一种低空飞行器定位监视终端的设计与实现

低空空域是国家的宝贵资源,由于缺乏有效的定位监视手段,我国的低空空域开发进展缓慢。针对现状,本文设计了一种符合我国国情的低空空域飞行器定位监视终端。该终端基于GPS与北斗卫星导航系统获得位置信息,利用北斗卫星导航系统独有的短报文服务平台,发送位置信息至地面监控中心以及接收地面监控中心的广播信息。终端在地面的功能测试,表明其可以实现预期的定位监视功能,对提高我国低空空域的飞行保障能力和服务管理水平有积极的作用。     

基于3S技术的低空空域告警航图可视化匹配设计初探

将3S技术应用于低空空域告警航图可视化设计,探索建立低空告警航图平台和低空告警航图匹配模型的技术路线。根据低空飞行任务需求和紧急程度选择适当空间分辨率的多源遥感数据。对地理障碍物信息进行筛选,构建低空告警航图障碍物数据库,设计低空空域告警航图平台。使用飞行器机载定位系统采集飞行器位置信息,与低空告警专用航图障碍物信息进行对比,对低空飞行危险情况预警,将RS、GIS、GNSS技术应用于低空空域告警航图可视化设计,为后续开展低空空域告警航图可视化的飞行视景匹配研究提供参考。     

ADS-B技术在低空空域安全中应用的现状与展望

随着我国经济水平的不断提高以及社会生活的进步与发展,国家的通用航空的产业也一步一步走向崛起,低空空域逐步实现了开放。与此同时,低空空域的开放也进一步促进了航空产业的发展,一些新兴的低空飞行器被投入使用。低空飞行器数量的增加使得低空飞行的安全事故频发。为了应对低空空域安全等问题,应建立健全的低空空域飞行监视系统。本文首先对低空空域安全现状进行了分析从而引入ADS-B技术,介绍ADS-B的基本内容,接着对ADS-B系统功能模块进行了详细介绍,再阐述ADS-B技术在低空空域安全中的应用和趋势,探讨该技术的存在的问题及可能的解决方法。最后结合文章内容对ADS-B技术未来在低空空域安全方面的发展和前景进行了总结。     

低空安全走廊及应急管理可视化研究进展

低空飞行安全环境是低空空域管理的重要研究内容,低空安全走廊及应急管理的可视化研究可以用于飞行器在低空空域的飞行安全保障及对地面人群和建筑物的保护等方面。综合阐述了近年来低空安全走廊及应急管理可视化的研究进展。首先总结了国内外低空空域的飞行安全事故和现状。然后从三维低空安全走廊构建、动态信息交互机制及安全应急管理策略、低空起降阶段安全监管可视化三个方面介绍了低空安全走廊及应急管理可视化的研究进展,阐述了应用于低空安全走廊及应急管理可视化方面的相关技术,并对低空安全走廊及应急管理可视化的发展趋势进行了展望。对相关领域研究者开展研究具有一定的参考和指导价值。     

基于三维可视化空中走廊体系的城市低空空域航图绘制研究

针对低空空域开放出现的飞行安全问题,结合我国低空空域监、管、控的实际需求,提出了基于三维可视化空中走廊体系的城市低空空域航图绘制方法。综合应用遥感、导航、地理信息系统开展了低空航图的绘制研究。首先,在城市实验区域对Worldview-3影像进行RPC正射校正,GCP影像配准、主成分变换融合等预处理。然后,使用多尺度分割、阈值隶属度分类结合目视解译的方法对地面障碍物轮廓的地理信息进行二维信息提取,通过SketchUP和CityEngine软件对地面障碍物进行可视化建模,将遥感影像与低空可视化障碍物模型进行精确匹配。最后,通过航图绘制精度评测和产品发布,完成城市区域低空三维可视化专题航图的绘制。实验结果表明,该航图具有较好的可视化效果,有助于辅助低空航道管理人员以更真实的视角进行低空走廊的航线规划,对确保我国低空安全产业的可持续性发展具有积极意义。     

利用多径测量低空目标高度的一种新技术

本文从利用多径效应的角度研究低空目标的高度测量.从低空目标的经典多径回波模型出发,推导了低空目标的反射波与直达波矢量叠加后的场强波动因子.在雷达-目标场景几乎不变化的情况下,该场强波动因子与反射波相对直达波的相移α之间呈现为简单函数关系,据此提出一种利用步进扫频测量低空目标高度的新方法.给出了该方法的测高原理、理论分析以及实现步骤,并分析了各系统设计参数对低空目标高度测量精度的影响.典型应用的计算机仿真表明,该方法可以有效地实现极低俯仰角情况下的低空目标高度测量.     

四旋翼飞行器姿态控制建模与仿真

四旋翼飞行器是典型的欠驱动、非线性、强耦合系统。其姿态控制精度和抗干扰问题一直是研究热点之一。为了实现小型低成本四旋翼飞行器姿态准确控制,详细分析了四旋翼飞行器受力情况,利用牛顿-欧拉方程建立了四旋翼飞行器非线性动力学模型,针对四旋翼飞行器在实际飞行过程中经常会遇到阵风、气流等不确定外界干扰,设计了基于小扰动的PID控制器,并通过对俯仰通道、横滚通道、偏航通道MATLAB/Simulink仿真模型进行仿真测试和结果分析。结果表明:所设计控制算法能够满足四旋翼飞行器姿态控制要求,并具有较好的抗干扰性能。     

飞行器无动力飞行能量消耗控制技术研究

飞行器无动力返场着陆过程中,由于初始速度、高度和位置不确定,会导致飞行器相对能量过高,不能在预定的机场着陆,并且可能造成危险。针对上述问题,本文借鉴了航天飞机的策略,采用S转弯的方式来消耗飞行器多余的能量,使飞行器无动力下滑过程中具有合适的能量,保证飞行器的安全着陆。本文首先详细讲述了能量消耗的基本思想,采用S转弯增加待飞距离的方案来消耗能量。接着,对S转弯的方向以及S转弯半径的大小进行了深入研究。最后,通过非线性三自由度制导仿真环境,对S转弯策略进行了仿真验证。结果表明,该能量消耗方案具有工程实用性和鲁棒性。     

空间非合作目标交会运动状态估计的卡尔曼滤波方法

针对空间飞行器自主交会对接的要求,研究了利用卡尔曼滤波估计非合作目标交会的飞行器运动状态的方法;以多普勒雷达作为测量设备的情况为例,推导了运动状态估计的递推估计公式,并对其进行了仿真,仿真结果表明了该方法的有效性.     

带变顶高尾水洞水电机组调速器功率模式优化研究

通过现场实测及数值仿真研究了带变顶高尾水洞水电机组调速器功率模式下的一次调频及负荷调节过渡过程。提出了一种基于“三区模型”的带变顶高尾水隧洞小波动过渡过程的仿真方法,并推导了状态方程组,基于调速器PLC程序及参数实测建立了水轮机调速器功率模式的仿真模型,利用现场真机试验对仿真模型进行了验证。针对带变顶高尾水隧洞水电机组的特点,从降低功率反调,提高调功速度,保证功率调节过程稳定性的角度出发,采用了“慢-快-慢”的“三段式调节”的方式改善调速器功率调节的动态品质。通过数值仿真对调速器的功率调节策略及参数进行了优化,优化后机组功率调节速度明显提高,功率反调值降低,改善了调速器功率模式下的一次调频及负荷调节过渡过程性能。     

基于ADS-B与 Mode-S EHS联合观测的民航空域 风场重建方法

准确实时的风场数据对保障民航飞行安全有着重要作用,针对风场的精确重构问题,提出了一种基于飞行器监测数 据的风场重建方法。旨在利用广播式自动相关监视和S 模式增强型监视联合观测数据计算空域内的风观测值,并结合机器 学习中的高斯过程回归模型,利用时间和空间上离散的风观测值进行模型训练,完整重建目标空域风场。实验结果表明,重 建的风场风速的平均绝对误差为2.72 m/s, 相对误差为8.21%,风向的平均绝对误差为3.66°,证明了方法能够快速地完成准 确实时的风场重建。     

基于DFECANet的遥感图像飞机目标检测方法

针对现有的遥感图像目标检测方法中对小尺寸飞机目标的检测精度不高、特征信息传递不准确、信息交互不充分等问题,提出了一种基于可辨别特征提取和上下文感知的遥感图像飞机目标检测方法。设计了以可辨别特征提取模块为主体的主干网络,用以加强对多尺度飞机目标的特征提取;引入自适应特征增强模块,选择性关注小目标、优化特征信息的传递与信息交互;并设计了特征融合上采样模块对特征图进行上采样操作,用以提升高层语义信息的准确性。在DOTAv1数据集上的检测精度达到了95.2%,相较于YOLOv5s、SCRDet、ASSD等主流算法,飞机目标的检测精度提高了3.7%～18%。此外,该方法的检测速度以及模型参数量分别为147 fps和13.4 M,相较于当前主流算法具备较强的竞争力,满足在遥感背景下对飞机目标的实时检测需求。     

高速轴向电励磁双凸极电机设计与特性分析

现代多电飞机技术不断发展,对航空电源系统提出了更高的要求。依据航空起动发电机具有可靠性高、功率密度高、电源容量大的要求,设计了一种高速轴向电励磁双凸极电机（DSAEM）。对电机的基本结构和工作原理进行了描述,建立了电机的数学模型,并通过有限元仿真加以验证,详细分析了电机的磁场、电感、空载特性和负载特性。结果表明,高速轴向电励磁双凸极电机具有完全对称的三相磁链,可输出更稳定的电压,其电机绕组的空间利用率高、功率密度大、效率高,可满足航空电源的基本需求。     

用宽带雷达分析仪进行雷达信号的矢量分析

飞机、导弹、人造卫星及宇宙飞船等都采用雷达作为探测和控制手段.随着航空、航天技术的飞速发展,人们对雷达提出了高精度、远距离、高分辨率及多目标测量等要求.为此现代雷达采用一些技术,如脉冲压缩技术等,来提高雷达的性能,同时对雷达测量工具也提出更高的要求,比如要具备高分析带宽、具备矢量分析功能等.本文介绍一种采用宽带雷达分析仪进行雷达信号矢量分析的方法.     

基于远程集中监测的红外数据通信技术研究

为了达到对关键变电站设备红外热像监测的及时性、完整性的目的,将红外热像信息按通信网络要求进行压缩和编码转换,并依据IEC61850-9-2同步采样要求向主站平台远传数据,同时确保其测温效果与网络承载能力;最后针对各站端红外热像监测单元,提出主站平台侧数据接口控件设计方案,满足对各厂商设备的接入及二次开发,实现了红外热像视频、图像、数据等状态信息的归集共享、远程监控、一体化展示及分析诊断。通过实际应用分析,证明了该方法实现简单,成本低廉,具有一定的工程应用价值。     

基于图像融合技术的近红外热图像处理

电力设备的在线监测具有非常重要的意义。针对目前一般采用的电力设备监测仪器———红外热像仪,存在着结构复杂、功耗较大、价格昂贵、不能实现在线监测的问题,文章介绍了以黑白CCD传感器为核心的电力设备在线监测实验系统,并围绕近红外热图像因受物体低温影响,从而影响温度场计算精度的问题,详细阐述了应用基于拉普拉斯塔形分解的图像融合方法对近红外热图像进行处理。