本文關鍵詞：基于GNSS完好性信息的ADS-B自主式防欺騙技術研究

  更多相關文章： 廣播式自動相關監(jiān)視 GNSS RAIM ARAIM GBAS HPL NUC 自主式防欺騙

【摘要】：隨著廣播式自動相關監(jiān)視(ADS-B)技術在全球不斷推廣,ADS-B系統(tǒng)已成為一種重要的新監(jiān)視手段,但是其開放共享的特點使得其面臨易被人為攻擊和虛假欺騙等安全性問題。本文在總結對比國內外針對ADS-B安全問題研究成果的基礎上,提出一種基于全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)完好性信息與ADS-B報文完好性特征屬性進行一致性比對的自主式防欺騙方法,通過對ADS-B監(jiān)視信息的完好性進行確認,有效解決ADS-B系統(tǒng)易被人為惡意虛假欺騙這一緊迫問題。首先對ADS-B的系統(tǒng)組成和工作原理進行了介紹。根據航空無線電技術委員會(RTCA)DO-260/A/B文件對1090MHz S模式擴展電文標準、報文數據項及其組成序列的規(guī)定,利用MTLAB軟件完成對ADS-B報文的解析、虛假報文的生成以及對ADS-B報文完好性特征參數導航不確定度種類(NUC)值的提取。NUC的值與GNSS接收機輸出的完好性信息參數水平保護級(HPL)相關。接著深入分析研究了包括接收機自主完好性監(jiān)視(RAIM)、高級接收機自主完好性監(jiān)視(ARAIM)和陸基增強系統(tǒng)(GBAS)在內的完好性增強算法的機理,并通過MATLAB仿真計算得到HPL的值。最后設計并仿真實現了基于GNSS完好性信息與ADS-B報文完好性特征進行一致性比對的ADS-B自主式防欺騙算法。通過對真假混合報文解析,獲得時間、位置和報文完好性特征參數NUC的值,再根據時間和位置信息利用完好性增強算法仿真計算得到預測完好性信息參數HPL的值,將預測的HPL值與NUC的值進行一致性比對,判別ADS-B電子欺騙。仿真結果表明,該ADS-B自主式防欺騙方法能有效防止不含完好性信息或完好性信息與飛機位置不關聯的虛假報文的惡意欺騙。
【關鍵詞】：廣播式自動相關監(jiān)視 GNSS RAIM ARAIM GBAS HPL NUC 自主式防欺騙
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V355.1;TN967.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景和意義10-12
• 1.2 國內外研究現狀12-14
• 1.3 論文結構和工作內容14-16
• 第二章 ADS-B報文完好性特征屬性參數檢測與提取16-30
• 2.1 ADS-B系統(tǒng)簡介16-19
• 2.1.1 ADS-B工作原理16-17
• 2.1.2 ADS-B系統(tǒng)組成17
• 2.1.3 ADS-B數據鏈系統(tǒng)17-19
• 2.2 基于 1090ES數據鏈的ADS-B報文19-21
• 2.2.1 ADS-B消息結構19-20
• 2.2.2 ADS-B消息內容20-21
• 2.3 基于 1090ES數據鏈的ADS-B報文解析21-26
• 2.3.1 位置信息CPR解碼算法22-23
• 2.3.2 NUC解碼23-24
• 2.3.3 高度信息解碼24
• 2.3.4 時間信息提取24
• 2.3.5 基于MATLAB的ADS-B報文解析實例24-26
• 2.4 基于MATLAB模擬生成ADS-B虛假報文26-29
• 2.4.1 位置信息CPR編碼算法26-27
• 2.4.2 NUC編碼27
• 2.4.3 高度信息編碼27
• 2.4.4 添加時間信息27
• 2.4.5 利用MATLAB產生虛假報文實例27-29
• 2.5 總結29-30
• 第三章 GNSS完好性增強技術30-55
• 3.1 GNSS完好性增強技術的現狀與發(fā)展30-31
• 3.2 接收機自主完好性監(jiān)測31-39
• 3.2.1 RAIM的算法31-33
• 3.2.2 RAIM的算法可用性判斷33-35
• 3.2.3 基于MATLAB的RAIM算法可用性仿真35-39
• 3.3 高級接收機自主完好性監(jiān)視39-47
• 3.3.1 ARAIM的導航需求39-41
• 3.3.2 ARAIM用戶算法41-43
• 3.3.3 基于MHSS算法的ARAIM可用性仿真43-47
• 3.4 陸基增強系統(tǒng)47-54
• 3.4.1 GBAS系統(tǒng)結構和工作原理47-48
• 3.4.2 GBAS誤差模型48-49
• 3.4.3 GBAS完好性監(jiān)視49-50
• 3.4.4 GBAS保護級仿真計算50-54
• 3.5 總結54-55
• 第四章 ADS-B自主式防欺騙的實現55-67
• 4.1 FAA SAPT簡介55-56
• 4.2 ADS-B自主式防欺騙算法總體設計56-58
• 4.3 基于RAIM算法計算完好性信息參數的防欺騙算法仿真實現58-63
• 4.4 基于ARAIM算法計算完好性信息參數的防欺騙算法仿真實現63-66
• 4.5 總結66-67
• 第五章 總結67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文73

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