这是一篇来自于旧站的重置文章。
一连三篇待补全的，无敌了，2022年的我。
前言
好累，明天写
2022年4月5日 1:43 am
2025年8月19日 22:04 pm 开始写
正文
hmmm，该怎么写呢，这已经是3年前的东西了，在我做毕设时候的事情了。
思考一下吧。
1. 什么是ADS-B？
ADS-B（自动相关监视-广播，Automatic Dependent Surveillance – Broadcast）是一种基于卫星导航和数据链路的航空监视技术。当时的毕设内容主要就是做的飞机ADS-B报文，来判断，是否是同一架飞机，还是不同的飞机。其不同的字母分别对应着：
Automatic：自动，无需飞行员或地面管制员操作。
Dependent：依赖于飞机上的导航系统（主要是GNSS）提供的位置信息。
Surveillance：监视，提供给空管和其他飞机。
Broadcast：广播，周期性地通过无线电频率（主要是1090 MHz ES或978 MHz UAT）发送。
应用：空中交通管制（ATC）、防碰撞告警（ASAS）、态势感知（Situational Awareness）、轨迹预测等。
优势：比传统二次雷达（SSR）更精确、更低成本、可提供全球覆盖（尤其是海洋和偏远地区，通过卫星 ADS-B）。
2. ADS-B系统的组成
ADS-B 系统可以分为 飞机（ADS-B Out + ADS-B In） 和 地面接收网络：
ADS-B Out：飞机广播自身位置、高度、速度、航向、识别号等信息。
ADS-B In：飞机接收来自其他飞机或地面站的ADS-B信息，用于态势感知。
地面接收网络：通过 ADS-B 接收机或卫星收集报文，供 ATC 或第三方平台（如 FlightRadar24）使用。
3. ADS-B 报文格式
我们主要参考 The 1090 Megahertz Riddle (second edition)，（已经变成纯翻译了）
3.1 报文格式
ADS-B帧长112位，由五个主要部分组成，如下所示：
+----------+----------+-------------+------------------------+-----------+
| DF (5) | CA (3) | ICAO (24) | ME (56) | PI (24) |
+----------+----------+-------------+------------------------+-----------+民用飞机ADS-B报文以下行链路格式17开头，前5位对应二进制10001。第6~8位表示应答器能力。之后是24位应答器代码（也称为ICAO代码）。最后两段是56位有效载荷和24位奇偶校验位。下表（Structure of ADS-B frame）列出了ADS-B报文的关键信息。
值得注意的是，Mode S应答器发送的ADS-B扩展电文使用下行链路格式17 (DF=17)。非基于应答器的ADS-B发射子系统和TIS-B发射设备使用下行链路格式18 (DF=18)。通过使用下行链路格式18（而非17），ADS-B/TIS-B接收子系统将能够识别该消息来自无法被询问的设备。
3.2 CA（Capability）
ADS-B 消息的第二个字段由三位组成，用于指示应答器级别。能力值可以是 0 到 7 之间的十进制值。这些值的定义如下表Mode S transponder capability (CA)。
3.3 ICAO 地址
在每条 ADS-B 消息中，可以使用根据 ICAO 规定分配的 S 模式应答器代码来识别发送方飞机 [Blythe 等人，2011]。S 模式应答器代码也常被称为 ICAO 地址或十六进制代码。
ICAO 地址以二进制形式表示为 9 至 32 位（或十六进制形式表示为 3 至 8 位）。飞机的每个 Mode S应答器都会分配一个唯一的 ICAO 地址，作为每架飞机的唯一标识符。
原则上，此代码在飞机的整个使用寿命期间不会更改。但是，可以对应答器进行重新编程，使消息包含不同的地址。一些军用飞机以及一些选择加入 FAA 隐私 ICAO 地址系统的私人飞机已经观察到了这种情况 [Gray and Barrett，2019]。
3.4 ADS-B 消息类型（TC）
要识别 ADS-B 消息中包含哪些信息，我们需要查看该消息的类型代码。类型代码位于第 33 至 37 位（即 ME 段的前 5 位）。下表 （ADS-B Type Code and content）列出了每个类型代码与其在 ME 段中包含的信息之间的关系。
3.5 Parity / Interrogator ID
在 ADS-B（1090ES）帧里，PI 指最后的 24 比特字段，位置是 bits 89–112。我们这里虽然标为 “Parity / Interrogator ID”，但在 ADS-B（DF17/DF18） 的具体实现里，这 24 比特就是用来做差错检测的 CRC 余数（常被称作 parity / checksum），并不携带“询问机ID”。
4. ADS-B 例子
让我们用一个例子来说明解码过程。首先，接收一条原始消息，以十六进制格式表示：
8D4840D6202CC371C32CE0576098可以方便的转换成二进制，二进制消息结构如下：
+-----+------------+--------------+----------------------+--------------+
| HEX | 8D | 4840D6 | 202CC371C32CE0 | 576098 |
+-----+------------+--------------+----------------------+--------------+
| BIN | 10001 101 | 010010000100 | [00100]0000010110011 | 010101110110 |
| | | 000011010110 | 00001101110001110000 | 000010011000 |
| | | | 110010110011100000 | |
+-----+------------+--------------+----------------------+--------------+
| DEC | 17 5 | | [4] ............... | |
+-----+------------+--------------+----------------------+--------------+
| | DF CA | ICAO | ME | PI |
| | | | [TC] .............. | |
+-----+------------+--------------+----------------------+--------------+前五位表明下行链路格式为 17（二进制为 10001），表示该消息为 ADS-B 消息。
ME 字段的前五位表明类型代码为 4（二进制为 00100），表示该消息为识别消息。
ICAO 地址为 4840D6（二进制为 010010000100000011010110）。例如，使用前面的 ICAO 4840D6 示例，它将返回注册号为 PH-KZD 的福克 70 飞机的结果。
我们可以使用 pyModeS，我们可以发现
import pyModeS as pms
pms.tell("8D4840D6202CC371C32CE0576098")输出为：
Message: 8D4840D6202CC371C32CE0576098
ICAO address: 4840D6
Downlink Format: 17
Protocol: Mode~S Extended Squitter (ADS-B)
Type: Identitification and category
Callsign: KLM1023_ 5. 可用性和传输速率
不同的 ADS-B 消息具有不同的传输速率。更新频率也因飞机是在地面还是在空中，以及飞机在地面时是静止还是移动而不同。下表 （ADS-B message transmission rates (ADS-B version 2)）列出了这些消息的传输速率。
ADS-B message transmission rates (ADS-B version 2)
值得注意的是，对于目标状态和操作状态消息，当某些关键参数发生变化时，传输会转变为更高的速率约 24 秒。
6. （额外）ADS-B 版本
自 ADS-B 首次推出以来，已有三个不同的实施版本。这些更新的主要原因是为了包含更多信息。关于这些版本及其差异的文档相当不方便用户理解。ICAO 9871 官方文件 [ICAO 2008] 阅读起来令人困惑。在本节中，我们将零散的信息差异整理在一起。
迄今为止，已实施了三个 ADS-B 版本，从版本 0（规范定义在 RTCA 文件 DO-260 中）开始。版本 1 于 2008 年左右推出（DO-260A），版本 2 于 2012 年左右推出（DO-260B）。版本 3 目前正在开发中。接下来，我们将总结版本 1 和版本 2 的主要变化。
6.1 从 version 0 到 version 1
版本 1 中最重要的变化是新增了消息类型，并用新的完整性指标取代了之前的不确定性指标。ADS-B 版本 1 中所有主要变化的详细信息如下：
增加了类型代码 28 和 31 消息。
TC=28：飞机状态 - 紧急/优先状态和 ACAS RA 广播。
TC=31：运行状态。
删除了导航不确定性类别 (NUC)。引入了新的导航完整性类别 (NIC) 和监视完整性等级 (SIL)。
类型代码和 NIC 补充位 (NICs) 均用于定义 NIC。
NIC 补充位包含在运行状态消息 (TC=31) 中。
ADS-B 版本号现在显示在运行状态消息 (TC=31) 中。
6.2 从 version 1 到 version 2
与版本 1 相比，版本 2 中的完整性类别得到了改进。版本 2 的主要变更如下：
重新定义了 TC=28 和 TC=31 消息的结构和内容。
引入了两个额外的 NIC 补充位。
NICa 在运行状态消息中定义。(TC=31)
NICb 在空中位置消息中定义。(TC=9-18)
NICc 在运行状态消息中定义。(TC=31)
在空中位置消息的 NIC=6 内引入了额外的水平遏制半径 (Rc) 级别 (TC=13)。
6.3 如何识别 ADS-B 版本？
由于版本 0 中的 ADS-B 版本信息不包含在任何消息中，因此检查 ADS-B 版本需要两个步骤。
步骤 1：检查飞机是否正在广播 TC=31 的 ADS-B 消息。如果未报告任何消息，则可以安全地假设版本为版本 0。
步骤 2：如果收到 TC=31 的消息，请检查位于 ME 中第 41-43 位（或消息中的第 73-75 位）的版本号。
确定飞机的正确 ADS-B 版本（该版本不经常更改）后，就可以相应地解码相关的 TC=28 和 TC=31 消息。
总结
其实本篇 也就 1和2 来自自己的总结查询，3、4、5、6基本都是对The 1090 Megahertz Riddle (second edition) 的百分百复制。
总而言之，也把这篇给完善了！
参考
[1] The 1090 Megahertz Riddle (second edition)
[2] Blythe, W., Anderson, H., and King, N. 2011. Ads-b implementation and operations guidance document. International Civil Aviation Organization.
[3] Gray, D.E. and Barrett, C.W. 2019. Privacy impact assessment (PIA) - federal aviation administration (FAA) privacy ICAO address system. U.S. Department of Transportation.
