CN117241299B - 一种航空电子数据安全性分析保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线信号损耗数据技术领域,具体涉及一种航空电子数据安全性分析保护方法,包括:获取飞机在飞行时的航空电子数据;所述航空电子数据包括飞机的无线数字信号的信号参数以及信号传输数据、飞机的位置信息以及飞行路径上的天气数据;根据飞机的位置信息、无线数字信号的信号参数以及信号传输数据得到距离损耗因子;根据飞行路径上的天气数据和所述距离损耗因子、以及信号传输数据得到天气损耗因子;根据距离损耗因子和天气损耗因子、飞机的位置信息以及信号参数得到综合损耗因子;基于综合损耗因子对无线数字信号进行修正得到修正信号;对修正信号进行安全性分析。本发明避免了真实信号存在损耗而被误检为威胁信号的情况。
Description
技术领域
本发明涉及无线信号损耗数据处理技术领域,具体涉及一种航空电子数据安全性分析保护方法。
背景技术
现代航空电子系统多使用了大量的标准化软硬件单元,例如COTS产品,其常常通过配置数据来实现特定的功能。而航空电子系统的安全运行依赖于航空电子数据的安全性。而航空电子数据的数据量巨大且种类繁多,描述对象复杂多样,数据使用周期长,共享程度要求高。因此,对航空电子数据进行安全性分析就显得尤为重要。目前,在航空电子数据领域,安全性分析的方法多应用于对飞机发送的无线数字信号以及接收到的飞机发送的无线数字信号中。
在信号的无线传输过程中,将信号设置在一定的频段中,从而杜绝来自其他信号传输所带来的干扰,提升了通信效率,同时也保证了通信安全。但是,在航空通信数据中包含了大量不同种类的数据,例如航线信息、飞行指令等。然而在面对飞机出现的突发情况时,若存在不知名的假冒指令进行信号传输,可能会威胁到航空的安全,因此对接收到的信号数据进行安全性分析就尤为重要。现有方法直接对接收到的信号进行频段检测判断接收到的信号的安全性,但是由于信号在传输过程中存在不同的损耗,可能会造成真实信号失真,而对其直接进行频段检测时可能会导致真实信号被误检为威胁信号。
发明内容
为了解决现有的信号安全性检测方法可能会导致真实信号被误检为威胁信号的技术问题,本发明的目的在于提供一种航空电子数据安全性分析保护方法,所采用的技术方案具体如下:
获取飞机在飞行时的航空电子数据;所述航空电子数据包括飞机的无线数字信号的信号参数以及信号传输数据、飞机的位置信息以及飞行路径上的天气数据;
根据飞机的位置信息、无线数字信号的信号参数以及信号传输数据,得到飞机传输信号的距离损耗因子;
根据飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况和所述距离损耗因子、以及信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,得到飞机传输信号的天气损耗因子;
根据所述距离损耗因子和天气损耗因子、飞机的位置信息以及所述信号参数得到飞机传输信号的综合损耗因子;基于综合损耗因子对无线数字信号进行修正得到修正信号;
对修正信号进行安全性分析。
优选地,所述无线数字信号的信号参数包括信号波长和信号频率、信号的接收增益以及发射增益;所述信号传输数据包括信号传输的标准功率和实际接收功率、以及信号传输的横向传输距离;所述飞行路径上的天气数据包括恶劣天气数据和晴天天气数据;所述飞机的位置信息包括飞机飞行的海拔高度和接收飞机信号的信号收发器的海拔高度。
优选地,所述根据飞机的位置信息、无线数字信号的信号参数以及信号传输数据,得到飞机传输信号的距离损耗因子,具体包括:
根据飞机的位置信息确定飞机的无线数字信号的传输夹角;
根据信号的接收增益和发射增益、信号波长、所述传输夹角以及信号传输的横向传输距离,得到信号损耗系数;根据所述信号损耗系数、信号传输的标准功率和实际接收功率,得到飞机传输信号的距离损耗因子。
优选地,所述飞机传输信号的距离损耗因子的计算公式具体为:
;
其中,表示飞机传输信号的距离损耗因子,/>表示信号的接收增益,/>表示信号的发射增益,λ表示信号波长,θ表示飞机的无线数字信号的传输夹角,/>表示传输夹角的余弦值,/>表示信号传输的横向传输距离,π为圆周率,/>表示信号损耗系数;表示信号传输的实际接收功率,/>表示信号传输的标准功率,/>表示以自然数10为底的对数函数。
优选地,所述根据飞机的位置信息确定飞机的无线数字信号的传输夹角,具体包括:
计算所述飞机飞行的海拔高度与所述信号收发器的海拔高度之间的差值,将该差值与信号传输的横向传输距离之间的比值的反正切函数值,作为飞机的无线数字信号的传输夹角。
优选地,所述根据飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况和所述距离损耗因子、以及信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,得到飞机传输信号的天气损耗因子,具体包括:
获取晴天天气预设的天气偏值和恶劣天气的天气偏值,基于不同种类天气的天气偏值和飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况,得到天气损耗系数;
根据所述距离损耗因子、信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,得到天气损耗权重因子;
将天气损耗权重因子与天气损耗系数的乘积作为飞机传输信号的天气损耗因子。
优选地,所述基于不同种类天气的天气偏值和飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况,得到天气损耗系数,具体包括:
获取飞行路径上经过的地区天气为晴天天气的数量,记为第一数量;获取飞行路径上经过的地区天气为恶劣天气的数量,记为第二数量;计算晴天天气的天气偏值与第一数量的乘积,计算恶劣天气的天气偏值与第二数量的乘积,将两个乘积的累加和作为天气损耗系数。
优选地,所述天气损耗权重因子的计算公式具体为:
;
其中,表示飞机传输信号的天气损耗权重因子,/>表示飞机的飞行路径上所有经过的地区的数量,/>表示飞机传输信号的距离损耗因子,/>表示信号传输的横向传输距离,θ表示飞机的无线数字信号的传输夹角,/>表示传输夹角的余弦值。
优选地,所述根据所述距离损耗因子和天气损耗因子、飞机的位置信息以及所述信号参数得到飞机传输信号的综合损耗因子,具体包括:
计算所述飞机飞行的海拔高度与所述信号收发器的海拔高度之间的差值,将该差值与信号频率以及距离损耗因子之间的乘积作为第一系数,将第一系数与天气损耗因子之间的和值作为飞机传输信号的综合损耗因子。
优选地,所述对修正信号进行安全性分析,具体包括:
对修正信号进行频段检测获得频段检测结果,对修正信号进行失真检测获得失真检测结果;将修正信号的频段检测结果中出现频段错误对应的信号、以及失真检测结果中出现信号失真对应的信号进行剔除。
本发明实施例至少具有如下有益效果:
本发明首先获取各种航空电子数据,包括了传输信号的属性数据、信号传输的属性数据,以及一些客观的环境因素数据,以便后续对多种数据进行分析较为准确的获取损耗分析结果。然后,对飞机的位置信息、无线数字信号的信号参数以及信号传输数据进行分析,获得飞机传输信号的距离损耗因子,考虑了多种客观因素以及对应传输信号的固有属性,反映了信号传输过程中的距离损耗程度。进一步的,对飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况和所述距离损耗因子、以及信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,获得飞机传输信号的天气损耗因子,考虑了不同种天气的不同影响程度,反映了信号传输过程中的天气损耗程度。最终,结合距离损耗程度、天气损耗程度以及位置信息和信号参数获得最终的全局损耗程度,其能够较为全面且较为准确的表征飞机信号传输过程中的损耗情况,基于综合损耗因子对无线数字进行修正时,不仅可以使得非飞机发射的信号出现失真的情况,而且修正了实际接收到的信号,可以在损耗修正的过程中,将一些冒充信号进行剔除,进而使得在对信号数据进行安全性分析的基础上,进行了初步筛查,更加使得安全性分析的结果较佳,也避免了真实信号存在损耗,而被误检为威胁信号的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的一种航空电子数据安全性分析保护方法的方法流程图。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的一种航空电子数据安全性分析保护方法,其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如下。在下述说明中,不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
一种航空电子数据安全性分析保护方法实施例:
下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种航空电子数据安全性分析保护方法的具体方案。
本发明的主要目的是:本发明在对航空电子数据中的无线数字信号进行安全性分析之前,考虑了飞机发送信号是的环境因素,对接收到飞机发送的信号进行损耗修正,从而为后续对发送信号的安全性分析提供了真实性的保障。同时,可以在损耗修正的过程中,将一些冒充信号进行剔除,进而使得在对信号数据进行安全性分析的基础上,进行了初步筛查,更加使得安全性分析的结果较佳。
请参阅图1,其示出了本发明一个实施例提供的一种航空电子数据安全性分析保护方法的方法流程图,该方法包括以下步骤:
步骤一,获取飞机在飞行时的航空电子数据;所述航空电子数据包括飞机的无线数字信号的信号参数以及信号传输数据、飞机的位置信息以及飞行路径上的天气数据。
在本实施例中,为了实现对航空飞行信号的安全性分析,主要通过对飞机飞行时的环境因素进行分析获得飞机发送的信号在传输过程中可能存在的损耗情况,并对损耗进行修正。同时,在对损耗进行修正的过程中使得假冒信号进行了过度的修正,进而出现失真现象,能够实现在进行安全性分析前,对信号进行初筛更加保证了安全性分析结果的准确性。
基于此,在对航空飞机发送信号时的飞行环境因素进行分析前,需要获取飞机在飞行时的航空电子数据,所述航空电子数据包括飞机的无线数字信号的信号参数以及信号传输数据、飞机的位置信息以及飞行路径上的天气数据。
其中,飞机的无线数字信号的信号参数是指飞机在飞行时所发送的无线数字信号对应的属性信息,信号参数包括信号波长和信号频率、信号的接收增益以及发射增益。信号的接收增益和发射增益均为信号的增益系数,增益系数是放大器和信号衰减器的重要参数质疑,它可以表示放大器或者信号衰减器的输出信号相对于输入信号的增益大小,在实际中在信号传输过程中在信号的接收端和发射端均能够获取对应的信号增益系数。
信号传输数据是指飞机发送的信号在传输过程中所涉及的一系列数据,信号传输数据包括信号传输的标准功率和实际接收功率、以及信号传输的横向传输距离。其中,信号传输的横向传输距离是指,将飞机发送信号时所在位置映射到地面上,获得飞机地面位置,飞机地面位置与接收飞机信号的信号收发器之间的地面距离即为信号传输的横向传输距离。
飞行路径上的天气数据是指飞机在发生信号的时刻所在位置之前所经过的地区的天气情况,飞机飞行路径上的天气情况可以看作是飞机发生信号时与信号接收位置所在塔台之间包含的地区的天气情况。飞行路径上的天气数据包括恶劣天气数据和晴天天气数据,在信号传输的过程中,晴天天气对信号传输不会存在较大的信号损耗,而一些极端或者恶劣天气会对信号传输产生一定的影响,在本实施例中恶劣天气是指降雨天气,在其他实施例中,实施者还可以考虑降雪等其他天气情况。晴天天气数据包括地区的天气为晴天天气的数量,恶劣天气数据包括地区的天气为恶劣天气的数量。
飞机的位置信息是指飞机发送信号时所在位置的信息,飞机的位置信息包括飞机飞行的海拔高度和接收飞机信号的信号收发器的海拔高度。需要说明的是,在本实施例中,所有航空电子数据可以由航空电子系统获取,实施者可根据具体实施场景进行数据的采集。
步骤二,根据飞机的位置信息、无线数字信号的信号参数以及信号传输数据,得到飞机传输信号的距离损耗因子。
飞机发送信号时可能飞行至平流层,随着飞机飞行高度的增加,发送的信号还需要穿越大气层。大气介质对信号的传播具有一定的衰减效应,特别是在高频段上,例如毫米波段。同时,大气吸收对信号的衰减更为显著。
在无线信号传输时,由于信号一定会发生衰减或者存在损耗,信号接收器均需要对发送或者接收到的信号进行放大传输,则就存在对应的增益系数,即信号发生时的发射增益以及信号接收时的接收增益,增益系数的取值越大,说明对应需要放大的信号可能在传输过程中存在较多的损耗。
由于信号会经过能量变化进行信号功率的放大操作,以能够远距离传输信号,从而损失了一部分原始的信号信息,这部分损失的信号信息不会对传输的信号产生较大的信号损耗。而对于伪造信号,并不能利用小型信号发生器来模拟获得大型信号发送器的发射条件,因此利用增益系数处理的自然损耗对信号来源辨别及其重要。同时,信号的增益与信号功率有关,功率的大小和信号波动以及传输距离等均存在正相关关系,故可以对飞机发送信号时的信号传输距离以及信号波动对距离损耗进行表征。
首先,需要结合飞机发送信号时所在的高度、信号的传输距离以及信号接收器的高度,获取飞机发送的信号直线传输的传输夹角,以便获取飞机发送信号时与信号接收器之间的直线距离,即根据飞机的位置信息确定飞机的无线数字信号的传输夹角。具体地,计算所述飞机飞行的海拔高度与所述信号收发器的海拔高度之间的差值,将该差值与信号传输的横向传输距离之间的比值的反正切函数值,作为飞机的无线数字信号的传输夹角。
在本实施例中,飞机的无线数字信号的传输夹角的计算公式可以表示为:
;
其中,θ表示飞机的无线数字信号的传输夹角,表示飞机飞行的海拔高度,/>表示信号收发器的海拔高度,/>表示信号传输的横向传输距离,arctan( ) 为反正切函数。
进一步的,根据信号的接收增益和发射增益、信号波长、所述传输夹角以及信号传输的横向传输距离,得到信号损耗系数;根据所述信号损耗系数、信号传输的标准功率和实际接收功率,得到飞机传输信号的距离损耗因子。
在本实施例中,飞机传输信号的距离损耗因子的计算公式可以表示为:
;
其中,表示飞机传输信号的距离损耗因子,/>表示信号的接收增益,/>表示信号的发射增益,λ表示信号波长,θ表示飞机的无线数字信号的传输夹角,/>表示传输夹角的余弦值,/>表示信号传输的横向传输距离,π为圆周率,/>表示信号损耗系数;表示信号传输的实际接收功率,/>表示信号传输的标准功率,/>表示以自然数10为底的对数函数。
信号损耗系数中的为/>与/>的比值,/>表示对信号波长的量化,即去量纲操作,/>表示基于信号的传输夹角以及横向传输距离获取的信号传输直线距离,进而/>与的比值反映了波长在单位传输距离上的分布情况。
表示信号传输的实际接收功率和标准功率,由于信号在传输过程中一定存在损耗,故其取值一定小于1,而损耗系数是基于发送信号的各种属性数据以及信号接收端的数据针对其存在的自然损耗计算获得的,故当信号存在的损耗越多时,对应的损耗系数取值越大,损耗系数与功率比值之间的乘积也就越大,对应的距离损耗因子取值越大。
对于其他存在恶意的威胁信号与损耗计算过程中的属性数据并不匹配,故计算获得的距离损耗因子可能会出现失真的情况。距离损耗因子反映了发生信号在距离方面的损耗程度。
步骤三,根据飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况和所述距离损耗因子、以及信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,得到飞机传输信号的天气损耗因子。
在航空电子数据中的无线数字信号的传输过程中,在不同天气条件下产生的损耗不同,而在一些较为极端或者恶劣的天气下,由于信号在大气传输过程中的多路径反射、散射和绕射等因素,从而导致信号损耗增加,甚至可能会导致信号失真。
首先,需要对无线数字信号传输过程中的不同种天气情况对信号的衰减影响进行分析。即获取晴天天气预设的天气偏值和恶劣天气的天气偏值,天气偏值即表征了对应天气对信号衰减的影响程度。
在本实施例中,理想信号传输天气即为晴天,其空气适宜,不存在过高的大气湿度,是的在这种天气下,环境因素带来的信号损耗极小可以忽略不计,故将晴天天气的天气偏值设置为0.0001,在其他实施例中,实施者也可以根据具体实施场景将晴天天气的天气偏值设置为接近于0的极小值。
在本实施例中,将雨天作为恶劣天气情况进行分析,信号传输会受到降雨的影响,从而影响信号传输强度甚至是影响信号传输距离。在本实施例中,采用ITU-R P.838模型计算降雨的信号对应的衰减,作为恶劣天气的天气偏值,表征了恶劣天气下信号传输的衰减程度。
进一步的,在飞机传输信号的飞行路径上所经过的地区存在恶劣天气的数量越多,信号经过传输后的损耗越多,进而基于不同种类天气的天气偏值和飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况,得到天气损耗系数,具体地,获取飞行路径上经过的地区天气为晴天天气的数量,记为第一数量;获取飞行路径上经过的地区天气为恶劣天气的数量,记为第二数量;计算晴天天气的天气偏值与第一数量的乘积,计算恶劣天气的天气偏值与第二数量的乘积,将两个乘积的累加和作为天气损耗系数。
根据所述距离损耗因子、信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,得到天气损耗权重因子;将天气损耗权重因子与天气损耗系数的乘积作为飞机传输信号的天气损耗因子。
在本实施例中,飞机传输信号的天气损耗因子的计算公式可以表示为:
;
其中,表示飞机传输信号的天气损耗因子,/>表示飞机的飞行路径上所有经过的地区的数量,/>表示飞机传输信号的距离损耗因子,/>表示信号传输的横向传输距离,θ表示飞机的无线数字信号的传输夹角,/>表示传输夹角的余弦值,/>表示飞行路径上经过的地区天气为晴天天气的数量,即第一数量;/>表示飞行路径上经过的地区天气为恶劣天气的数量,即第二数量;/>表示晴天天气的天气偏值,/>表示恶劣天气的天气偏值。
为天气损耗系数,将不同种天气情况对应的天气偏值作为权重,对飞行路径上所经过的地区对应种类天气数量进行加权求和,可以反映信号在传输过程中受天气影响而造成的信号衰减情况。
天气损耗权重因子,其中的/>表示/>与/>之间的比值,/>反映了每个地区对应的天气情况的横向单位覆盖距离,利用/>与/>的比值获取,信号传输所经过的所有地区对应的天气情况的直线单位覆盖距离,同时考虑了距离损耗情况,其覆盖距离越长,对应的距离损耗程度越多,天气损耗程度越多。
需要说明的是,在航空信号传输的过程中,需要经过较多的地区将信号传输给信号接收塔台,而途径的路径距离较远,途径的地区可能较多,进而也就存在较多种不同的天气情况,信号在不同种天气下的传输损耗不同,故在对天气损耗进行分析时需要考虑到飞机途径地区的天气情况。由于途径的地区较多,故通过计算均衡情况作为传输路径整体天气距离的表征。由于航空信号的特殊性,信号在传输时不时平行于地面的,而是与地面之间存在一定的夹角角度,因此,在进行直线路径分析时,需要利用传输夹角进行计算直线路径距离。
步骤四,根据所述距离损耗因子和天气损耗因子、飞机的位置信息以及所述信号参数得到飞机传输信号的综合损耗因子;基于综合损耗因子对无线数字信号进行修正得到修正信号。
频率作为信号的重要参数之一,频率的大小对信号传输的影响也不容忽视,不同频率的信号在大气中的传输损耗程度不同,越高频率的信号越容易受到大气吸收和散射的影响,因此频率越高的信号在传输过程中的损耗程度也就越大。信号所在高度越高,大气越稀薄,传输所需要的能量越少,受到的大气衰减也就越小,随着高度的降低,信号损耗也会增加。
基于此,根据所述距离损耗因子和天气损耗因子、飞机的位置信息以及所述信号参数得到飞机传输信号的综合损耗因子。具体地,计算所述飞机飞行的海拔高度与所述信号收发器的海拔高度之间的差值,将该差值与信号频率以及距离损耗因子之间的乘积作为第一系数,将第一系数与天气损耗因子之间的和值作为飞机传输信号的综合损耗因子。
在本实施例中,飞机传输信号的综合损耗因子的计算公式可以表示为:
;
其中,表示飞机传输信号的综合损耗因子,/>表示飞机传输信号的距离损耗因子,/>表示飞机传输信号的天气损耗因子,/>表示飞机飞行的海拔高度,/>表示信号收发器的海拔高度,/>表示信号频率。
为第一系数,结合高度因素以及频率因素获取最终的距离损耗程度,第一系数的取值越大,天气损耗因子的取值越大,对应的综合损耗因子的取值也就越大。综合损耗因子结合了天气、距离、信号属性等多方面的客观因素,对信号传输过程可能存在的损耗程度进行表征。
基于此,可以基于获得的综合损耗程度对信号进行修正,在本实施例中,采用自由空间传输模型对信号强度进行修正,即基于综合损耗因子对无线数字信号进行修正得到修正信号,其计算公式可以表示为:
;
其中,表示修正信号的信号强度,/>表示实际测量到的信号强度,/>表示飞机传输信号的综合损耗因子,/>表示以自然数10为底的对数函数。/>为信号强度的换算公式。
由于信号传输过程中一定存在损耗,故利用获得的综合损耗因子对实际测量到的信号强度进行增强,基于计算得到的修正信号的信号强度,对实际测量到的信号变换大小和方向,对信号进行相应的变换处理,获得修正信号。其中,变换处理过程可以为通过调整发送功率、选择合适的天线、改变数据传输速率等来进行信号变换,实施者可根据具体实施场景进行处理。
步骤五,对修正信号进行安全性分析。
在获得增强处理后的修正信号后,可以对修正信号进行频段检测以及失真检测,以实现对恶意伪造的威胁信号进行剔除的目的。即对修正信号进行频段检测获得频段检测结果,对修正信号进行失真检测获得失真检测结果;将修正信号的频段检测结果中出现频段错误对应的信号、以及失真检测结果中出现信号失真对应的信号进行剔除。
其中,对信号进行频段检测以及失真检测为现有技术,在此仅做简单的介绍。
利用傅里叶变换将修正信号转换为频域信号,对频域信号进行FFT分析获取频域信号的频谱信息,根据频域信号的频谱信息能够确定频域信号所处的频段范围,对于超出信号传输所设置的频段范围的频域信号,将其对应的实际信号作为恶意信息并进行剔除操作。在对信号进行失真检测时,可以利用计算信噪比、信号频域分析等方式,对信号的完整性情况进行判别,并剔除存在失真情况的信号。
需要说明的是,由于航空信号的特殊性,信号传输过程相较于短距离通信较长,因此相应的信号损耗情况也会较大。而针对航空通信的攻击来说,一般都是模拟飞机的信号频段向塔台传输错误信息,诱导塔台向飞机发送错误指令,从而威胁航空安全。这种信号一般模拟位置距离塔台较近,相较于真实的航空信号来说其损耗较小,当按照飞机传输信号的标准对其进行损耗修正时,就会使得原本损耗较低的威胁信号过修正,导致出现频段错误、信号失真等情况,而真实航空信号却仍然保持在正常的可读范围内,可以实现对信号的筛选,剔除威胁信号,从而保护航空电子数据的安全,完成对航空电子数据的安全性分析。
一种航空电子数据的损耗分析方法实施例:
现有的对航空电子数据进行损耗分析的方法大多是基于路径进行损耗分析,或者是基于天气情况进行损耗分析,这写损耗分析的方法因素较为单一,无法较为准确的获取航空电子数据的损耗分析结果。为了解决现有的数据损耗分析方法的损耗分析结果较不准确的技术问题,本发明实施例提供了一种航空电子数据的损耗分析方法,包括以下步骤:
步骤一,获取飞机在飞行时的航空电子数据;所述航空电子数据包括飞机的无线数字信号的信号参数以及信号传输数据、飞机的位置信息以及飞行路径上的天气数据。
步骤二,根据飞机的位置信息、无线数字信号的信号参数以及信号传输数据,得到飞机传输信号的距离损耗因子。
步骤三,根据飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况和所述距离损耗因子、以及信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,得到飞机传输信号的天气损耗因子。
步骤四,根据所述距离损耗因子和天气损耗因子、飞机的位置信息以及所述信号参数得到飞机传输信号的综合损耗因子;基于综合损耗因子对无线数字信号进行修正得到修正信号。
由于在一种航空电子数据安全性分析保护方法实施例中已经对步骤一至步骤四做了详细的阐述,在此不再过多介绍。
本发明实施例至少具有如下有益效果:
本发明首先获取各种航空电子数据,包括了传输信号的属性数据、信号传输的属性数据,以及一些客观的环境因素数据,以便后续对多种数据进行分析较为准确的获取损耗分析结果。然后,对飞机的位置信息、无线数字信号的信号参数以及信号传输数据进行分析,获得飞机传输信号的距离损耗因子,考虑了多种客观因素以及对应传输信号的固有属性,反映了信号传输过程中的距离损耗程度。进一步的,对飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况和所述距离损耗因子、以及信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,获得飞机传输信号的天气损耗因子,考虑了不同种天气的不同影响程度,反映了信号传输过程中的天气损耗程度。最终,结合距离损耗程度、天气损耗程度以及位置信息和信号参数获得最终的全局损耗程度,其能够较为全面且较为准确的表征飞机信号传输过程中的损耗情况,获得较为准确的损耗分析结果,基于综合损耗因子对无线数字进行修正时,不仅可以使得非飞机发射的信号出现失真的情况,而且修正了实际接收到的信号,可以在损耗修正的过程中,将一些冒充信号进行剔除。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种航空电子数据安全性分析保护方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
获取飞机在飞行时的航空电子数据;所述航空电子数据包括飞机的无线数字信号的信号参数以及信号传输数据、飞机的位置信息以及飞行路径上的天气数据;
根据飞机的位置信息、无线数字信号的信号参数以及信号传输数据,得到飞机传输信号的距离损耗因子;
根据飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况和所述距离损耗因子、以及信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,得到飞机传输信号的天气损耗因子;
根据所述距离损耗因子和天气损耗因子、飞机的位置信息以及所述信号参数得到飞机传输信号的综合损耗因子;基于综合损耗因子对无线数字信号进行修正得到修正信号;
对修正信号进行安全性分析;
所述无线数字信号的信号参数包括信号波长和信号频率、信号的接收增益以及发射增益;所述信号传输数据包括信号传输的标准功率和实际接收功率、以及信号传输的横向传输距离;所述飞行路径上的天气数据包括恶劣天气数据和晴天天气数据;所述飞机的位置信息包括飞机飞行的海拔高度和接收飞机信号的信号收发器的海拔高度;
所述根据飞机的位置信息、无线数字信号的信号参数以及信号传输数据,得到飞机传输信号的距离损耗因子,具体包括:
根据飞机的位置信息确定飞机的无线数字信号的传输夹角;
根据信号的接收增益和发射增益、信号波长、所述传输夹角以及信号传输的横向传输距离,得到信号损耗系数;根据所述信号损耗系数、信号传输的标准功率和实际接收功率,得到飞机传输信号的距离损耗因子;
所述飞机传输信号的距离损耗因子的计算公式具体为:
;
其中,表示飞机传输信号的距离损耗因子,/>表示信号的接收增益,/>表示信号的发射增益,/>表示信号波长,/>表示飞机的无线数字信号的传输夹角,/>示传输夹角的余弦值,/>表示信号传输的横向传输距离,/>为圆周率,/>表示信号损耗系数;/>表示信号传输的实际接收功率,/>表示信号传输的标准功率,/>表示以自然数10为底的对数函数;
所述根据飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况和所述距离损耗因子、以及信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,得到飞机传输信号的天气损耗因子,具体包括:
获取晴天天气预设的天气偏值和恶劣天气的天气偏值,基于不同种类天气的天气偏值和飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况,得到天气损耗系数;
根据所述距离损耗因子、信号传输数据和飞行路径上的天气数据之间的关联关系,得到天气损耗权重因子;
将天气损耗权重因子与天气损耗系数的乘积作为飞机传输信号的天气损耗因子;
所述天气损耗权重因子的计算公式具体为:
;
其中,表示飞机传输信号的天气损耗权重因子,/>表示飞机的飞行路径上所有经过的地区的数量,/>表示飞机传输信号的距离损耗因子,/>表示信号传输的横向传输距离,/>表示飞机的无线数字信号的传输夹角,/>表示传输夹角的余弦值。
2.根据权利要求1所述的一种航空电子数据安全性分析保护方法,其特征在于,所述根据飞机的位置信息确定飞机的无线数字信号的传输夹角,具体包括:
计算所述飞机飞行的海拔高度与所述信号收发器的海拔高度之间的差值,将该差值与信号传输的横向传输距离之间的比值的反正切函数值,作为飞机的无线数字信号的传输夹角。
3.根据权利要求1所述的一种航空电子数据安全性分析保护方法,其特征在于,所述基于不同种类天气的天气偏值和飞行路径上的天气数据中不同种类天气的分布情况,得到天气损耗系数,具体包括:
获取飞行路径上经过的地区天气为晴天天气的数量,记为第一数量;获取飞行路径上经过的地区天气为恶劣天气的数量,记为第二数量;计算晴天天气的天气偏值与第一数量的乘积,计算恶劣天气的天气偏值与第二数量的乘积,将两个乘积的累加和作为天气损耗系数。
4.根据权利要求1所述的一种航空电子数据安全性分析保护方法,其特征在于,所述根据所述距离损耗因子和天气损耗因子、飞机的位置信息以及所述信号参数得到飞机传输信号的综合损耗因子,具体包括:
计算所述飞机飞行的海拔高度与所述信号收发器的海拔高度之间的差值,将该差值与信号频率以及距离损耗因子之间的乘积作为第一系数,将第一系数与天气损耗因子之间的和值作为飞机传输信号的综合损耗因子。
5.根据权利要求1所述的一种航空电子数据安全性分析保护方法,其特征在于,所述对修正信号进行安全性分析,具体包括:
对修正信号进行频段检测获得频段检测结果,对修正信号进行失真检测获得失真检测结果;将修正信号的频段检测结果中出现频段错误对应的信号、以及失真检测结果中出现信号失真对应的信号进行剔除。
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