使用消費者電子設(shè)備進行飛行物跟蹤的方法和分布式系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用消費者電子設(shè)備進行飛行物跟蹤的方法和分布式系統(tǒng)。在將要檢測隱形物體或不可通過典型有源雷達系統(tǒng)檢測的任何其它物體的情況下，所述方法具有適用性。此外，所述方法適用于飛行物軌跡預(yù)測系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，已知無源雷達的概念。無源雷達系統(tǒng)(也稱為無源相干定位和無源隱蔽雷達)涵蓋一類通過處理來自環(huán)境中非合作照射源的反射而檢測和跟蹤物體的雷達系統(tǒng)，所述反射如商業(yè)廣播和通信信號。它是雙基地雷達的一個特例，所述雙基地雷達還包括對合作和非合作雷達發(fā)射器的開發(fā)利用(來源:維基百科(Wikipedia))。
[0003]然而，這類系統(tǒng)需要專業(yè)、復(fù)雜和昂貴的器材以便檢測非合作飛行物。
[0004]因此需要提供一種使用消費者電子設(shè)備進行飛行物跟蹤的高效計算機實現(xiàn)方法和分布式系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目標(biāo)是一種適用于進行飛行物跟蹤的分布式系統(tǒng)的消費者電子終端，所述終端包括位置確定信號接收器；控制器；存儲器；以及數(shù)據(jù)發(fā)射器，所述終端的特征在于，其進一步包括:所述控制器被配置來從所述位置確定信號接收器接收數(shù)據(jù)，并且使用數(shù)據(jù)發(fā)射器將關(guān)于給定可利用的至少一個衛(wèi)星的信號強度變化的信息傳達至至少一個服務(wù)器。
[0006]本發(fā)明的另一目標(biāo)是一種使用消費者電子設(shè)備進行飛行物跟蹤的雷達設(shè)施，所述雷達設(shè)施包括:數(shù)據(jù)庫，其被配置來存儲從多個根據(jù)本發(fā)明的消費者電子終端接收的信息；數(shù)據(jù)處理器，其被配置來根據(jù)存儲在規(guī)則數(shù)據(jù)庫中的規(guī)則而過濾存儲在所述數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理器被進一步配置來基于所過濾的數(shù)據(jù)而識別表示飛行物的路線的時間相干變化。
[0007]優(yōu)選地，由所述數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行的過濾丟棄與已知具有不良GPS接收的區(qū)域相關(guān)的消息。
[0008]優(yōu)選地，從多個消費者電子終端接收的信息包括根據(jù)NMEA標(biāo)準的GGA或GGA+GSV+GSA 數(shù)據(jù)。
[0009]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理器被配置來將表示飛行物的路線的所識別時間相干變化與飛行控制數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行比較，以便根據(jù)表示飛行物的路線的已識別時間相干變化消除已知飛行物。
[0010]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理器被配置來基于特定衛(wèi)星的信號變化而計算飛行物的性質(zhì)。
[0011]本發(fā)明的另一目標(biāo)是一種使用消費者電子設(shè)備進行飛行物跟蹤的方法，所述方法的特征在于，其包括以下步驟:從多個根據(jù)本發(fā)明的消費者電子終端接收信息并將所接收的信息存儲在數(shù)據(jù)庫中；從所述數(shù)據(jù)庫過濾可適用于給定時間瞬間和給定區(qū)域的一組消息；識別表示飛行物的可能候選路線的時間信號強度相干變化；將可能的候選路線與來自至少一個外部數(shù)據(jù)庫的外部數(shù)據(jù)進行比較，以便消除已知的飛行物；選擇未知物體；以及基于特定衛(wèi)星的信號變化來計算所選未知物體的飛行物性質(zhì)。
[0012]優(yōu)選地，所述物體性質(zhì)選自由以下組成的組:飛行物的速度、不久后可能的位置、飛行高度、大小、平均軌道寬度。
[0013]優(yōu)選地，從多個消費者電子終端接收的信息包括根據(jù)NMEA標(biāo)準的GGA或GGA+GSV+GSA 數(shù)據(jù)。
[0014]優(yōu)選地，過濾一組消息的步驟丟棄信號損失的消息和/或與已知具有不良GPS接收的區(qū)域相關(guān)的消息。
[0015]本發(fā)明的另一目標(biāo)是一種包括程序代碼工具的計算機程序，當(dāng)所述程序在計算機上運行時，所述程序代碼工具用于實行根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟。
[0016]本發(fā)明的另一目標(biāo)是一種存儲計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行指令在計算機上被執(zhí)行時，實行根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟。
【附圖說明】
[0017]本發(fā)明借助于示例性實施方案在圖式上示出，在圖中:
[0018]圖1呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖；以及
[0019]圖2描繪根據(jù)本發(fā)明的方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]存在常用的位置確定系統(tǒng)，如全球定位系統(tǒng)(GPS)或全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)。GPS是一種基于空間的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其提供在地球上或地球附近對四個或更多個GPS衛(wèi)星存在無阻擋實現(xiàn)視線的任何地方的、在所有天氣條件下的位置和時間信息。系統(tǒng)為全世界的軍事、民事和商業(yè)用戶提供決定性的能力。所述系統(tǒng)由美國政府支持并任何人可利用GPS接收器來進行自由存取(來源:維基百科)。
[0021]另外，當(dāng)今存在日益增多的內(nèi)置于移動通信設(shè)備中的常用GPS信號檢測器，所述移動通信設(shè)備如移動電話、衛(wèi)星電話、便攜式計算機、導(dǎo)航系統(tǒng)，它們統(tǒng)稱為消費者電子設(shè)備。這類消費者電子設(shè)備常常(并非總是)包括允許優(yōu)選地用于雙向數(shù)據(jù)通信的有線或無線連接性，例如W1-Fi或3G。
[0022]本發(fā)明的目標(biāo)在于利用消費者電子設(shè)備的處理能力和眾多這樣的消費者電子設(shè)備(例如，在給定瞬間的數(shù)百萬個裝置)以便向雷達系統(tǒng)的服務(wù)器提供報告，所述消費者電子設(shè)備配備有位置確定系統(tǒng)和通信工具(優(yōu)選地雙向通信工具)。
[0023]這種簡短的報告將通知服務(wù)器對給定位置的位置確定信號變化的檢測。這個特征可使用NMEA 0183標(biāo)準消息GGA或GGA+GSV+GSA來實現(xiàn)。從消費者電子設(shè)備發(fā)送到預(yù)定數(shù)據(jù)庫(例如，云端)的這種少量的數(shù)據(jù)將形成在雷達系統(tǒng)的設(shè)施處進行進一步分析的基礎(chǔ)。
[0024]給定位置中的位置確定信號強度(或其它信號參數(shù)，如統(tǒng)稱為信號強度的抖動)的變化只有在已達到預(yù)定變化閾值的情況下才可由消費者電子設(shè)備報告至集中服務(wù)器(雷達系統(tǒng)的設(shè)施)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)是一種分布式系統(tǒng)，其基于由消費者電子設(shè)備連續(xù)更新的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容來無源檢測給定區(qū)域上方約2萬公里高度處的空間中的物體。
[0026]雷達系統(tǒng)的服務(wù)器執(zhí)行分析算法，所述分析算法分析從多個雷達檢測器(消費者電子設(shè)備)接收的數(shù)據(jù)，以便生成關(guān)于地理位置中的未來警報或威脅的可能性的預(yù)測。
[0027]雷達系統(tǒng)的服務(wù)器可基于對應(yīng)于多個雷達檢測器(消費者電子設(shè)備)中的每一個的地理位置，將預(yù)測傳達至雷達檢測器中的每一個。每一個雷達檢測器可基于對應(yīng)于與雷達檢測器中的每一個對應(yīng)的地理位置的預(yù)測，將所需要的警報等級傳達至它的對應(yīng)雷達檢測器用戶。
[0028]數(shù)百萬份所檢索的報告被存儲在數(shù)據(jù)庫中，并且將使得展示給定區(qū)域在特定時間瞬間的信號變化/波動圖為可行的。自然地，可存在關(guān)于由于環(huán)境參數(shù)的信號波動的大量信息，所述環(huán)境參數(shù)如駕駛通過隧道、信號因建筑物而模糊、森林的存在、雨云(raincloud)、GPS基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的技術(shù)問題等等。然而，飛行物也將引起位置確定系統(tǒng)的信號變化
/波動。
[0029]當(dāng)顯示了在特定時間段產(chǎn)生的這類圖并且基于時間點(逐幀地)進行分析時，可能找出多組信號變化的趨勢-類似于天氣圖。
[0030]基于這些分析，可能找出所關(guān)注的路徑變化(與由于技術(shù)、建造物或天氣的變化相對比)?？蓪⑺P(guān)注的路徑變化與可從飛行控制系統(tǒng)和氣象系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)比較，以便確定什么種類的條件引起位置確定系統(tǒng)信號變化/波動。在給定區(qū)域中觀察到未知原因的路徑變化的情況下，可能估算出不久后的位置變化并且通知適當(dāng)?shù)能娛隆⒅伟不蝻w行控制組織。
[0031]圖1呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖。所述系統(tǒng)包括多個消費者電子設(shè)備101至101η，它們中的每一個包括位置確定信號接收器，如GPS信號接收器102。
[0032]GPS信號接收器102將數(shù)據(jù)輸入至控制器103，所述控制器使用存儲部件105處理所接收的數(shù)據(jù)。控制器可基于由GPS信號接收器102接收的信號來分析數(shù)據(jù)并計算出接收器101的位置。
[0033]接收器101另外與雷達系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫107通信耦合。通信耦合至控制器103的數(shù)據(jù)發(fā)射器104用于將來自接收器101的消息傳達至包括數(shù)據(jù)庫107的雷達系統(tǒng)的服務(wù)器。消息優(yōu)選地包括由GPS接收器(以NMEA標(biāo)準)提供GGA或GGA+GSV+GSA數(shù)據(jù)，以及替代地關(guān)于給定可利用衛(wèi)星的接收器位置和/或信號強度變化的時間和位置信息。呈有利配置的數(shù)據(jù)發(fā)射器104允許雙向數(shù)據(jù)交換106。
[0034]數(shù)據(jù)庫107存儲從接收器101至1ln接收的信息。存儲在數(shù)據(jù)庫107中的數(shù)據(jù)由配置來過濾數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理器108利用，例如通過丟棄信號損失的消息來將可適用于給定時間瞬間和給定區(qū)域的消息分組。
[0035]處理器108也可丟棄與已知具有不良GPS接收(基于從氣象數(shù)據(jù)庫111獲得的氣象數(shù)據(jù))的區(qū)域相關(guān)的消息(基于來自至少一個外部數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù))，所述不良GPS接收是由于例如暴風(fēng)、降雪等和/或GPS系統(tǒng)技術(shù)/維護原因。數(shù)據(jù)處理器108可識別可為飛行物的路線的時間相干變