MLAT多点监视技术介绍.ppt
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1、现代空中交通管理现代空中交通管理25.4 多点定位监视(MLAT)系统5.4.1 MLAT概述5.4.2 MLAT系统结构5.4.3 MLAT基本原理5.4.4 MLAT关键技术5.4.5 MLAT典型应用和发展趋势现代空中交通管理现代空中交通管理35.4.1 MLAT技术概述 在不增加机载设备的前提下,通过多点接收机载应答机信号,利用到达时间差(TDOA)定位技术,实现了精确测量定位 解决了一次场面监视雷达系统固有的无标识问题以及机场的雷达覆盖盲区问题,实现机场区对飞机的精确定位和识别,改善繁忙机场的场面监视能力,提高机场的安全性地面站1地面站2地面站3现代空中交通管理现代空中交通管理45.
2、4.1 MLAT技术概述 对装有以下应答机的目标进行跟踪 S模式 A/C模式 ADS-B 通过远端站接收信号的TDOA定位5.4.1 MLAT技术概述 应答信号类型现代空中交通管理现代空中交通管理5A/C模式S模式ADS-B四位八进制码(12bits)由ATC分发仅对询问信号应答6位16进制码(24bits)机载应答机唯一确定对于车载设备不唯一确定周期性发送对于A/C模式和ID询问进行应答周期性广播ID和位置等参数不需要询问信号5.4.1 MLAT技术概述 MLAT系统特点 1s更新率(可配置) 精确的定位结果 获取飞机ID信息 分布式远端站 解决视距化问题 提高系统可行性 可扩展性 比SSR
3、造价低; 低维护成本; 被动接受(正常情况), 满足无线电寂静 MLAT系统限制因素 视距(LOS) RF信号强度 大气传播特性 RF信号多径 通信链路状况 现代空中交通管理现代空中交通管理6被动安装和使用系统无需通过传输认证不增加机场的1030MHz的询问信号或 者1090MHZ的应答信号主动(可选)不依赖其他询问信号使飞机作出应答询问天线比MSSR简单,无需旋转天线5.4.1 MLAT技术概述 MLAT特点扩展性 增加接收机或者改变布局即可实现系统扩展现代空中交通管理现代空中交通管理7现代空中交通管理现代空中交通管理85.4 多点定位监视(MLAT)系统5.4.1 MLAT概述5.4.2
4、MLAT系统结构5.4.3 MLAT基本原理5.4.4 MLAT关键技术5.4.5 MLAT典型应用和发展趋势现代空中交通管理现代空中交通管理5.4.2 MLAT系统结构服务器以太网, ADSL, 串口监视数据参考应答机远端站检测接收信号远端站和中心处理站链路传输数字化信号传输所有检测到的码元询问中心/分布式询问主动/被动广播/一对一多径修正机制少远端站,复杂处理机制多远端站,简单处理机制现代空中交通管理现代空中交通管理105.4.2 MLAT系统结构5.4.2 MLAT系统结构 远端站现代空中交通管理现代空中交通管理11接收机: 频率:1090 MHz +/- 3MHz (A/C/S模式以及
5、1090ES ADS-B) 灵敏度:-90dBm 输入阻抗50欧发射机(可选): 频率:1030 MHz A/C/S模式现代空中交通管理现代空中交通管理125.4 多点定位监视(MLAT)系统5.4.1 MLAT概述5.4.2 MLAT系统结构5.4.3 MLAT基本原理5.4.4 MLAT关键技术5.4.5 MLAT典型应用和发展趋势现代空中交通管理现代空中交通管理5.4.3 MLAT的基本原理12:01:03:00212:01:03:004地面站1地面站2飞机?2ms双曲线现代空中交通管理现代空中交通管理5.4.3 MLAT的基本原理地面站1地面站2地面站3现代空中交通管理现代空中交通管理
6、155.4.3 MLAT的基本原理, i jiujuctXXXX对n个地面远端站进行TDOA测量,产生方程:i, j为远端站序号; 表示远端站i, j的信号达到时间差;Xi, Xj, Xu分别表示远端站i, j和目标的位置;c为光速。, i jt现代空中交通管理现代空中交通管理165.4.3 MLAT的基本原理 进行二维定位时,最少需要三个地面接收站;进行三维定位时,最少需要四个地面接收站。 这里,我们以二维为例说明: 将上述式子表示为方程组 方程组满足求解条件22222,1221122223,13311()()()()()()()()uuuuuuuuctxxyyxxyyctxxyyxxyy现
7、代空中交通管理现代空中交通管理175.4 多点定位监视(MLAT)系统5.4.1 MLAT概述5.4.2 MLAT系统结构5.4.3 MLAT基本原理5.4.4 MLAT关键技术5.4.5 MLAT典型应用和发展趋势现代空中交通管理现代空中交通管理185.4.4 MLAT关键技术 TDOA定位求解技术定位求解技术 到达信号边沿检测到达信号边沿检测 时钟同步时钟同步 几何精度因子(几何精度因子(DOP) 接收机布站优化问题接收机布站优化问题现代空中交通管理现代空中交通管理195.4.4 MLAT关键技术 TDOA定位求解技术定位求解技术 到达信号边沿检测到达信号边沿检测 时钟同步时钟同步 几何精
8、度因子(几何精度因子(DOP) 接收机布站优化问题接收机布站优化问题5.4.4 MLAT关键技术 TDOA定位求解 求解方法:闭合形式解基于线性化迭代卡尔曼滤波现代空中交通管理现代空中交通管理22222,1221122223,13311()()()()()()()()uuuuuuuuctxxyyxxyyctxxyyxxyy现代空中交通管理现代空中交通管理21222211(,)()()()()iuuiuiuuuf xyxxyyxxyy(,)uuxy5.4.4 MLAT关键技术 TDOA定位求解 基于线性化迭代 令 利用近似位置 可得: 表示x的估计值 表示x的估计值和真值的差,(,)(,)uuu
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