基于当前统计模型的TCAS/ADS-B组合监视系统数据融合算法

比较了空中交通警戒与防撞系统(TCAS)和自动相关监视系统(ADS-B)的监视原理,构建了TCAS/ADS-B组合监视系统,对组合监视系统的监视区域进行了划分。采用当前统计模型的数据融合算法,得到了优化的TCAS局部轨迹估算和优化的ADS-B局部轨迹估算,以及优化的融合轨迹估算。仿真结果显示,最大优化融合位置误差为100 m,证明该组合监视系统可以提高目标飞机轨迹估算的准确度,从而提高TCAS的监视精度。     

基于TCASⅡ和ADS-B的组合监视防撞系统研究

为了有效地保持空中运行航空器的最小安全间隔和增加空域容量,急需发展独立可靠的空空监视和冲突检测与防撞系统.提出一种集合TCASⅡ和ADS-B技术的组合监视防撞系统,它以TCAsⅡ为基础,将ADS-B信息和TCASⅡ信息融合送入TCASⅡ决策单元,提供机栽监视、冲突检测和决策信息;同时以基于当前统计模型的卡尔曼滤波算法为...     

基于429总线的ADS-B数据源设计

设计了应用于广播式自相关监视（ADS-B）的数据源,数据源主要用来激励ADS-B系统,以完成ADS-B技术地面验证工作,数据源以组合导航数据为信息来源,经过导航计算与数据融合得到系统的位置信息,并将位置信息调制成429总线格式,加载至429总线发送至ADS-B。最后设计出符合系统要求的ADS-B数据源,并证明数据源对于ADS-B技术地面验证的正确性与可用性。     

基于429总线的ADS-B数据源设计

设计了应用于广播式自相关监视(ADS-B)的数据源,数据源主要用来激励ADS-B系统,以完成ADS-B技术地面验证工作。数据源以组合导航数据为信息来源,经过导航计算与数据融合得到系统的位置信息,并将位置信息调制成429总线格式,加载至429总线发送至ADS-B。最后设计出符合系统要求的ADS-B数据源,并证明数据源对于ADS-B技术地面验证的正确性与可用性。     

基于ADS-B和TCASⅡ机载综合防撞系统设计研究

针对TCASⅡ存在的组成设备多、交联关系复杂、使用过程中出现虚警和不必要的告警等问题,结合国内军民航飞机特点提供了一种结构简单、集成化程度高、交联关系简单的机载综合防撞系统,它以TCASⅡ为基础,将ADS-B信息和TCASⅡ信息融合送入TCASⅡ决策单元,提供机载监视、冲突检测和决策信息,增加了载机监视范围,提高了冲突检测精度,增强了防撞功能,并具有多航管应答自动抑制功能.     

基于扩展卡尔曼滤波的GPS动态测速算法

为使车载GPS测速精度满足应用于汽车电子控制系统的要求,提出一种对包含白噪声的时变GPS位置数据采用扩展卡尔曼滤波进行测速算法。通过扩展卡尔曼滤波和位差法融合对实车采集到的汽车位置等信息进行处理得到行车速度。通过实验结果对比分析,基于扩展卡尔曼滤波的测速算法比位置差分法的均方差提高了92.499%,测速精度明显提升。     

ADS-B空中位置数据异常检测与统计分析

广播式自动相关监视(ADS-B)是下一代空管系统的重要组成部分,由于该技术采用单向广播的方式,其数据本身的可信性与可靠性缺乏有效验证手段.对ADS-B不同TYPE值的数据进行统计,通过计算空中位置数据形成的航迹曲率,并构建时间窗约束下的置信数据集合,对ADS-B空中位置数据进行异常检测和分类,分析异常数据与TYPE值的...     

GPS转换为雷达坐标的误差分析

在ADS-B标校雷达设备时,通常要将ADS-B的GPS坐标转换为雷达的极坐标。在介绍GPS精度和GPS转换为雷达极坐标模型的基础上,详细分析了GPS误差大小对雷达坐标系下的误差影响,给出了具体模型。分析了在一定的GPS误差下,目标与雷达之间的斜距变化、方位变化和俯仰变化对转换误差大小的影响。实验结果给出了在GPS精度一定时,ADS-B标校雷达设备的精度范围。     

基于BDS的ADS-B报文生成系统

目前国际民航组织（ICAO）和美国航空无线电技术委员会（RTCA）有关广播式自动相关监视（ADS-B）标准中的报文数据源均规定来自全球定位系统（GPS）,而中国自主建设的“北斗”卫星导航系统（BDS）作为ADS-B数据源是必然趋势。设计了基于BDS的ADS-B报文生成系统的总体架构,利用BDS接收机接收的真实数据仿真生成了ADS-B的6种报文,并以空中位置报文的生成为例,详细阐述了报文产生涉及的关键技术以及报文的生成过程。通过运行集成后的ADS-B报文生成系统以及对所产生的6种报文的仿真验证,证明该系统总体设计思路合理,运行结果正确,可为基于BDS的ADS-B相关技术研究提供稳定可靠的ADS-B报文源。     

基于ADS-B IN的平行进近冲突检测研究

阐述一种基于ADS-B IN数据进行空空监视的平行进近冲突探测方法，提醒飞行员可能发生的危险接近。利用目标安全等级的航空器位置误差对告警方法进行蒙特卡洛仿真，结果表明根据ADS-B信息能够正确地感知航空器周边的交通情况并对冲突进行检测，提醒航空器驾驶员保持安全间隔或冲突避让。     

ADS-B技术在通用航空避撞系统中应用研究

分析了 ADS-B 技术及其在运输航空监视管理系统、通用航空监视管理系统、无人机监视管理系统和避撞系统中应用情况。分析了构建通用航空避撞系统的必要性和构建基于 ADS-B 的通用航空避撞系统的可行性及其优势;研究表明基于 ADS-B 技术的通用航空避撞系统是非常符合我国通用航空特点和需求,在性能上较 TCAS 会有更多优势,除了用于通用航空飞机自身相互避撞外,还可实现通用航空飞机与无人机、运输航空飞机以及地面建筑物和障碍物的避撞。基于 ADS-B 技术对通用航空避撞系统总体构建,包括硬件部分、软件部分、数据部分和通用航空避撞系统规划。     

基于SSR和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统设计

由于设备性能的限制,民航飞机目前使用的机载防撞系统TCASⅡ不能适用于编队飞 行防撞。为了解决飞机编队飞行防撞以及与民航飞机TCASⅡ兼容的问题,给出了一种基 于二次雷达(SSR)和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统的设计方案。该方案采用了TCAS主动 监视和被动监 视相结合的方法,利用唯一的24位S模式地址来识别和归类目标飞机,将TCAS的监视数据和A DS-B的监视数据进行数据融合来完成对目标飞机的监视和跟踪。通过将大型编队划分为多个 编队单元的方法,由长机负责保持各个编队单元之间的安全间距。采用收发器将长机产生的 位置保持和碰撞避免的操纵指令通过高频数据链路传送给各个编队单元,各个编队成员按照 操纵指令调整自己飞机的位置,完成对整个编队的位置保持和碰撞避免的集中控制和分散执 行。该方案可以为机载编队防撞系统的设计和实现提供参考和帮助。     

基于ADS-B水平位置不确定度的碰撞风险研究

广播式自动相关监视(ADS-B)技术具有监视精度高、刷新快、成本低、维护简单等优点,得到民航空中交通管制部门的青睐,常用于航路监视服务。ADS-B水平位置不确定度作为ADS-B的重要参数,反应了目标定位的水平精度等级。文中统计和分析DO-260版本的水平位置不确定度,验证了不同水平精度等级位置误差的正态性。基于位置误差的概率统计特性,评估了当前ADS-B运行间隔下的目标冲突和危险接近等碰撞风险,为ADS-B管制下的飞行间隔评估提供理论基础。     

航海雷达目标快速识别方法研究

以大连海事大学校船"育鲲"轮航行过程采集的雷达图像为数据基础,首先采用Prewitt算子、图像卷积、鲁棒自适应阈值法和线性内插,对雷达图像进行降噪处理;之后,在雷达警戒区范围内,采用多级阈值与面积阈值的双阈值法,提取对本船航行安全可能产生影响的目标;再利用船舶GPS信息与船首向信息,基于空间变换,将其映射到电子海图数据中。2种数据的融合不仅可以提供电子海图所需的基础信息,而且能显示本船、目标船以及其他物标的位置关系,从而在一定程度上提高雷达的避碰能力。这种多传感器数据的融合能够使驾驶员观察到更全面的航行信息,进一步提高航海安全水平。     

基于ADS-B的飞机防撞算法

面对飞行流量持续快速增长,民航空域资源日益短缺,对冲突飞机进行有效的解脱,是避免飞机间发生碰撞的关键技术。对飞机保护区域进行合理建模,给出一种基于广播式自动相关监视（ADS．B）技术的冲突解脱算法,该算法有效利用ADS．B的数据精度高、更新快的特点,从水平方向上给出“保向变速”与“保速变向”两类解脱策略,从垂直方向上给出“爬升”和“下降”两种解脱策略。把飞机的水平速度、航向和垂直速度作为控制变量,通过计算冲突解脱的边界条件获得控制变量转换时间,从而找到可行的解脱方法。仿真结果表明,对于同一飞行冲突情形,并不是所有的冲突解脱策略都是可行的,但是对于可行的冲突解脱策略,需要由飞行员根据当时的具体情况去决定哪种解脱方式是最优的。     

民机空中交通警戒与防撞系统目标跟踪算法

空中交通警戒与防撞系统(TCAS)是航空电子综合环境监视系统的一个重要组成部分,它能有效降低空中飞行器间的碰撞威胁,对于提高飞行安全有着非常重要的意义。TCAS是一种不依赖地面设备的空中交通防撞系统。它能够探测在其领域内装有空中交通管制应答机的飞机,向驾驶员报告潜在的相撞目标。目标跟踪是TCAS的一个重要模块,能提供目标的飞行状态信息,并对目标的未来飞行状态进行预测。对空中目标进行稳定、高精确度的跟踪是目标跟踪模块的重要任务。本文介绍了基于扩展卡尔曼和交互式多模型(IMM-EKF)的目标跟踪算法,实现对目标的精确跟踪。通过仿真验证,证明算法能实现精确的目标跟踪,对防止空中相撞起到了积极作用。     

一种新的通用航空机载防撞逻辑设计方法

由于机载防撞系统(TCAS)是针对具有较大垂直高度变化率的大型飞机设计的,系统设定条件和与之相关的解脱建议并不能适用于通航飞机.针对通用航空的防撞问题,提出了一种基于马尔可夫决策过程(MDP)的防撞逻辑设计方法.首先,将飞机空中相遇过程的动态模型转换为离散转移函数;然后,基于防撞系统结果事件末端效用函数进行MDP建模,采用动态规划方法导出了最优防撞逻辑的迭代方程;最后,给出了通航飞机最优化防撞逻辑的设计流程并对最优防撞逻辑进行了计算机仿真.仿真结果表明,通过调整效用比参数可以在保证安全性能的同时有效降低系统告警率.在垂直相遇高度小于30 m的相遇过程占比高达18%的情况下,当告警率大于0.85时系统的碰撞概率仅为2.88×10-4左右.该设计方法对我国在低空空域通用飞机防撞系统的研究具有一定的参考价值.