[发明专利]一种基于星载ADS-B的干扰定位方法

权利要求书

1.一种基于星载ADS-B的干扰定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：星载ADS-B载荷将实时接收到飞机的ADS-B报文信息发送给地面控制中心，地面控制中心对获取的ADS-B报文信息进行解算，获取航班的位置；

步骤2：设置位置信息更新速率阈值，当位置信息更新速率大于等于该阈值时，说明位置信息有效，继续获取下一时刻航班的位置信息；当位置信息更新速率小于阈值时，说明位置信息无效；

步骤3：位置信息无效时，航线航迹点会消失，存储航迹消失时航班所处位置信息和飞机发射ADS-B报文信息时间；当航班航迹点再次出现时，存储航迹重捕获时航班位置信息和飞机发射ADS-B报文信息时间；

步骤4：以航迹消失时的卫星位置作为三维空间直角坐标系坐标原点，利用航迹消失和航迹重捕获的时间差以及干扰信号到达卫星的时间，建立干扰源被动定位模型；

步骤5：利用干扰源被动定位模型，采用最小二乘算法对干扰源位置进行初步估计，然后基于扩展卡尔曼滤波器的联合定位算法对干扰源位置进行定位。

2.根据权利要求1所述的基于星载ADS-B的干扰定位方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1：以航迹消失时的卫星位置作为三维空间坐标系原点，利用航迹消失和航迹重捕获的时间差，得到航迹点消失和重捕获的航班与干扰源的距离关系：

(x-x_LN)²+(y-y_LN)²+(z-z_LN)²＝c²(t₀+τ_LN)² (1)

(x-x_RN)²+(y-y_RN)²+(z-z_RN)²＝c²(t₀+τ_RN)² (2)

式中，干扰源的三维空间位置坐标为某空域内受干扰影响导致航迹消失的航班号依次为1，2，3，……，N，X_LN＝(x_LN，y_LN，z_LN)表示第N条航迹消失时航班所在位置坐标；X_RN＝(x_RN，y_RN，z_RN)表示第N条航迹重捕获时航班所在位置坐标；t₀表示干扰信号到达卫星时间，该值是未知的；τ_LN表示第N条航迹消失时，干扰信号到达卫星和飞机停止发送ADS-B报文信息之间的时间差；τ_RN表示第N条航迹重捕获时，干扰信号到达低轨卫星和飞机发送ADS-B报文信息之间的时间差，c为光速；

步骤4.2：以卫星作为参考系的坐标原点，则卫星与干扰源之间的距离关系为：

式(1)、(2)和(3)组成干扰源被动定位模型。

3.根据权利要求2所述的基于星载ADS-B的干扰定位方法，其特征在于，所述步骤5包括以下步骤：

步骤5.1：根据干扰源被动定位模型，首先通过最小二乘法对干扰源位置进行初步估计；对(1)、(2)和(3)式展开整理得：

步骤5.2：通过对上式进行联合，寻求最小二乘的最优解，为得到最优解，需使误差向量的值最小，因此，所求干扰源位置最小二乘估计解

其中，(x_LRN，y_LRN，z_LRN)是由第N条航迹消失和重捕获时航班位置关系计算得到的；τ_N由第N条航迹消失和重捕获时的时间差τ_LN和τ_RN计算得到；

步骤5.3：将步骤5.2中得到的干扰源初步位置作为卡尔曼滤波器的输入变量，得到优化后的扩展卡尔曼滤波状态预测公式，优化后的干扰源位置为：

其中，表示k时刻通过最小二乘方法估计得到的干扰源位置，F₁表示状态转移矩阵，F₂表示最小二乘估计转移矩阵，w₁和w₂满足：w₁+w₂＝1，表示上一时刻干扰源位置。