ADS-B数据报文采集与解析系统的设计与实现数据报文采集与解析系统的设计与实现
针对典型ADS-B地面站系统中显控主机显示的信息量较少,且不支持飞行目标航迹数据报文实时采集、数据层
面的航迹信息动态显示、原始数据报文历史回放等更细粒度的实际应用需求,旨在构建一套ADS-B数据报文采
集与解析系统,尝试在ADS-B地面站处理主机后方对所获取报文的处理应用进行优化改进,对ADS-B
Category(Cat)021报文的数据采集方法进行设计,采用UDP组播引接外联方式转发至Cat 021报文解析处理模
块,按照标准的Cat 021数据报文协议格式,设计实现相应的报文解析算法,实时对采集的数据报文进行解析和
分类存储。
0 引言引言
ADS-B
[1]
是空管领域的一种基于全球定位系统和利用空地、空空数据链通信完成交通监视和信息传递的监视技术。该技术
把飞行目标作为监视对象,获取飞行目标当前的位置、高度等信息,将信息重组形成符合规范要求的ADS-B协议数据报文
后,通过机载的上下天线将其发送出去。ADS-B地面站设备或安装了ADS-B数据报文接收设备的其他飞行目标接收此ADS-B
数据报文,通过对报文的解析,获取此飞行目标的位置和飞行状态数据信息,从而实现对飞行目标的监视。
ADS-B数据报文采集与解析系统能够解析Cat 021类型报文,采用以太网RJ45接口引接外联的方式,实时采集ADS-B地面
接收设备的数据报文,检验数据完整性和准确性,并转发至实时解析系统,展示飞行目标关键数据信息,在数据层面与显控主
机(UI图像层面的宏观监控)配合完成对空中飞行目标的精准化监视与管制,同时采用多种方式对原始接收数据进行存储,实
现事后分析和历史数据回放。这对1090 ES地面站设备态势显示具有十分重要的应用价值。
本文首先介绍了ADS-B系统地面站工作原理,引出其改进设计的新思路,然后对ADS-B数据报文采集与解析系统的设计与
实现进行描述,给出系统测试与结果分析,最后进行了总结和展望。
1 ADS-B地面站系统工作原理地面站系统工作原理
1.1 ADS-B地面站系统地面站系统
ADS-B地面站系统是ADS-B系统
[2]
中的核心部分,下面介绍ADS-B地面站系统的工作原理。
1.1.1 系统主要用途系统主要用途
ADS-B地面站系统
[3]
主要用途是为空管提供ADS-B信息服务、ADS-B飞机监视和管制,具有数据变换处理能力,以及抗干
扰机制和较高稳定性的软硬件设计,能够满足民航、通航机场和航路的使用要求。
1.1.2 系统组成模块系统组成模块
ADS-B地面站系统主要由地面站处理主机、全向天线、馈线、显控主机和站点监视器组成。鉴于国际民航组织亚太区的建
议和在全球范围内的互操作性,我国在西部实施利用ADS-B技术提供类雷达监视服务时,首先考虑使用1090ES作为ADS-B数
据链。
ADS-B地面站显控主机通过SNMP V3网络管理协议对1090ES数据链地面站处理主机进行监视、控制(复位、重启、软件
升级、输出使能/禁止等)和维护,获得完善的系统状态信息。如果ADS-B地面站系统无故障,地面站会周期性地产生测试用
的ASTERIX目标报文
[4]
,通过在地面站显控主机界面上观察即可以实时获得整个系统的工作状态。
ADS-B地面接收设备系统结构如图1所示。
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