[发明专利]适用于星基ADS-B信号接收的自适应高检测率低虚警率的粗同步方法

说明书

本发明涉及一种适用于星基ADS‑B信号接收的自适应高检测率低虚警率的粗同步方法，属于航空监视技术领域，包括以下步骤：S1：获取数字基带信号，并对所述数字基带信号进行能量累积获得能量分布曲线；S2：预估信噪比；S3：建立信号检测模型；S4：结合能量累积曲线，判断是否存在信号，若存在信号，则将信号存在区域中能量最大的点认作是帧头粗同步中心点；S5：建立满足高检测率下信噪比与粗同步自适应区间的模型，确定在满足高检测率条件下信噪比与粗同步区间的映射关系，根据映射关系得到满足高检测率条件下该信号的粗同步区间；S6：确定粗同步区间。本发明在低信噪比情况下降低了精同步过程中出错的概率。

技术领域

本发明属于航空监视技术领域，涉及一种适用于星基ADS-B信号接收的自适应高检测率低虚警率的粗同步方法。

背景技术

星基ADS-B监视技术在卫星上搭载ADS-B接收机，卫星与飞行器之间距离很远，导致飞行器发出的ADS-B报文到达卫星时信号微弱，严重降低信号信噪比，传统的地基ADS-B同步检测方法，在信噪比为2.8dB(基带处理中同步在4M带宽满足高检测率时要求的理论信噪比)时检测率不到30％，无法满足要求的高同步率，相较于地基ADS-B信号同步检测方法(依靠报头框架检测到较多“同步头”后，再通过DF认证、功率一致性检测、重触发等筛选降低虚警率)，星基ADS-B信号同步检测算法的难点在于如何在低信噪比下确定尽可能多的“同步头”以满足检测率要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种在低信噪比情况下，性能更优的同步算法以提高信号检测率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于星基ADS-B信号接收的自适应高检测率低虚警率的粗同步方法，包括以下步骤：

S1：获取数字基带信号，并对所述数字基带信号进行能量累积获得能量分布曲线；

S2：预估信噪比；

S3：建立信号检测模型；

S4：结合能量累积曲线，判断是否存在信号，若存在信号，则将信号存在区域中能量最大的点认作是帧头粗同步中心点；

S5：建立满足高检测率下信噪比与粗同步自适应区间的模型，确定在满足高检测率条件下信噪比与粗同步区间的映射关系，根据映射关系得到满足高检测率条件下该信号的粗同步区间；

S6：确定粗同步区间。

进一步，所述步骤S1中对所述数字基带信号进行能量累积获得能量分布曲线，包括：

将所述数字基带信号输入滤波器进行处理以获得能量分布曲线。

进一步，所述滤波器满足：

滤波器长度与采样率为SPS*2的120微秒ADS-B信号一致，前(8+5)微秒*SPS*2的滤波器形状与DF＝17的信号帧头一致，后(120-(8+5))微秒*SPS*2的滤波器为矩形滤波器。

进一步，所述步骤S2中预估信噪比具体包括：

在0时刻时接收到采样率为SPS*2的信号，其-5微秒～0微秒以及120微秒～125微秒为底噪，0微秒～120微秒为信号与底噪的叠加，根据

SNR＝10*lg(P_Signal/P_Noise) (1)

得到0时刻预估的信噪比SNREstimateOfPosition，其中SNR表示当前信噪比，P_Signal表示信号功率，P_Noise表示噪声功率。

进一步，所述步骤S3中建立信号检测模型，包括：