[实用新型]一种机场非视距信道环境下的多点定位监视系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及民用航空领域，尤指一种机场非视距信道环境下的多点定位监视系统。

背景技术

随着航空流量的迅猛发展，如何对复杂机场环境下的飞机、车辆等越来越密集的活动目标进行有效的实时监视和识别是提高场面运行效率和安全调度的主要难题。相比传统场面监视雷达，机场多点定位系统由于具有定位精度高、识别性能好、检测虚警率低和全天候值守等优点，已经成为各大型繁忙机场场面密集活动目标实时监视与识别的重要解决方案。

由于机场多点定位系统是依靠目标发射信号到达不同地面接收站时间差(Time Difference of arrival，TDOA)和各站点已知位置来进行定位的，此原理要求目标和各接收站点位置之间要保持视距(Line of Sight，LOS)信道环境。然而实际机场环境下包含候机楼、廊桥、导航台站等固定障碍建筑，以及在场面上来回移动穿梭的车辆、飞机等活动目标，以上要素导致了机场场面存在复杂且实时变化的非视距(Non-Line of Sight，NLOS)信道传播环境，而由此带来严重的信号多径和TDOA检测干扰，最终会大幅降低多点定位系统的输出定位精度，导致其很难达到国际民航规范的应用要求。

针对机场NLOS信道环境，目前的多点定位系统主要有两种架构方式，一是完全依赖于系统后端航迹跟踪处理子系统进行滤波平滑和位置校正，这种事后处理方式对误差检测灵敏度低，且输出结果容易发散。二是通过预先统计机场场面稳定的NLOS信道模型参数，以此为基础设计出一种自适应的定位解算方法来消除NLOS对多点定位系统精度的影响。但实际机场环境下NLOS信道模型是随着活动目标运动和周边交通势态环境在实时变化的，所以这种系统架构主要还停留在理论研究阶段，不适合多点定位这种实时处理要求比较高的应用系统。

中国专利文献CN102088769A于2011年6月8日公开了一种直接估计并消除非视距(NLOS)误差影响的无线定位方法。该方法首先建立无线定位的运动方程和观测方程，然后利用扩展卡尔曼滤波(EKF)的新息平方和去识别当前测量值是视距(LOS)情形还是非视距情形下的结果，对于视距情形则直接利用EKF进行位置解算和运动状态估计，对于非视距情形则先使用基于几何关系限制条件的非线性优化方法去直接估计NLOS误差，然后应用修正的EKF滤波消除NLOS误差，并进行高精度的定位，通过循环迭代实现对移动台的在线跟踪。

中国专利文献CN103686995A于2014年3月26日公开了一种非视距环境定位方法及装置，能够减少非视距误差，从而提高定位精度。所述方法包括：非视距环境定位装置将收到的X路TDOA(到达时间差)信号与预存的特征信号进行匹配，得到TDOA最相似的目标特征点，X为大于或等于2的整数；非视距环境定位装置获取与该目标特征点同一类的M个特征点，其中M为大于或等于2的整数；非视距环境定位装置应用该M个特征点的坐标进行定位。该技术方案实施例通过对特征点进行分类并去除孤立点减少非视距误差，应用于目标特征同类的特征点进行定位，能够提高定位精度。

中国专利文献CN102997911A于2013年3月27日公开了一种被动传感器组网探测多目标方法。被动传感器组网系统根据传感器提供的角度信息，采用测向交叉方法进行交叉定位，先利用多平台间的信息冗余静态去除“鬼点”，再采用虚拟航迹跟踪技术动态去除“鬼点”，实现对多目标的准确定位与跟踪。动态去“鬼点”的方法是计算各航迹跟踪门，将交叉定位得到的点目标按照航迹等级从高到低顺序，依次与各个等级航迹文件进行关联处理，根据关联情形进行航迹起始、合并、剪枝、分枝、删除。

中国专利文献CN201937767U于2011年8月17日公开了一种航空航迹数码监测装置，包括有摄像机、显示器，其设计要点是在摄像机与显示器之间连接有中央处理器，该中央处理器上设有数据交换接口、A/D转换接口、数字叠加接口以及硬盘存储器。本实用新型其摄像机拍摄的实时视频图像能够与其他外部设备(如GPS定位系统、航空监测设备、雷达高度测量计、气压高度计等)所采集的实时探物或地理坐标等数据叠加在实时画面上，并能够实时显示在屏幕中、记录在硬盘上。

发明内容

本实用新型提供一种提高定位和识别准确性的机场非视距信道环境下的多点定位监视系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：