[发明专利]通用平台上基于并行计算的ADS-B分布式处理系统

说明书

本发明公开了一种通用平台上基于并行计算的ADS‑B分布式处理系统，该系统通过采用并行处理架构，系统的硬件基础通用，功能和性能由软件定义，使得整个系统的实时性有了很大的保证；针对抗干扰和弱信号等新的应用需求，对原有算法进行了改进和补充，在译码方面增加了脉冲位置判断方法用于精确检测脉冲从而提高译码精度，在纠错方面采用了综合纠错方法提高了纠错位数从而使数据利用率有了较大提升，在算法实现方面，采用了通用平台上并行计算的方式对数据进行全软件化处理，该处理方法具有很强的灵活性和可扩展性，易于升级、维护、改动，可以大大减少升版周期，容易扩展新的功能。本发明能够极大提高系统的灵活性、可靠性、可扩展性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种通用平台上基于并行计算的ADS-B分布式处理系统。

背景技术

ADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,广播式自动相关监视)系统通过全球卫星导航系统(GNSS)、惯性导航系统(INS)、惯性参考系统(IRS)以及其它机载传感器获得飞机的位置(经纬度，高度等)、速度、工作状态等空中交通态势信息，并把这些信息连同飞机的身份和类别信息按照固定的格式组成ADS-B信息帧，之后以一定的速率通过机载的ADS-B发射装置广播。

由于每架飞机是独立地向地面发送广播，这就造成了两个信息甚至多个信息交织的可能性；另外，近年来空域流量的迅速增加使得交织概率越来越大，这将导致接收机无法解出正确的飞机信息，从而严重影响整个系统的性能，据统计，通过报头检测等预处理过程的空中ADS-B信号经接收机译码后，全部bit为高置信度且通过校验的报文只占30％左右。除此之外，星基ADS-B等新技术已经被提出用以解决海洋、沙漠以及其它特殊地区的飞机监视问题，这对ADS-B系统提出了更高、更多的要求。首先，在处理方法上，针对交织、星基ADS-B微弱信号等情况，需要在原有算法上提出针对这些情况的补充措施；其次，在处理方式上，为了适应未来的应用需求，信号及信息处理的各个过程逐渐向软件化处理发展，整个系统功能、性能需具备可重构、可扩展、多功能和多模式的特点。

面对日趋复杂的应用需求和更加恶劣的电磁环境，传统ADS-B信号及信息处理系统逐渐凸显出以下方面的不足和缺点：

a)在处理方式方面，可扩展性不好，主要表现在以硬件技术为核心，软件随硬件定制，软硬件紧密耦合，系统研制完成后功能、性能固化，可扩展性不好，使用不灵活，将来对算法、功能升级较为困难，每次增加新功能都需要增加新的硬件模块；

b)在处理方法方面，针对交织、星基ADS-B微弱信号等情况，需要在原有算法上提出针对这些情况的补充措施，需要在数字化和软件化的基础上对译码和纠错等处理过程进行补充改进用于提高整个系统的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用平台上基于并行计算的ADS-B分布式处理系统，能够极大提高系统的灵活性、可靠性、可扩展性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种通用平台上基于并行计算的ADS-B分布式处理系统，包括多台计算机，其中一台计算机作为控制机，其他计算机与控制机相连，所述计算机包括采样单元、基带提取单元、脉冲解析单元、报头检测单元、功率计算单元、DF认证单元、功率检测单元、重触发单元、码位检测单元和纠错单元；

所述控制机用于接收中频信号，并选择一台计算机作为目标计算机，将所述中频信号发送至目标计算机，所述中频信号由接收机对空中ADS-B信号进行处理得到；

所述目标计算机的采样单元用于对中频信号进行采样得到中频采样信号；

所述基带提取单元用于从所述中频采样信号中提取出基带信号；

所述脉冲解析单元用于确定所述基带信号中的当前目标的有效脉冲位置和前沿采样点；

所述报头检测单元用于根据有效脉冲位置和前沿采样点检测当前目标的4个报头脉冲；