Desarrollo de un sistema de recepción para señales ADS-B.
Dentro del mundo de los sistemas de vigilancia aérea, hay una tecnología llamada ADS-B que está siendo revolucionaria, debido a sus bajos costos y versatilidad. Con la motivación de esta revolución y debido a las recientes normas que están haciendo que este sistema sea de uso obligatorio, en este...
Guardado en:
| Autor principal: | |
|---|---|
| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2017
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/659/1/Chiesa_Pastor.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | Dentro del mundo de los sistemas de vigilancia aérea, hay una tecnología llamada
ADS-B que está siendo revolucionaria, debido a sus bajos costos y versatilidad. Con
la motivación de esta revolución y debido a las recientes normas que están haciendo
que este sistema sea de uso obligatorio, en este Proyecto Integrador, se desarrollo un
sistema de recepción para señales del tipo ADS-B.
El objetivo del trabajo fue realizar un prototipo funcional de un receptor ADS-B
y el de generar el conocimiento necesario para poder llevar este modelo a un sistema
comercial. Para ello, se realizo el diseño completo del sistema, abarcando desde la toma
de señal hasta la obtención y aplicación de los mensajes. Se hizo la selección de antenas,
de amplificadores y de filtros adecuados para esta aplicación. También, se utilizaron
Radios Definidas por Software (SDR), que permiten seleccionar los parámetros de la
cadena de recepción para optimizar el funcionamiento del radar. Una vez que la señal
fue digitalizada y llevada a banda base, se procedió a definir e implementar los bloques
necesarios en la cadena de procesamiento, encargada de detectar y decodificar la señal.
Se hicieron diferentes implementaciones de procesadores, tanto para software, como
para hardware diseñado para ser utilizado en una FPGA. Con los mensajes validados
y decodificados, se muestran implementaciones de aplicaciones para ser utilizadas por
usuarios y operadores aéreos. En estas aplicaciones se le da importancia a la generación
de bases de datos, a la visualización de las aeronaves en tiempo real y a la comunicación
de la información, a través de protocolos como ASTERIX, a los controladores aéreos.
El sistema fue probado tanto en el laboratorio como en el aeropuerto. En el laboratorio,
se hicieron mediciones de desempeño del receptor utilizando un Simulador
de Entorno de Radar (RES), que permite crear escenarios aéreos que serían difíciles
de encontrar en entornos reales. Ademas, en las pruebas en el aeropuerto, se midió
el área de cobertura del receptor, la cual se comprobó que esta limitada por línea de
vista (LoS). Asimismo, las mediciones fueron de utilidad para validar los algoritmos
desarrollados.
Debido a la dependencia del sistema ADS-B con las constelaciones satélites GNSS
y a la falta de autenticidad de los mensajes, se creyó necesario estudiar e implementar
sistemas que trabajen junto al receptor ADS-B que sirvan de validadores de mensajes
y de backup del sistema. Es por eso que se hizo un protipo de un sistema capaz de
encontrar el Angulo de Arribo de la señal (AoA), este fue hecho con un arreglo lineal
de dos antenas y utilizando métodos de diferencia de fases. También, se construyeron
curvas de validación de potencia, las cuales guardan información de la potencia media
que fue emitida por un avión a una distancia R. Con esas curvas, es posible validar
los mensajes de posición enviados mediante ADS-B. El ultimo sistema analizado fue
el de multilateración (MLAT), para el cual se estudiaron los diferentes factores que
intervienen en su implementación. Estos sistemas permiten obtener la posición del
avión emisor a partir de la diferencia de tiempos (TDoAs) entre diferentes receptores.
Se hizo un estudio del algoritmo de Chan, de la precisión en función de factores como
la sincronización de los relojes y la distancia, de las topologías de despliegue de las
antenas y de la cobertura. |
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