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基于GNSS完好性的ADS-B防欺骗
被引量:
5
1
作者
吕宗平
倪育德
+1 位作者
陈君
路璐
《雷达科学与技术》
北大核心
2018年第4期359-365,共7页
为有效解决广播式自动相关监视(ADS-B)系统易被人为恶意虚假欺骗这一紧迫问题,提出了一种将全球导航卫星系统(GNSS)完好性信息与ADS-B报文完好性特征属性参数进行一致性比对的自主式防欺骗方法。设计了基于GNSS完好性信息的ADS-B自主式...
为有效解决广播式自动相关监视(ADS-B)系统易被人为恶意虚假欺骗这一紧迫问题,提出了一种将全球导航卫星系统(GNSS)完好性信息与ADS-B报文完好性特征属性参数进行一致性比对的自主式防欺骗方法。设计了基于GNSS完好性信息的ADS-B自主式防欺骗算法流程,并利用ADS-B接收机接收的真实报文和模拟产生的虚假报文,对整个防欺骗过程实施了仿真实验。通过对真假ADS-B混合报文的解析,获得时间、位置和导航不确定类别(NUC)的值,根据时间和位置信息利用接收机自主完好性监视(RAIM)和高级接收机自主完好性监视(ARAIM)的完好性增强算法,获得水平保护级(HPL)的预测值,再将该预测值与NUC值进行一致性比对,从而判别ADS-B报文的真实性。仿真结果表明,提出的防欺骗方法能有效防止不含完好性信息或完好性信息与飞机位置不关联的虚假ADS-B报文的恶意欺骗,对虚假报文的识别率不会低于99%。
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关键词
广播式自动相关
监视
(ADS-B)
防欺骗
接收机
自主完好性监视
(RAIM)
高级接收机
自主完好性监视
(ARAIM)
水平保护级(HPL)
导航不确定类别(NUC)
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职称材料
基于MHSS算法的ARAIM完好性和可用性预测
被引量:
10
2
作者
吕宗平
倪育德
+2 位作者
陈君
刘瑞华
朱金芳
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2017年第1期41-48,共8页
传统的接收机自主完好性监视只能提供非精密进近阶段的完好性监视,无法实现对完好性要求更加严格的飞行阶段的监视,而高级接收机自主完好性监视(Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring,ARAIM)可以在精密进近阶段为飞机提...
传统的接收机自主完好性监视只能提供非精密进近阶段的完好性监视,无法实现对完好性要求更加严格的飞行阶段的监视,而高级接收机自主完好性监视(Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring,ARAIM)可以在精密进近阶段为飞机提供满足航向信标性能垂直引导(Localizer Performance with Vertical guidance,LPV)的完好性监视服务。文章基于多假设分组解算法,根据目前的星座环境,结合民航不同飞行阶段的应用需求,对ARAIM算法进行仿真研究。针对水平保护级(Horizontal Protection Level,HPL)和垂直保护级(Vertical Protection Level,VPL)的指标,在不同星座组合环境下,选取南北半球不同经纬度的5个观测机场,分别仿真了HPL和VPL的变化情况,并对全球HPL和VPL平均分布趋势,以及以99%的概率满足LPV-200进近可用性指标时,ARAIM可用性的全球覆盖率进行了仿真预测分析。仿真结果表明,不论是全球定位系统和格洛纳斯双星座还是增加北斗卫星导航系统后的三星座,5个观测机场的HPL和VPL均能满足LPV-200进近对完好性指标的要求;但在全球范围内,双星座条件下,ARAIM并不能完全支持LPV-200进近对完好性监视的要求,而三星座则可大大提高ARAIM的可用性,为民航用户提供满足精密进近的所需导航服务性能。
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关键词
高级接收机
自主完好性监视
多假设分组解
LPV-200
全球定位系统
格洛纳斯
北斗卫星导航系统
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职称材料
BDS/GPS组合导航RAIM可用性分析
被引量:
7
3
作者
焦卫东
王艳群
+2 位作者
沈笑云
刘君
曹绪文
《信号处理》
CSCD
北大核心
2015年第9期1165-1172,共8页
采用RINEX数据实验比较了北斗卫星导航系统(BDS)和全球定位系统(GPS)电离层Klobuchar模型在BDS/GPS组合导航中的性能。选择相对较优的电离层模型分析了基于卫星星座类型和卫星类型两种加权情况下,单一北斗、单一GPS与BDS/GPS组合导...
采用RINEX数据实验比较了北斗卫星导航系统(BDS)和全球定位系统(GPS)电离层Klobuchar模型在BDS/GPS组合导航中的性能。选择相对较优的电离层模型分析了基于卫星星座类型和卫星类型两种加权情况下,单一北斗、单一GPS与BDS/GPS组合导航系统在非精密进近(NPA)阶段和一类垂直引导进近(APVⅠ)阶段的RAIM可用性。实验表明,在BDS/GPS组合导航中,BDS的Klobuchar模型在中国区域内能修正大量的电离层误差,相比于GPS的Klobuchar电离层模型,电离层延迟修正有0~3.4364 m左右的提高。对于两种加权RAIM算法,在NPA阶段,单一导航RAIM可用性为90左右,BDS/GPS组合导航的RAIM可用性达到100。而在APVⅠ阶段,单一导航不具备APVⅠ能力,组合导航APVⅠ阶段RAIM可用性达到100,具有提供APVⅠ应用的能力。
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关键词
组合导航
电离层模型
接收机
自主完好性监视
非精密进近阶段
一类垂直引导进近
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职称材料
BDS/GPS组合的H-ARAIM PBN和ADS-B应用可用性评估
被引量:
1
4
作者
葛奕杉
王志鹏
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期1254-1263,共10页
水平-先进接收机自主完好性监测(H-ARAIM)属欧美大力发展的新型机载自主卫星导航完好性监测技术。从H-ARAIM的基于性能的导航(PBN)和广播式自动相关监视(ADS-B)应用方法出发,基于美国全球卫星导航系统(GPS)和中国自主北斗卫星导航系统(B...
水平-先进接收机自主完好性监测(H-ARAIM)属欧美大力发展的新型机载自主卫星导航完好性监测技术。从H-ARAIM的基于性能的导航(PBN)和广播式自动相关监视(ADS-B)应用方法出发,基于美国全球卫星导航系统(GPS)和中国自主北斗卫星导航系统(BDS)组合系统,综合考虑不同卫星故障概率、不同星座故障概率、不同星钟星历误差配置以及不同星座配置,全面仿真评估了H-ARAIM的PBN和ADS-B应用全球可用性,结果表明:卫星和星座故障概率变化,对水平保护级(HPL)结果的影响不足0.1%,PBN和ADS-B均可实现全球100%可用性;星钟星历误差变化,会导致较大幅度的HPL变化,最大值可达20 m,但对PBN和ADS-B应用可用性没有显著影响;不同星座配置会对全球和亚太区域平均99.9%HPL结果及PBN和ADS-B应用可用性产生显著影响,HPL变化幅度达到32 m,可用性随星座配置不同而变化,最差可降低到96%。所取成果可为北斗民航应用提供坚实的理论参考和可靠的技术支撑。
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关键词
水平-先进接收机
自主完好性监视
(H-ARAIM)
水平保护级(HPL)
基于性能的导航(PBN)
广播式自动相关
监视
(ADS-B)
可用性
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职称材料
题名
基于GNSS完好性的ADS-B防欺骗
被引量:
5
1
作者
吕宗平
倪育德
陈君
路璐
机构
中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室
中国民航大学电子信息与自动化学院
出处
《雷达科学与技术》
北大核心
2018年第4期359-365,共7页
基金
国家空管委基金(No.GKG201410004)
中央高校基本科研业务费(No.ZXH2011C013)
民航安全能力建设项目(No.AADSA0007)
文摘
为有效解决广播式自动相关监视(ADS-B)系统易被人为恶意虚假欺骗这一紧迫问题,提出了一种将全球导航卫星系统(GNSS)完好性信息与ADS-B报文完好性特征属性参数进行一致性比对的自主式防欺骗方法。设计了基于GNSS完好性信息的ADS-B自主式防欺骗算法流程,并利用ADS-B接收机接收的真实报文和模拟产生的虚假报文,对整个防欺骗过程实施了仿真实验。通过对真假ADS-B混合报文的解析,获得时间、位置和导航不确定类别(NUC)的值,根据时间和位置信息利用接收机自主完好性监视(RAIM)和高级接收机自主完好性监视(ARAIM)的完好性增强算法,获得水平保护级(HPL)的预测值,再将该预测值与NUC值进行一致性比对,从而判别ADS-B报文的真实性。仿真结果表明,提出的防欺骗方法能有效防止不含完好性信息或完好性信息与飞机位置不关联的虚假ADS-B报文的恶意欺骗,对虚假报文的识别率不会低于99%。
关键词
广播式自动相关
监视
(ADS-B)
防欺骗
接收机
自主完好性监视
(RAIM)
高级接收机
自主完好性监视
(ARAIM)
水平保护级(HPL)
导航不确定类别(NUC)
Keywords
automatic dependent surveillance-broadcast(ADS-B)
anti-spoofing
receiver autonomous integrity monitoring(RAIM)
advanced receiver autonomous integrity monitoring(ARAIM)
horizontal protection level(HPL)
navigation uncertainty category(NUC)
分类号
TN967.5 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
基于MHSS算法的ARAIM完好性和可用性预测
被引量:
10
2
作者
吕宗平
倪育德
陈君
刘瑞华
朱金芳
机构
中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室
中国民航大学电子信息和自动化学院
天津
出处
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2017年第1期41-48,共8页
基金
国家空管委基金"ADS-B系统自主式防欺骗关键技术研究"(GKG201410004)
民航安全能力建设"北斗机载设备技术标准规定与应用研究"(AADSA0007)
中央高校基本科研业务费中国民航大学专项"基于北斗的通用航空指挥监控系统"(ZXH2011C013)
文摘
传统的接收机自主完好性监视只能提供非精密进近阶段的完好性监视,无法实现对完好性要求更加严格的飞行阶段的监视,而高级接收机自主完好性监视(Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring,ARAIM)可以在精密进近阶段为飞机提供满足航向信标性能垂直引导(Localizer Performance with Vertical guidance,LPV)的完好性监视服务。文章基于多假设分组解算法,根据目前的星座环境,结合民航不同飞行阶段的应用需求,对ARAIM算法进行仿真研究。针对水平保护级(Horizontal Protection Level,HPL)和垂直保护级(Vertical Protection Level,VPL)的指标,在不同星座组合环境下,选取南北半球不同经纬度的5个观测机场,分别仿真了HPL和VPL的变化情况,并对全球HPL和VPL平均分布趋势,以及以99%的概率满足LPV-200进近可用性指标时,ARAIM可用性的全球覆盖率进行了仿真预测分析。仿真结果表明,不论是全球定位系统和格洛纳斯双星座还是增加北斗卫星导航系统后的三星座,5个观测机场的HPL和VPL均能满足LPV-200进近对完好性指标的要求;但在全球范围内,双星座条件下,ARAIM并不能完全支持LPV-200进近对完好性监视的要求,而三星座则可大大提高ARAIM的可用性,为民航用户提供满足精密进近的所需导航服务性能。
关键词
高级接收机
自主完好性监视
多假设分组解
LPV-200
全球定位系统
格洛纳斯
北斗卫星导航系统
Keywords
advanced receiver
autonomous integrity monitoring
multiple hypothesis solution separation
localizer performance with vertical guidance-200
Global Positioning System
Global Orbiting Navigation Satellite System
BeiDou Navigation Satellite System
分类号
TN967.1 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
BDS/GPS组合导航RAIM可用性分析
被引量:
7
3
作者
焦卫东
王艳群
沈笑云
刘君
曹绪文
机构
中国民航大学智能信号和图像处理天津市重点实验室
网神信息技术(北京)股份有限公司
中国国际航空股份有限公司天津分公司
出处
《信号处理》
CSCD
北大核心
2015年第9期1165-1172,共8页
基金
天津市应用基础与前沿技术研究计划(14JCYBJC16000)
中央高校基本科研业务费项目(3122013C016
3122013Z001)
文摘
采用RINEX数据实验比较了北斗卫星导航系统(BDS)和全球定位系统(GPS)电离层Klobuchar模型在BDS/GPS组合导航中的性能。选择相对较优的电离层模型分析了基于卫星星座类型和卫星类型两种加权情况下,单一北斗、单一GPS与BDS/GPS组合导航系统在非精密进近(NPA)阶段和一类垂直引导进近(APVⅠ)阶段的RAIM可用性。实验表明,在BDS/GPS组合导航中,BDS的Klobuchar模型在中国区域内能修正大量的电离层误差,相比于GPS的Klobuchar电离层模型,电离层延迟修正有0~3.4364 m左右的提高。对于两种加权RAIM算法,在NPA阶段,单一导航RAIM可用性为90左右,BDS/GPS组合导航的RAIM可用性达到100。而在APVⅠ阶段,单一导航不具备APVⅠ能力,组合导航APVⅠ阶段RAIM可用性达到100,具有提供APVⅠ应用的能力。
关键词
组合导航
电离层模型
接收机
自主完好性监视
非精密进近阶段
一类垂直引导进近
Keywords
integrated navigation
ionosphere model
receiver autonomous integrity monitoring
non-precision approach
approach vertical guidance Ⅰ
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
BDS/GPS组合的H-ARAIM PBN和ADS-B应用可用性评估
被引量:
1
4
作者
葛奕杉
王志鹏
机构
北京航空航天大学电子信息与工程学院国家空管新航行系统技术重点实验室
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期1254-1263,共10页
基金
国家自然科学基金(61501010)
航空科学基金(2015ZC51035)
北京市自然科学基金(4154078)~~
文摘
水平-先进接收机自主完好性监测(H-ARAIM)属欧美大力发展的新型机载自主卫星导航完好性监测技术。从H-ARAIM的基于性能的导航(PBN)和广播式自动相关监视(ADS-B)应用方法出发,基于美国全球卫星导航系统(GPS)和中国自主北斗卫星导航系统(BDS)组合系统,综合考虑不同卫星故障概率、不同星座故障概率、不同星钟星历误差配置以及不同星座配置,全面仿真评估了H-ARAIM的PBN和ADS-B应用全球可用性,结果表明:卫星和星座故障概率变化,对水平保护级(HPL)结果的影响不足0.1%,PBN和ADS-B均可实现全球100%可用性;星钟星历误差变化,会导致较大幅度的HPL变化,最大值可达20 m,但对PBN和ADS-B应用可用性没有显著影响;不同星座配置会对全球和亚太区域平均99.9%HPL结果及PBN和ADS-B应用可用性产生显著影响,HPL变化幅度达到32 m,可用性随星座配置不同而变化,最差可降低到96%。所取成果可为北斗民航应用提供坚实的理论参考和可靠的技术支撑。
关键词
水平-先进接收机
自主完好性监视
(H-ARAIM)
水平保护级(HPL)
基于性能的导航(PBN)
广播式自动相关
监视
(ADS-B)
可用性
Keywords
horizontal-advanced receiver autonomous integrity monitoring (H-ARAIM)
horizontal pro-tection level (HPL)
performance based navigation (PBN)
automatic dependent surveillance-broadcast(ADS-B)
availability
分类号
V221 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于GNSS完好性的ADS-B防欺骗
吕宗平
倪育德
陈君
路璐
《雷达科学与技术》
北大核心
2018
5
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职称材料
2
基于MHSS算法的ARAIM完好性和可用性预测
吕宗平
倪育德
陈君
刘瑞华
朱金芳
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2017
10
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职称材料
3
BDS/GPS组合导航RAIM可用性分析
焦卫东
王艳群
沈笑云
刘君
曹绪文
《信号处理》
CSCD
北大核心
2015
7
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职称材料
4
BDS/GPS组合的H-ARAIM PBN和ADS-B应用可用性评估
葛奕杉
王志鹏
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
1
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职称材料
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