学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于四维航迹预测的冲突探测

作　者: 谢丽
导　师: 张军峰
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 终端区航迹预测冲突探测安全间隔虚警率
分类号: V355
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 38次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

自改革开放以来，随着国民经济的持续增长，我国民航事业得到了快速的发展，有限的空域资源与交通流量不断增加之间的矛盾日益突出，在交通较为密集的终端区尤为显著，使得航空器间飞行冲突的可能性大大增加，加重了管制员的工作负荷。为保证航空器间的飞行间隔确保其飞行安全，亟需有效的冲突探测工具，辅助管制员对航空器的间隔进行调配。基于此，本文对冲突探测技术进行系统、深入的研究。有效的冲突探测基于准确的航迹预测，准确航迹预测是冲突探测的根本。航迹预测方面，首先分析了当前航迹预测的系统模型，建立基于BADA飞行性能模型的航迹预测方法，并利用北京首都机场36L跑道的进场航线进行仿真，将预测结果与实际雷达数据进行对比分析；提出一种新的航迹预测方法：将航空器航迹预测问题就变为混杂系统的状态估计问题，并根据航空器的运行特点和飞行计划信息，建立了状态相关模式转移多模型估计算法。冲突探测方面，首先详细介绍了终端区航空器安全间隔标准规定、航空器飞行保护区模型，然后对于确定型和概率型的冲突探测算法进行分析，对CTAS系统的Paielli算法的缺陷进行修正，提出了一种适用性更加广泛的短期冲突探测算法。基于前面的航迹预测结果应用此算法进行仿真分析，与目前终端区使用的短期冲突告警工具STCA对比，能够有效降低虚警率，体现此算法的优越性。最后，在上述的航迹预测和冲突探测算法的基础上，本文开发了冲突探测系统。该系统满足虚报率低、实时性高的要求，同时界面友好、操作简单，为终端区的短期冲突告警提供了一种切实可行的方法。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-22
  1.1 研究背景及意义  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-20
    1.2.1 航迹预测  13-16
    1.2.2 冲突探测  16-20
  1.3 论文主要研究内容  20-22
第二章航空器四维轨迹预测  22-38
  2.1 航迹预测系统分析  22-26
    2.1.1 底层模型  22-23
    2.1.2 相邻模型  23-24
    2.1.3 航迹预测模型  24-26
  2.2 基于性能模型的航迹预测  26-37
    2.2.1 飞行运动学模型  27-29
    2.2.2 航路模型  29-30
    2.2.3 大气模型  30-32
    2.2.4 气动模型  32-33
    2.2.5 引擎模型  33-34
    2.2.6 质量模型  34
    2.2.7 飞行包络  34-35
    2.2.8 实例仿真  35-37
  2.3 本章小结  37-38
第三章基于混合估计算法的航迹预测  38-57
  3.1 混合估计理论  38-39
    3.1.1 混杂系统  38
    3.1.2 混合估计算法  38-39
  3.2 航空器运动模型  39-42
    3.2.1 航空器运动状态模型  39-41
    3.2.2 航空器运动量测模型  41-42
  3.3 交互式多模型（IMM）算法  42-46
    3.3.1 IMM 算法  42-44
    3.3.2 IMM 算法仿真实例  44-46
  3.4 状态相关模式转移多模型估计算法  46-56
    3.4.1 状态相关模式转移概率  46-48
    3.4.2 模型转换的保护条件模型  48-50
    3.4.3 状态相关模式转移多模型估计（SDTHE）算法  50-52
    3.4.4 算法仿真实例  52-56
  3.5 本章小结  56-57
第四章冲突探测  57-77
  4.1 航空器间隔与保护区  57-61
    4.1.1 间隔标准  58-59
      4.1.1.1 雷达管制间隔  58
      4.1.1.2 最小尾流间隔规定  58-59
      4.1.1.3 其它间隔规定  59
    4.1.2 冲突等级  59
    4.1.3 保护区模型  59-61
      4.1.3.1 立方体保护区模型  60
      4.1.3.2 椭球保护区模型  60-61
      4.1.3.3 圆柱保护区模型  61
  4.2 冲突探测算法  61-74
    4.2.1 基于几何方法的冲突探测  61-62
    4.2.2 概率型方法  62-74
      4.2.2.1 Paielli 方法  62-70
      4.2.2.2 Paielli 方法的改进  70-74
  4.3 冲突探测实例仿真  74-76
  4.5 本章小结  76-77
第五章航空器冲突探测系统及实例分析  77-83
  5.1 系统需求  77
    5.1.1 需求背景  77
    5.1.2 开发工具  77
  5.2 系统主体结构  77-80
    5.2.1 数据库模块  78-79
    5.2.2 航迹预测模块  79
    5.2.3 冲突探测模块  79
    5.2.4 冲突告警模块  79-80
  5.3 系统功能模块及界面  80-83
    5.3.1 登陆界面  80
    5.3.2 数据处理模块及界面  80-81
    5.3.3 航迹预测模块及界面  81-82
    5.3.4 冲突告警模块  82-83
第六章总结与展望  83-84
  6.1 总结  83
  6.2 展望  83-84
参考文献  84-88
附录  88-89
致谢  89-90
在学期间发表学术论文及参加科研项目情况  90

基于四维航迹预测的冲突探测

内容摘要

全文目录

相似论文