 886
分布式外源雷达(DPR)利用分置的多部接收站系统实施联合探测，可实现雷达系统性能的有效提升。如何高效配置系统接收站几何架构是分布式外源雷达研究的重要课题。推导了基于数字电视地面多媒体广播(DTMB)信号的分布式外源雷达系统目标位置和速度联合估计的克拉美罗界(CRB)，以此为优化指标建立了接收站位选择模型，并给出与之匹配的接收站子集选择算法。与枚举法相比，本方法具有较低的计算复杂度，可实现接收站的最优子集选择。仿真验证了算法的有效性。
接收站选择 克拉美罗界 数字电视地面多媒体广播 分布式外源雷达 receiver selection Cramer-Rao Bound Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcas Distributed Passive Radar 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(6): 976
