Mapování reálného krytí ADS-B přijímačů ze zachycených zpráv 1090 ES

Abstract

Postupné zavádění automatických závislých přehledových systémů v letecké dopravě sebou přineslo potřebu znalosti reálného krytí ADS-B přijímačů. Cílem bakalářské práce bylo vytvořit a ukázat postup, který by mapoval reálné krytí ADS-B přijímačů na základě zachycených polohových zpráv od letadel. Následně jako praktický výstup aplikovat tuto metodu na dva typy antén použitých ve stejné lokalitě s porovnáním jejich směrových charakteristik. Anomálie v reálném krytí u konkrétní lokality jsou ovlivněné překážkami v okolí anténního systému. Jedním ze způsobů je modelovat dosažené reálné krytí na základě přesných map terénu a aplikování modelu šíření signálu. Druhým řešením je mapování přijatého signálu při znalosti polohy zdroje vysílání signálu. Předmětem první části práce je popis samotného systému ADS-B, struktura polohových zpráv a technologie jejich přenosu. Klíčová část práce představuje průvodní zprávu k softwarovému řešení mapovací metody přijímačů vytvořené v prostředí MATLAB. Na průvodní zprávu je možné nahlížet jako na návod pro použití mapovací funkce. Součástí zprávy je popis principu dekódování ADS-B zpráv, vstupních parametrů a jejich modifikace na základě požadované interpretace výsledků. Softwarové řešení též zahrnuje zobrazovací metody tvorby směrových přijímacích charakteristik ve 2D a 3D graficky prezentujících výsledky mapování reálného krytí přijímačů.

The gradual introduction of automatic dependent surveillance systems in air transport has brought the need for the knowledge of the actual coverage of ADS-B receivers. The purpose of the bachelor thesis was to create and demonstrate a procedure that would map the real coverage of ADS-B receivers based on received position messages from an aircraft. Consequently, as a practical output, apply this method to two types of antennas used in the same location, comparing their directional characteristics. Anomalies in real coverage at a site are affected by obstructions around the antenna system. One way is to model achieved real coverage based on accurate terrain maps and application of the signal broadcast model. The second solution is to map the received signal with the knowledge of the position of the source transmitting the signal. The subject of the first part of the thesis is the description of the ADS-B system itself, the structure of the position messages and the technology of their transmission. The key part of the thesis is a cover report on the software solution of the mapping method of the receivers created in MATLAB environment. The cover report can be viewed as a guide to using the mapping function. The description of the ADS-B message decoding principle, input parameters and their modifications based on the desired interpretation of the results are also a part of the report. The software solution further includes displaying methods for generating directional receiving characteristics in 2D and 3D, graphically presenting the results of mapping the receivers' actual coverage.