CN110417491B - 一种ads-b多通道信号生成方法、模拟器及计算机存储介质、电子设备 - Google Patents

一种ads-b多通道信号生成方法、模拟器及计算机存储介质、电子设备 Download PDF

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Abstract

一种ADS‑B多通道信号生成方法、模拟器及计算机存储介质、电子设备，包括：响应于用户在显示屏幕上的操作，确定飞行目标及其运行航迹、发射报文类型；在所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程中，根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS‑B射频信号，并控制多个射频端口向预先设置的ADS‑B地面接收站发射所述ADS‑B射频信号。采用本申请中的方案，可以有效模拟机场、航路的ADS‑B地面站工作环境的信号，不需要到室外进行实操，可以作为多通道ADS‑B接收站的信号源，进而实现数据融合功能的验证。

Description

一种ADS-B多通道信号生成方法、模拟器及计算机存储介质、 电子设备
技术领域
本申请涉及航空技术，具体地，涉及一种ADS-B多通道信号生成方法、模拟器及计算机存储介质、电子设备。
背景技术
广播式自动相关监视ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)以先进的导航设备及其机载设备产生的信息为数据源，通过先进的数据链通信方式，对外自动广播自身的位置、速度等参数信息，实现地面塔台以及其它空中目标对其进行实时监视，广泛应用于军民用航空领域。
随着我国经济的增长，航空运输规模不断扩大，航路数量逐渐增多，空域越来越密集，信号密度不断增加，ADS-B设备采用全向天线接收信号存在交织越来越严重的情况，不利于信号的正确解码，容易造成航路监视不连续的问题，给空中监视带来了安全的隐患。目前解决该问题比较普遍方法是采用多通道定向天线接收，通过定向天线空间滤波减少信号的干扰，然后再进行数据融合提高航路监视的连续性；另外一个扩展应用是多个单通道ADS-B接收站数据的融合，通过多站数据的相互补充，不仅减少盲区，而且扩大了监视范围。
现有技术存在如下问题：
搭建室外ADS-B工作环境进行数据融合功能验证工程量比较巨大，如何实现室内的一个数据融合功能的验证是我们需要解决的一个问题。
发明内容
本申请实施例中提供了一种ADS-B多通道信号生成方法、模拟器及计算机存储介质、电子设备，以解决上述技术问题。
根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种ADS-B多通道信号生成方法，包括：
响应于用户在显示屏幕上的操作，确定飞行目标及其运行航迹、发射报文类型；
在所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程中，根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，并控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号。
根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种ADS-B多通道信号模拟器，包括：
确定模块，用于响应于用户在显示屏幕上的操作，确定飞行目标及其运行航迹、发射报文类型；
信号处理模块，用于在所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程中，根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，并控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号。
根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、以及一个或多个处理器，所述存储器用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上所述的方法。
采用本申请实施例中提供的ADS-B多通道信号生成方法、模拟器及计算机存储介质、电子设备，可以有效模拟机场、航路的ADS-B地面站工作环境的信号，不需要到室外进行实操，可以作为多通道ADS-B接收站的信号源，实现数据融合功能的验证。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请实施例一中ADS-B多通道信号生成方法实施的流程示意图；
图2示出了本申请实施例二中ADS-B多通道信号模拟器的结构示意图；
图3示出了本申请实施例四中电子设备的结构示意图；
图4示出了本申请实施例五中ADS-B多通道信号模拟的过程示意图；
图5示出了本申请实施例五中单站多通道ADS-B地面接收站的部署示意图；
图6示出了本申请实施例五中多站单通道ADS-B地面接收站的部署示意图；
图7示出了本申请实施例五中多个通道输出信号的幅度示意图；
图8示出了本申请实施例五中多个通道的信号处理示意图。
具体实施方式
针对上述问题，本申请实施例中提供了一种ADS-B多通道信号生成方法、模拟器及计算机存储介质、电子设备，可以用于验证定向天线多通道接收机数据融合功能，同时通过模拟机场、航路的ADS-B地面站工作环境，可以评估定向天线设计指标、安装方位是否符合要求，同时也可以用于ADS-B数据中心站多地面站的信号输入测试验证设备，在我国空中监视高速发展时期，具备广阔的应用前景。
本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
图1示出了本申请实施例一中ADS-B多通道信号生成方法实施的流程示意图。
如图所示，所述ADS-B多通道信号生成方法，包括：
步骤101、响应于用户在显示屏幕上的操作，确定飞行目标及其运行航迹、发射报文类型；
步骤102、在所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程中，根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，并控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号。
具体实施时，用户可以通过人机交互界面(显示屏幕)进行ADS-B飞行目标的设置，所述显示屏幕可以是计算机的液晶显示屏幕或智能移动终端的触摸显示屏幕。
所述飞行目标的设置可以包括飞行目标的个数、运行航迹、发射报文类型等。具体的，飞行目标可以设置为一个或多个；目标的运行航迹通常可以包括经度、纬度、高度、时间等四个参数，运行航迹可以通过设置的起始位置与结束位置、再结合时间的曲线进行插值计算得到，例如：
设置所述飞行目标的起始位置为(LAT_P1，LON_P1,ALT_P1)，结束位置为(LAT_P2，LON_P2,ALT_P2)，时间的曲线函数为线性函数，ADS-B位置信息1秒钟更新2次，由起始时间和结束时间之间的时间间隔计算得到的位置个数为maxP，通过MATLAB数学工具等插值计算过程为：
Target_LAT(1,1:maxP)＝linspace(LAT_P1,LAT_P2,maxP)；
Target_LON(1,1:maxP)＝linspace(LON_P1,LON_P2,maxP)；
Target_ALT(1,1:maxP)＝linspace(ALT_P1,ALT_P2,maxP)；
根据上述计算过程可以计算得到每个时间点的运行航迹。
其中，Target(1,1:N)用于产生N个点的目标纬度航迹；linspace(X1，X2，N)是MATLAB中的线性插值计算指令，用于产生X1和X2之间的N点行线性的矢量，例如：linspace(LAT_P1,LAT_P2,maxP)指生成LAT_P1和LAT_P2之间的maxP点行线性的矢量。
LAT_P1，LON_P1，ALT_P1分别为起始位置P1处的经度、纬度、高度值，LAT_P2，LON_P2,ALT_P2分别为结束位置P2处的经度、纬度、高度值。
发射报文类型可以包括空中位置信息、空速信息(也可称为速度信息)、飞行目标的ICAO地址、航班号以及类型信息等多种类型。
所述飞行目标具体可以为飞机或飞行器等设备。
所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程可以指模拟的飞行目标按照确定的运行航迹在电子地图等应用中移动变化的过程。所述飞行目标的当前位置可以通过电子地图实时获取所述飞行目标的运行状态进行实时的更新，所述飞行目标的速度可以根据所述位置以及时间间隔计算得到。
采用本申请实施例中提供的ADS-B多通道信号生成方法、模拟器及计算机存储介质、电子设备，可以有效模拟机场、航路的ADS-B地面站工作环境，不需要到室外进行飞行实操，可以作为多通道ADS-B接收站的信号源，进而实现数据融合功能的验证。
在一种实施方式中，所述ADS-B地面接收站为多通道ADS-B地面接收站，在所述在所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程中，根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，并控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号之前，进一步包括：
确定所述多通道ADS-B地面接收站的地理位置、以及每个通道对应的定向天线方向图覆盖范围。
具体实施时，在进行飞行模拟、生成信号等操作之前，本申请实施例可以先进行ADS-B地面接收站的部署。具体的，可以部署一个或多个多通道ADS-B地面接收站，部署具体可以包括所述多通道ADS-B地面接收站的地理位置、以及每个通道对应的定向天线方向图覆盖范围等内容的设置。
例如：通过在显示屏幕上生成或设置一个多通道ADS-B地面接收站，可以称之为单站多通道ADS-B地面接收站，所述单站多通道ADS-B地面接收站可以包括四个通道，每个通道对应一个定向天线方向图覆盖范围。
本申请实施例利用定向天线的空间滤波功能，通过多个定向天线合成一个全向天线并采用多通道接收机进行解码接收，不仅可以有效解决信号交织的问题，而且通过利用定向天线高增益的特点，可以大大提高目标的监视范围。
在一种实施方式中，所述方法进一步包括：
获取所述多通道ADS-B地面接收站对其多个定向天线所接收到的信号进行数据融合的结果；
将所述数据融合的结果与所述飞行目标的运行航迹进行对比；
根据对比结果评估所述多通道ADS-B地面接收站的数据融合效果。
具体实施时，对于多通道ADS-B地面接收站，通过其自身的多个定向天线接收到若干信号，可以由所述多通道ADS-B地面接收站对其接收到的若干信号进行数据融合，得到数据融合的结果。所述数据融合的结果可以为根据所述若干信号进行融合得到的所述飞行目标的航迹数据，例如：根据每个信号中报文携带的位置、时间等信息进行连接形成航迹。
本申请实施例通过将数据融合后得到的航迹数据与所述飞行目标模拟场景下的运行航迹进行对比，根据对比结果来评估该多通道ADS-B地面接收站的数据融合的效果。具体的，若数据融合后得到的航迹数据与所述飞行目标模拟场景下的运行航迹进行对比，对比结果掉点率为5％，小于预设阈值10％，那么则认为该多通道ADS-B地面接收站的数据融合的效果良好；反之，若对比结果存在误差大于预设阈值，则认为该多通道ADS-B地面接收站的数据融合的效果较差。
在一种实施方式中，所述ADS-B地面接收站为多个单通道ADS-B地面接收站，在所述在所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程中，根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，并控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号之前，进一步包括：
确定所述多个单通道ADS-B地面接收站的地理位置、以及定向天线或全向天线方向图覆盖范围。
具体实施时，在进行飞行模拟、生成信号等操作之前，本申请实施例可以先进行ADS-B地面接收站的部署。具体的，可以部署多个单通道ADS-B地面接收站，部署具体可以包括每个单通道ADS-B地面接收站的地理位置、以及每个通道对应的定向天线/全向天线方向图覆盖范围等内容的设置。
例如：通过在显示屏幕上生成或设置4个单通道ADS-B地面接收站，可以称之为4个单站单通道ADS-B地面接收站，所述4个单站单通道ADS-B地面接收站共包括4个通道，每个通道对应一个全向天线方向图覆盖范围。
虽然单通道ADS-B地面接收站采用的是全向天线，但所述多个单通道ADS-B地面接收站的全向天线监视范围进行交叉重叠，可以相互补充，减少盲区，因此可以大大提高目标的监视范围、避免航路监视不连续。
具体实施时，多个单通道ADS-B地面接收站可以采用定向天线也可以采用全向天线，本申请对此不作限制。
在一种实施方式中，所述方法进一步包括：
获取数据中心对所述多个单通道ADS-B地面接收站所接收到的信号进行数据融合的结果；
将所述数据融合结果与所述飞行目标的运行航迹进行对比；
根据对比结果评估所述多个单通道ADS-B地面接收站的数据融合效果。
所述数据融合结果与前述多通道ADS-B接收站的数据融合结果类似，均可以是通过对信号进行位置、速度等信息融合后得到的航迹数据，并进一步将融合得到的航迹数据与模拟场景的运行航迹进行对比，以评估该多个单通道ADS-B地面接收站的数据融合的效果。
具体的，数据融合过程可以包括：在多个ADS-B地面接收站接收到同一飞行目标发送的同一信号时进行去重操作。
在一种实施方式中，所述确定飞行目标的发射报文类型，包括：空中位置信息、空中速度信息、ICAO地址和航班号；所述根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，包括：
根据电子地图获取所述飞行目标的经度、纬度、高度信息；
根据所述经度、纬度、高度信息以及飞行时间间隔计算得到所述飞行目标的速度；
根据预先确定的所述飞行目标的ICAO地址和航班号、以及位置和速度生成ADS-B射频信号。
具体实施时，所述飞行目标可以根据预先设置的运行航迹进行模拟飞行，本申请实施例通过电子地图可以实时获取所述飞行目标的经度、纬度、高度信息，再结合飞行时间间隔可以计算得到所述飞行目标的飞行速度，进而根据预先确定的所述飞行目标的ICAO地址和航班号、以及位置和速度等信息生成ADS-B射频信号。
在一种实施方式中，所述生成ADS-B射频信号，包括：
根据所述飞行目标实时的位置、速度以及目标固定的ICAO地址、航班号进行编码，生成ADS-B报文数据；
根据所述ADS-B报文数据生成PPM中频数字调制信号；
将所有通道输出的中频数字调制信号进行同步输出；
将同步输出后的中频数字调制信号经上变频处理生成ADS-B射频信号。
具体实施时，在生成ADS-B射频信号时，可以首先经过报文协议编码，得到ADS-B报文数据，然后再根据所述ADS-B报文数据生成PPM中频数字调制信号，将所述中频数字调制信号缓存，待接收到所有通道输出的中频数字调制信号时将这些信号进行同步处理并输出，最后，将同步输出后的中频数字调制信号经上变频处理生成ADS-B射频信号。
考虑到每个飞行目标到达每个ADS-B地面接收站的距离不同，所接收的信号可能存在延迟或衰减，本申请实施例还可以采用如下方式实施。
在一种实施方式中，在生成中频数字调制信号之后、将所有通道输出的中频数字调制信号进行同步输出之前，进一步包括：
根据每个飞行目标到达每个ADS-B地面接收站的距离计算得到信号空间路径衰减和信号延迟参数；
利用所述信号空间路径衰减和信号延迟参数对所述中频数字调制信号进行信号幅度和延迟的控制。
本申请实施例中，可以在生成PPM中频数字调制信号之后，根据每个飞行目标到达每个ADS-B地面接收站的距离计算得到信号空间路径衰减和信号延迟参数，具体实施时，
所述信号路径损耗Ld的计算公式可以为：
Ld＝32.4+20lgf+20lgd，
其中，d为目标与地面站之间的距离，f为载波频率1090MHz,信号时延指目标与地面站之间传输时延ΔT＝d/c，d为目标与地面站之间的距离，c为光速3×108m/s。
利用所述信号空间路径衰减和信号延迟参数对所述中频数字调制信号进行信号幅度和延迟的控制，将经过幅度调制和延迟控制后的信号进行同步输出。
具体实施时，对于无信号的接收机或者通道直接输出噪声信号，分别输出到中频信号缓存。
在一种实施方式中，所述控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号，包括：
根据飞行目标运行航迹的时间参数采用时间驱动的方式控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站按照预设标准协议发射所述ADS-B射频信号
具体实施时，飞行目标的运行航迹可以是一系列位置和时间的序列值，例如：(经度，纬度，高度，时间)，本申请实施例可以根据飞行目标的运行航迹的时间参数采用时间驱动的方式发射信号。所述采用时间驱动的方式可以指在预先设置好发射信号的时间序列，在达到所述时间序列中的时间时触发信号发射操作。
实施例二
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种ADS-B多通道信号模拟器，该ADS-B多通道信号模拟器解决技术问题的原理与一种ADS-B多通道信号生成方法相似，重复之处不再赘述。
图2示出了本申请实施例二中ADS-B多通道信号模拟器的结构示意图。
如图所示，所述ADS-B多通道信号模拟器，包括：
确定模块201，用于响应于用户在显示屏幕上的操作，确定飞行目标及其运行航迹、发射报文类型；
信号处理模块202，用于在所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程中，根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，并控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号。
采用本申请实施例中提供的ADS-B多通道信号模拟器，可以有效模拟机场、航路的ADS-B地面站工作环境，不需要到室外进行飞行实操，可以作为多通道ADS-B接收站的信号源，进而实现数据融合功能的验证。
在一种实施方式中，所述ADS-B地面接收站为多通道ADS-B地面接收站，所述ADS-B多通道信号模拟器进一步包括：
第一部署模块，用于在所述在所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程中，根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，并控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号之前，确定所述多通道ADS-B地面接收站的地理位置、以及每个通道对应的定向天线方向图覆盖范围。
在一种实施方式中，所述ADS-B多通道信号模拟器进一步包括：
第一获取模块，用于获取所述多通道ADS-B地面接收站对其多个定向天线所接收到的信号进行数据融合的结果；
第一对比模块，用于将所述数据融合的结果与所述飞行目标的运行航迹进行对比；
第一评估模块，用于根据对比结果评估所述多通道ADS-B地面接收站的数据融合效果。
在一种实施方式中，所述ADS-B地面接收站为多个单通道ADS-B地面接收站，所述ADS-B多通道信号模拟器进一步包括：
第二部署模块，用于确定所述多个单通道ADS-B地面接收站的地理位置、以及全向天线方向图覆盖范围。
在一种实施方式中，所述ADS-B多通道信号模拟器进一步包括：
第二获取模块，用于获取数据中心对所述多个单通道ADS-B地面接收站所接收到的信号进行数据融合的结果；
第二对比模块，用于将所述数据融合结果与所述飞行目标的运行航迹进行对比；
第二评估模块，用于根据对比结果评估所述多个单通道ADS-B地面接收站的数据融合效果。
在一种实施方式中，所述确定飞行目标的发射报文类型，包括：空中位置信息、空中速度信息、ICAO地址和航班号；所述信号处理模块，包括：
获取单元，用于根据电子地图获取所述飞行目标的经度、纬度、高度信息；
速度计算单元，用于根据所述经度、纬度、高度信息以及飞行时间间隔计算得到所述飞行目标的速度；
生成单元，用于根据预先确定的所述飞行目标的ICAO地址和航班号、以及位置和速度生成ADS-B射频信号。
在一种实施方式中，所述生成单元包括：
编码子单元，用于根据所述飞行目标实时的位置、速度以及目标固定的ICAO地址、航班号进行编码，生成ADS-B报文数据；
调制子单元，用于根据所述ADS-B报文数据生成PPM中频数字调制信号；
同步子单元，用于将所有通道输出的中频数字调制信号进行同步输出；
变频子单元，用于将同步输出后的中频数字调制信号经上变频处理生成ADS-B射频信号。
在一种实施方式中，所述生成单元进一步包括：
参数计算子单元，用于在生成中频数字调制信号之后、将所有通道输出的中频数字调制信号进行同步输出之前，根据每个飞行目标到达每个ADS-B地面接收站的距离计算得到信号空间路径衰减和信号延迟参数；
信号调制子单元，用于利用所述信号空间路径衰减和信号延迟参数对所述中频数字调制信号进行信号幅度和延迟的控制。
在一种实施方式中，所述信号处理模块，包括：
发射单元，用于根据飞行目标运行航迹的时间参数采用时间驱动的方式控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站按照预设标准协议发射所述ADS-B射频信号。
实施例三
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种计算机存储介质，下面进行说明。
所述计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一所述方法的步骤。
采用本申请实施例中提供的计算机存储介质，可以有效模拟机场、航路的ADS-B地面站工作环境，不需要到室外进行飞行实操，可以作为多通道ADS-B接收站的信号源，进而实现数据融合功能的验证。
实施例四
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，下面进行说明。
图3示出了本申请实施例四中电子设备的结构示意图。
如图所示，所述电子设备包括存储器301、以及一个或多个处理器302，所述存储器用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如实施例一所述的方法。
采用本申请实施例中提供的电子设备，可以有效模拟机场、航路的ADS-B地面站工作环境，不需要到室外进行飞行实操，可以作为多通道ADS-B接收站的信号源，进而实现数据融合功能的验证。
实施例五
为了便于本申请的实施，本申请实施例以ADS-B多通道信号模拟器作为具体实例进行说明。
本申请实施例主要包括应用场景规划、报文协议编码、数字信号生成、信号同步控制、多通道射频信号输出五个部分，如图4所示。
其中，
一、应用场景规划
具体实施时可以在电子地图服务上搭建仿真应用环境，具体包括ADS-B地面接收站部署、以及ADS-B发射目标部署。
ADS-B地面接收站部署，可以考虑两种情况：
一种是单站多通道ADS-B地面接收站，一般用于多个定向天线的数据融合，其部署包括ADS-B地面接收站地理位置以及每个通道对应一个定向天线方向图覆盖范围，如图5所示，图示中心部分为四通道ADS-B地面接收站，包括四个定向天线，所述四个定向天线分别覆盖区域范围A、B、C、D，所述四个覆盖区域范围存在交叉区域，利用电子地图的位置数据进行设置，定向天线方向图包含覆盖区域范围的经度、纬度、高度；
一种是多站单通道地面接收站，一般采用多个单通道ADS-B地面接收站接收的数据在数据中心进行数据融合，单通道ADS-B地面接收站一般采用全向天线，其部署包括多个单站单通道ADS-B地面接收站位置以及全向天线的方向图覆盖范围，如图6所示，可以部署4个ADS-B地面接收站，分别为：，ADS-B地面接收站A、ADS-B地面接收站B、ADS-B地面接收站C、ADS-B地面接收站D，每个ADS-B地面接收站均包括一个全向天线，各个站全向天线方向图包含覆盖区域范围的经纬高，可以用于监视局域内的多重覆盖，提高监视范围和可靠性。
ADS-B发射目标部署，可以包括：目标个数、运动航迹、发射报文类型等参数的设置，通过可以在人机交互控制界面设置完成。设置的目标个数≥1个(例如：如图5和图6所示可以设置目标为4个)，目标运动航迹(包含经度、纬度、高度、时间四个参数)通过控制界面设置的起始与结束位置和时间的曲线插值生成；发射报文类型包括：空中位置信息、空速信息、飞机ICAO(国际民用航空组织，International Civil Aviation Organization)地址、航班号及类型信息等多种类型，目标在飞行过程中，飞机ICAO地址、航班号保持不变，在添加目标时模拟器会按照预设规则自动生成，也可以手动对内容进行更改；经度、纬度、高度、速度等报文数据可以根据目标的运动状态实时的变化，经度、纬度、高度通过电子地图实时获取更新，速度信息根据位置和时间间隔自动进行计算。本申请实施例中模拟器可以根据目标运动航迹时间参数，采用时间驱动的方式，按照国际民航DO 260B标准协议发射报文。
二、报文协议编码
应用场景仿真过程中，根据实时的位置、速度以及目标固定的ICAO地址、航班号等信息，送入到报文协议编码模块进行编码，生成112bit(无线通信信道上的标准报文为112bit)的ADS-B报文数据。
三、数字信号生成
根据报文协议生成的112bit报文数据，生成PPM(脉冲位置调制，PulsePositionModulation)中频数字调制信号，并根据每个目标到达每个接收机的距离，计算信号空间路径衰减和信号延迟参数，实现信号幅度的调制和延迟的控制，对于无信号的接收机或者通道直接输出噪声信号，分别输出到中频信号缓存，如图7所示，通道1、2、3、4分别输出信号，由图7可知，第一个通道和第二个通道均接收到数据(输出幅度均大于0)，且第二个通道信号稍大(通道1信号的输出幅度在0-500之间、通道2信号的输出幅度在500-1000之间)，说明该目标在第一个和第二个通道的监视范围内，且离第二个通道较近，第三个和第四个通道没有接收到信号(输出幅度几乎为0)，输出为噪声信号。
四、信号同步控制
主要是实现信号的同步输出，输出时间延迟特性的信号，满足到达时间TOA(TimeOf Arrival)测量的需求，如图8所示，通道1、2、3、4信号分别经过ADS-B报文数据生成、调制信号、信道衰减和信号延迟调制之后缓存，再进行同步控制，以图6为例，1号目标信号可以被地面站A、B接收到，但不能被地面站C、D接收到，同时1号目标信号距离地面站B更近，假设通道1、2、3、4分别对应输出到A、B、C、D地面站，则1号目标的信号根据距离计算信号衰减和延迟，可知A、B两站相比，A站接收到的信号更小，延迟更大，C、D则接收不到信号。
五、多通道射频信号输出
指中频信号经过上变频处理，将射频信号发送给待测设备，完成信号的测试，如图8所示，分别从射频通道1、2、3、4输出。
通过待测设备数据融合后航迹数据与模拟场景下的航迹对比，可以方便的评估数据融合的效果，有利于对设备(ADS-B地面接收站或数据中心)的效能进行评估；通过地图服务，可以有效模拟机场、航路等典型的ADS-B地面站工作环境，对于实际场景中系统的安装也有一定的指导意义。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种ADS-B多通道信号生成方法，其特征在于，包括：
响应于用户在显示屏幕上的操作，确定飞行目标及其运行航迹、发射报文类型；
确定预先设置的多通道ADS-B地面接收站或多个单通道ADS-B地面接收站的地理位置、以及每个通道对应的定向天线方向图覆盖范围；
在所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程中，根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，并控制多个射频端口向预先设置的多通道ADS-B地面接收站或多个单通道ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号；
获取所述多通道ADS-B地面接收站或多个单通道ADS-B地面接收站对其多个定向天线所接收到的信号进行数据融合的结果；
将所述数据融合的结果与所述飞行目标的运行航迹进行对比；
根据对比结果评估所述多通道ADS-B地面接收站或数据中心对所述多个单通道ADS-B地面接收站的数据融合效果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
获取数据中心对所述多个单通道ADS-B地面接收站所接收到的信号进行数据融合的结果；
将所述数据融合结果与所述飞行目标的运行航迹进行对比；
根据对比结果评估所述多个单通道ADS-B地面接收站的数据融合效果。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定飞行目标的发射报文类型，包括：空中位置信息、空中速度信息、国际民用航空组织ICAO地址和航班号；所述根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，包括：
根据电子地图获取所述飞行目标的经度、纬度、高度信息；
根据所述经度、纬度、高度信息以及飞行时间间隔计算得到所述飞行目标的速度；
根据预先确定的所述飞行目标的ICAO地址和航班号、以及位置和速度生成ADS-B射频信号。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述生成ADS-B射频信号，包括：
根据所述飞行目标实时的位置、速度以及目标固定的ICAO地址、航班号进行编码，生成ADS-B报文数据；
根据所述ADS-B报文数据生成PPM中频数字调制信号；
将所有通道输出的中频数字调制信号进行同步输出；
将同步输出后的中频数字调制信号经上变频处理生成ADS-B射频信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在生成中频数字调制信号之后、将所有通道输出的中频数字调制信号进行同步输出之前，进一步包括：
根据每个飞行目标到达每个ADS-B地面接收站的距离计算得到信号空间路径衰减和信号延迟参数；
利用所述信号空间路径衰减和信号延迟参数对所述中频数字调制信号进行信号幅度和延迟的控制。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号，包括：
根据飞行目标运行航迹的时间参数采用时间驱动的方式控制多个射频端口向预先设置的ADS-B地面接收站按照预设标准协议发射所述ADS-B射频信号。
7.一种ADS-B多通道信号模拟器，其特征在于，包括：
确定模块，用于响应于用户在显示屏幕上的操作，确定飞行目标及其运行航迹、发射报文类型；
第一部署模块，用于确定预先设置的多通道ADS-B地面接收站或多个单通道ADS-B地面接收站的地理位置、以及每个通道对应的定向天线方向图覆盖范围；
信号处理模块，用于在所述飞行目标按照确定的运行航迹飞行过程中，根据所述飞行目标的当前位置、速度以及发射报文类型生成ADS-B射频信号，并控制多个射频端口向预先设置的多通道ADS-B地面接收站或多个单通道ADS-B地面接收站发射所述ADS-B射频信号；
第一获取模块，用于获取所述多通道ADS-B地面接收站或多个单通道ADS-B地面接收站对其多个定向天线所接收到的信号进行数据融合的结果；
第一对比模块，用于将所述数据融合的结果与所述飞行目标的运行航迹进行对比；
第一评估模块，用于根据对比结果评估所述多通道ADS-B地面接收站或数据中心对所述多个单通道ADS-B地面接收站的数据融合效果。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一所述方法的步骤。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、以及一个或多个处理器，所述存储器用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至6任一所述的方法。
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