本發(fā)明涉及航空管制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種ADS-B報文數(shù)據(jù)解析方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)二次雷達基于詢問應(yīng)答的方式對目標(biāo)實施監(jiān)視，因成本高、安裝難度大、全面覆蓋難，已無法滿足迅速發(fā)展的航空運輸業(yè)。廣播式自動相關(guān)監(jiān)視ADS-B是一種基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和利用空地、空空數(shù)據(jù)鏈通信完成交通監(jiān)視和信息傳遞的空管監(jiān)視新技術(shù)，具有高速更新的數(shù)據(jù)特點和高精度方位信息，能夠改善空域的利用情況。1090MHz ES ADS-B是國際民航組織唯一推薦的一種模式，該系統(tǒng)只需對Mode S應(yīng)答機做稍微改動，就能實現(xiàn)ADS-B消息編碼。ADS-B系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的監(jiān)視技術(shù)，具有成本低，誤差小等特點，在民航和通航領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

ADS-B采用廣播的方式共享傳輸信道，而不是傳統(tǒng)Mode S采用的點名式詢問，由此造成的干擾增多。另外，每一條ADS-B消息都是由112比特數(shù)據(jù)位信息構(gòu)成，每一條信息中包含的信息單元數(shù)量很多，且每一條信息中的信息單元所占的比特位沒有一定的規(guī)律可循。因此，一般的解析方法很難快速、高效的解析ADS-B報文。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要提供一種能快速、高效的解析ADS-B報文的ADS-B報文數(shù)據(jù)解析方法和系統(tǒng)。

一種ADS-B報文數(shù)據(jù)解析方法，包括如下步驟：

步驟1：定義多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體；多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體包括ADS-B報文第一層通用結(jié)構(gòu)體和ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體，ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體包含多個ADS-B消息結(jié)構(gòu)體；

步驟2：將ADS-B報文轉(zhuǎn)換成ADS-B報文第一層通用構(gòu)體，根據(jù)ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文格式字段的值，判斷報文是否為ADS-B報文；如果是，進入步驟3；如果否，進入步驟5；

步驟3：根據(jù)ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文類型字段的值，確定ADS-B報文的類型；

步驟4：根據(jù)步驟3中確定的ADS-B報文類型，將所述ADS-B報文轉(zhuǎn)換成ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體中相應(yīng)的ADS-B消息結(jié)構(gòu)體，并對ADS-B消息結(jié)構(gòu)體進行內(nèi)容解析；

步驟5：結(jié)束。

以及一種ADS-B報文數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)，包括：

結(jié)構(gòu)體定義單元，用于定義多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體；其中，多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體包括ADS-B報文第一層通用結(jié)構(gòu)體和ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體，ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體包含多個ADS-B消息結(jié)構(gòu)體；

報文有效性判斷單元，用于將ADS-B報文轉(zhuǎn)換成ADS-B報文第一層通用構(gòu)體，并根據(jù)ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文格式字段的值，判斷報文是否為ADS-B報文；

報文類型確定單元，用于在報文有效性判斷單元判斷報文有效時，根據(jù)ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文類型字段的值，確定ADS-B報文的類型；

報文內(nèi)容解析單元，用于根據(jù)報文類型確定單元確定的ADS-B報文類型，將所述ADS-B報文轉(zhuǎn)換成ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體中相應(yīng)的ADS-B消息結(jié)構(gòu)體，并對ADS-B消息結(jié)構(gòu)體進行內(nèi)容解析。

本發(fā)明的一種ADS-B報文數(shù)據(jù)解析方法和系統(tǒng)，通過定義多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體，對ADS-B報文的有效性、類型、內(nèi)容進行解析，能夠快速、高效、靈活的解析ADS-B報文；同時，對解析完成的ADS-B消息結(jié)構(gòu)體進行容錯處理，能提高ADS-B報文數(shù)據(jù)解析的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明ADS-B報文數(shù)據(jù)解析方法的流程圖；

圖2為多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的容錯處理的流程圖；

圖4為本發(fā)明ADS-B報文數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)的框圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供的一種ADS-B報文數(shù)據(jù)解析方法，其流程如圖1所示，具體過程如下：

步驟1：定義多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體。

多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)如圖2所示。多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體包括ADS-B報文第一層通用結(jié)構(gòu)體和ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體。

其中，ADS-B報文第一層通用結(jié)構(gòu)體是一種適用于所有ADS-B報文的通用形式結(jié)構(gòu)體，包含ADS-B報文格式字段和ADS-B報文類型字段。ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體根據(jù)各種不同形式的ADS-B消息報文，定義不同的ADS-B報文消息結(jié)構(gòu)體。ADS-B消息結(jié)構(gòu)體體現(xiàn)ADS-B消息報文的每一項內(nèi)容。在定義結(jié)構(gòu)體時，為方便解析，將結(jié)構(gòu)體中的每一項定義成8位、16位或者32位。

步驟2：對ADS-B報文的有效性進行解析。

具體的，將ADS-B報文轉(zhuǎn)換成ADS-B報文第一層通用構(gòu)體，根據(jù)ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文格式字段的值，判斷報文是否為ADS-B報文。如果是，進入步驟3。如果否，進入步驟5。

更具體的，取出ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文格式字段DF和CF的值，或者DF、AF的值，按照“1090MHz擴展斷續(xù)振蕩ADS-B最低工作性能標(biāo)準(zhǔn)”，判斷報文是否為ADS-B報文。其中，只有當(dāng)DF＝17或18且CF＝0或1時，或者當(dāng)DF＝19且AF＝0時，該報文為ADS-B報文。

步驟3：對ADS-B報文的類型進行解析。

具體的，根據(jù)ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文類型字段的值，確定ADS-B報文的類型。

更具體的，取出ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文類型字段的值，按照“1090MHz擴展斷續(xù)振蕩ADS-B最低工作性能標(biāo)準(zhǔn)”，確定該ADS-B報文是空中位置消息還是空中速度消息又或者是其他消息。

步驟4：對ADS-B報文的內(nèi)容進行解析。

具體的，對根據(jù)步驟3中確定的ADS-B報文類型，將所述ADS-B報文轉(zhuǎn)換成ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體中相應(yīng)的ADS-B消息結(jié)構(gòu)體，并對ADS-B消息結(jié)構(gòu)體進行內(nèi)容解析。其中，對ADS-B消息結(jié)構(gòu)體進行內(nèi)容解析的方式具體為：取出ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中需要的報文內(nèi)容的編碼值，按照“1090MHz擴展斷續(xù)振蕩ADS-B最低工作性能標(biāo)準(zhǔn)”，計算得到的報文內(nèi)容的真實值。

更進一步的，對解析完成的ADS-B消息結(jié)構(gòu)體進行容錯處理。如圖3所示，容錯處理的具體過程如下：

步驟4.1：將ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中的位置信息與ADS-B接收機的位置信息進行比較，判斷是否超出第一位置閾值，如果否，進入步驟4.2；如果是，進入步驟4.4。

步驟4.2：將ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中的位置信息與同一目標(biāo)上次收到的ADS-B報文的位置信息進行比較，判斷是否超出第二位置閾值，如果否，進入步驟4.3；如果是，進入步驟4.4。

步驟4.3：將ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中的位置信息與通過四維軌跡估算的位置信息進行比較，判斷是否超出第三位置閾值，如果否，進入步驟5；如果是，進入步驟4.4。

步驟4.4：丟棄ADS-B報文，進入步驟5。

具體的，首先，將ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中的位置信息與ADS-B接收機的位置信息進行比較，判斷兩個位置信息中的經(jīng)度或緯度的差值是否超出第一位置閾值，例如2度。如果是，則認為該ADS-B信息有誤，丟棄該報文。否則，接著將ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中的位置信息與同一目標(biāo)上次收到的ADS-B報文的位置信息進行比較，判斷兩個位置信息中的經(jīng)度或緯度的差值是否超出第二位置閾值，例如0.01度。如果是，則認為該ADS-B信息有誤，丟棄該報文。否則，接著將ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中的位置信息與通過四維軌跡估算的位置信息進行比較，判斷兩個位置信息中的經(jīng)度或緯度的差值是否超出第三位置閾值，例如0.01度。如果是，則認為該ADS-B信息有誤，丟棄該報文。否則，對ADS-B報文消息結(jié)構(gòu)體進行存儲或轉(zhuǎn)發(fā)。

解析完成的ADS-B報文消息結(jié)構(gòu)體可以存儲于內(nèi)存，也可以作為接口發(fā)送給其他模塊使用。其中，容錯處理可以進行擴展或修改，能提高ADS-B報文數(shù)據(jù)解析的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性。

步驟5：結(jié)束。

本發(fā)明一種ADS-B報文數(shù)據(jù)解析方法，通過定義多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體，對ADS-B報文的有效性、類型、內(nèi)容進行解析，能夠快速、高效、靈活的解析ADS-B報文；同時，對解析完成的ADS-B消息結(jié)構(gòu)體進行容錯處理，能提高ADS-B報文數(shù)據(jù)解析的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性。

本發(fā)明還提供一種ADS-B報文數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)，如圖4所示，包括：

結(jié)構(gòu)體定義單元，用于定義多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體。

其中，多層次聯(lián)合可擴展結(jié)構(gòu)體包括ADS-B報文第一層通用結(jié)構(gòu)體和ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體。ADS-B報文第一層通用結(jié)構(gòu)體是一種適用于所有ADS-B報文的通用形式結(jié)構(gòu)體，包含ADS-B報文格式字段和ADS-B報文類型字段。ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體根據(jù)各種不同形式的ADS-B消息報文，定義不同的ADS-B報文消息結(jié)構(gòu)體。ADS-B消息結(jié)構(gòu)體體現(xiàn)ADS-B消息報文的每一項內(nèi)容。在定義結(jié)構(gòu)體時，為方便解析，將結(jié)構(gòu)體中的每一項定義成8位、16位或者32位。

報文有效性判斷單元，用于將ADS-B報文轉(zhuǎn)換成ADS-B報文第一層通用構(gòu)體，并根據(jù)ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文格式字段的值，判斷報文是否為ADS-B報文。

具體的，取出ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文格式字段DF和CF的值，或者DF、AF的值，按照“1090MHz擴展斷續(xù)振蕩ADS-B最低工作性能標(biāo)準(zhǔn)”，判斷報文是否為ADS-B報文。其中，只有當(dāng)DF＝17或18且CF＝0或1時，或者當(dāng)DF＝19且AF＝0時，該報文為ADS-B報文。

報文類型確定單元，用于在報文有效性判斷單元判斷報文有效時，根據(jù)ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文類型字段的值，確定ADS-B報文的類型。

具體的，取出ADS-B報文第一層通用構(gòu)體中代表報文類型字段的值，按照“1090MHz擴展斷續(xù)振蕩ADS-B最低工作性能標(biāo)準(zhǔn)”，確定該ADS-B報文是空中位置消息還是空中速度消息又或者是其他消息。

報文內(nèi)容解析單元，用于根據(jù)報文類型確定單元確定的ADS-B報文類型，將所述ADS-B報文轉(zhuǎn)換成ADS-B報文第二層專用結(jié)構(gòu)體中相應(yīng)的ADS-B消息結(jié)構(gòu)體，并對ADS-B消息結(jié)構(gòu)體進行內(nèi)容解析。

其中，對ADS-B消息結(jié)構(gòu)體進行內(nèi)容解析的方式具體為：取出ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中需要的報文內(nèi)容的編碼值，按照“1090MHz擴展斷續(xù)振蕩ADS-B最低工作性能標(biāo)準(zhǔn)”，計算得到的報文內(nèi)容的真實值。

報文容錯單元，用于對解析完成的ADS-B消息結(jié)構(gòu)體進行容錯處理。其中，報文容錯單元根據(jù)ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中的位置信息與ADS-B接收機的位置信息、同一目標(biāo)上次收到的ADS-B報文的位置信息、通過四維軌跡估算的位置信息的關(guān)系，判斷是否丟棄所述ADS-B報文。

具體的，報文容錯單元首先將ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中的位置信息與ADS-B接收機的位置信息進行比較，判斷兩個位置信息中的經(jīng)度或緯度的差值是否超出第一位置閾值，例如2度。如果是，則認為該ADS-B信息有誤，報文容錯單元丟棄該報文。否則，報文容錯單元接著將ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中的位置信息與同一目標(biāo)上次收到的ADS-B報文的位置信息進行比較，判斷兩個位置信息中的經(jīng)度或緯度的差值是否超出第二位置閾值，例如0.01度。如果是，則認為該ADS-B信息有誤，報文容錯單元丟棄該報文。否則，報文容錯單元接著將ADS-B消息結(jié)構(gòu)體中的位置信息與通過四維軌跡估算的位置信息進行比較，判斷兩個位置信息中的經(jīng)度或緯度的差值是否超出第三位置閾值，例如0.01度。如果是，則認為該ADS-B信息有誤，報文容錯單元丟棄該報文。否則，對ADS-B報文消息結(jié)構(gòu)體進行存儲或轉(zhuǎn)發(fā)。

解析完成的ADS-B報文消息結(jié)構(gòu)體可以存儲于內(nèi)存，也可以作為接口發(fā)送給其他模塊使用。其中，報文容錯單元的功能可以進行擴展或修改，能提高ADS-B報文數(shù)據(jù)解析的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。