[发明专利]一种测试信号分离性能的星载ADS-B信号形成方法

权利要求书

1.一种测试信号分离性能的星载ADS-B信号形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预设卫星的天线个数N、卫星的初始位置信息和速度信息；

S2、预设飞行器的个数M、初始位置信息、速度信息、ID和飞行器的发射功率为T_power_j，其中，1≤j≤M；

S3、根据DO-260标准中的发报规则，确定每架飞行器的发报时刻点和报文类型，得到报文信号总数W；

S4、根据W个报文信号与M个飞行器的对应关系以及飞行器的发射功率T_power_j，得到报文信号的发射功率power_k，其中，1≤k≤W；

S5、根据卫星的初始位置信息、M架飞行器的初始位置信息和卫星及飞行器的运动方程，得到M个飞行器和卫星在W个发报时刻点的发报飞行器和卫星的位置信息；

S6、根据W个发报时刻点的发报飞行器的位置信息、速度信息和ID，得到PPM基带信号F(τ)_k，0≤τ≤T_a，T_a为信号长度；

S7、将PPM基带信号F(τ)_k分别加载在频率为f的射频载波信号上，得到一般ADS-B射频信号S_a(k)(τ)；

S8、根据报文信号的发射功率power_k和ADS-B射频信号S_a(k)(τ)，得到W个报文信号到达卫星的N个天线的星载ADS-B信号

所述步骤S8得到W个报文信号到达N个卫星天线的星载ADS-B信号包括以下步骤：

S81、根据报文信号的发射功率power_k、机载发射天线增益gain1_k、星载接收天线增益gain2_ik和路径损耗loss_k，得到W个报文信号到达N个卫星天线时的信号功率rec_power_ik；

所述步骤S81具体为：

A1、根据W个发报时刻点卫星与发报飞行器的距离，得到报文信号传输距离为d_k；

A2、根据传播频率f和报文信号传输距离d_k，得到报文信息的路径损耗loss_k：

loss_k＝32.44+20logf+20logd_k

A3、通过报文信号传播方向与飞行器的天线中心轴的夹角在机载天线功率归一化方向图查找得到径向长度P_k；

A4、根据机载天线的最大天线增益gain1_max和径向长度P_k，得到机载发射天线增益gain1_k：

gain1_k＝gain1_max+10log(P_k)

A5、根据N个卫星天线与卫星的天线中心轴的偏移角度，得到卫星天线的中心点A_i；

A6、建立以地球中心O₁为坐标原点的地心坐标系，建立以卫星中心O₂为坐标原点的站心坐标系，得到中心点A_i在站心坐标系的坐标；

A7、根据发报飞行器和卫星在W个发报时刻点的位置信息，得到W个发报时刻点的发报飞行器和卫星在地心坐标系中的坐标；

A8、根据中心点A_i的坐标，得到中心点A_i在地心坐标系中的坐标A_a(i)；

A9、根据中心点A_a(i)、卫星和发报飞行器在地心坐标系中的坐标，得到W个报文信号传播方向与卫星天线中心的夹角

A10、根据报文信号传播方向与卫星天线中心的夹角在星载天线场强归一化方向图查找得到径向长度U_ik；

A11、根据星载天线的最大天线增益gain2_max和径向长度U_ik，得到星载接收天线增益gain2_ik：

gain2_ik＝gain2_max+10log(U_ik²)

A12、根据报文信号的发射功率power_k、机载发射天线增益gain1_k、星载接收天线增益gain2_ik和路径损耗loss_k，得到W个报文信号达到N个卫星天线的信号功率rec_power_ik的计算公式为：

rec_power_ik＝power_k+gain1_k+gain2_ik+loss_k；

S82、根据W个报文信号达到卫星的信号功率rec_power_ik和ADS-B射频信号S_a(k)(τ)，得到W个报文信号达到N个卫星天线的星载ADS-B信号

其中，为初始相位，S9、根据W个发报时刻点的卫星和发报飞行器的位置信息，得到W个报文信号被N个卫星天线接收的接收时间；

所述步骤S9中得到W个报文信号被卫星天线接收的接收时间包括以下步骤：

S91、根据发报时刻卫星和发报飞行器的位置信息，得到卫星与发报飞行器的距离；

S92、根据卫星与发报飞行器的距离，得到W个报文信号的传输延迟；

S93、根据W个报文信号的传输延迟，得到W个报文信号被N个卫星天线接收的接收时间；S10、根据W个报文信号被N个卫星天线接收的接收时间，预设W个报文信号的接收时间与第一个报文信号的接收时间差为Δτ_k；

S11、按照接收时间差将每个卫星天线接收到的W个星载ADS-B信号叠加，得到测试信号分离性能的星载ADS-B信号S_i(τ)。