ADS-B多数据链路融合方案探索

作为新航行系统FANS的重要组成部分,将ADS-B技术用于民航空中交通管制,可在无法部署航管雷达的大陆地区为航空器提供优于雷达间隔标准的类雷达管制服务。数据链路是ADS-B技术的重要组成部分,当前多种数据链路并存而又互不兼容,形成极大的"信息壁垒",成为广播式自动相关监视技术发展所面临的一个无法回避的问题。由于三种不同体制、不同标准而又互不兼容的数据链路技术共存,已严重影响基于航空器之间的空空监视效果,制约着空管飞行流量和飞行安全保障能力的提高。     

基于ADS-B的空管监视系统研究

目前,我国民航空管系统普遍采用雷达对航空器进行监视,雷达的特点决定了其存在一定的雷达盲区,以及在一些特定的地区无法安装。为了提高对空域的监视管理,改善航空器的协同避撞性能,中国民航局已全面启动ADS-B建设工程,并于2017年率先在新疆地区完成30个ADS-B地面站的建设。ADS-B相较于传统空管雷达具有以下优势:首先,ADS-B地面站建设成本低,维护方便,并且部署方便,不受地形限制;其次,ADS-B的定位精度较高,可以达到10 m量级,能有效地提高航空器的协同能力,减小飞行间隔,提高空域容量;第三,ADS-B可提供更多的目标信息,以实现空—地监视、空—空监视和地—地监视。此外,在无法部署雷达或者雷达信号无法覆盖的地区,ADS-B可以为航空管制部门提供可靠的监视信息。随着我国低空空域的加快开放,对ADS-B技术在空管监视系统中的应用研究将更有意义。     

ADS-B技术在空中交通管理中的应用研究

在经济不断发展的大环境下,世界联系的紧密性不断增加.飞机作为远距离沟通的重要交通工具,在世界经济一体化的发展中起到了重要的作用.现阶段,航空事业在不断的发展,飞机的数量以及飞行流量在不断的增加.面对这样的现状,要强化空中交通的安全,必须要对管理进行提升.传统的监视设施其运行成本高、精度低,而且覆盖面比较窄,对于现阶段的空中交通安全管理的效用性不强,所以需要对其进行更新和完善.就目前的分析来看,ADS-B系统对于空中交通管理具有重要的作用,所以本文就ADS-B技术在空中交通管理当中的应用进行分析和总结.     

多传感器覆盖监视在航路中的应用

我国是一个航空大国,随着民用空中交通流量的快速增长和低空空域管理改革深入开展带来的通用航空快速发展,民航呼伦贝尔空管站首次实现了多信号源组合监视在航路上的应用.从2013年至今,区域内先后建设11个多基站测量定位系统,在满足场面和终端区监视的同时,实现了对高空航线的有效监视覆盖,提高了飞行的安全性和空域的利用率.也实现了多传感器覆盖的ADS-B、广域多点相关系统和雷达的组合监视,满足了空中交通监视所需要的导航精度、导航完整性和监视完整性要求.这种综合监视的方法,有助于推动多监视源的应用.     

基于ADS-B的无人机感知与规避蚁群算法模型

在空域融合背景下,为了提高无人机安全性能、防止空中碰撞事故的发生,提出一种基于ADS-B监视技术的无人机感知与规避蚁群算法模型。该模型主要由两部分组成:确定型冲突探测模型和冲突解脱模型。前者充分利用ADS-B信息从水平和垂直面进行几何距离判定来确定冲突目标,后者则基于引入了综合启发函数和排序机制的蚁群算法进行航路重规划来实现避撞。经仿真实验验证,该探测模型能有效识别可能威胁目标,而解脱模型不仅适用于典型的双机冲突场景,也能为复杂的多机冲突场景提供较优质的解脱策略。     

基于MPLS VPN的飞行器ADS-B系统联机运行实现方法

ADS-B系统联机运行能扩大监视范围并共享监视数据。提出了ADS-B系统联机运行的2种算法。使用DADS-B-select算法实现系统联机按分散模式运行;通过MPLS VPN技术对ADS-B系统进行网络互联。在模拟实验的基础上,构建了ADS-B分布式系统。通过网管采集的24 h内的网络参数显示,时延、抖动和丢包数据均处于正常范围,该系统的功能能够正常实现。     

“龙眼”无人机

“龙眼”无人机是一种以电池为动力的监视无人机．翼展1．143米、重2.3千克，可手动发射。操作者通过无线电进行联络，该无人机能飞至距离操作者几英里的区域进行飞行监视。“龙眼”无人机可由陆战队员发射起飞，在空中按预编程路线飞行．在航路点使用GPS进行导航．到达目标区后．使用机载传感器搜集图像信号．并将其传至地面控制站。     

无人机飞控系统稳定性探讨

伴随着军民领域航空工程的不断发展,各型号的无人机已被广泛应用到各类空中作业或任务保障中.飞行控制系统作为无人机的控制中心和和指挥中心,在实际作业中可以实时采集飞行信息和大气环境参数,并与地面控制中心形成闭环反馈,从而实现隔空控制和轨迹调整,是决定无人机自动稳定飞行的核心部件,决定着无人机飞行的稳定性和操纵性.为此,下面本文将具体阐述无人机飞控系统稳定性的概念、种类、稳定性分析方法和增强无人机飞控系统稳定性的关键方法,以期能够深化对无人机飞控系统稳定性的研究,保证无人机的飞行安全.     

警用无人机安全管理系统架构

本文阐述了警用无人机安全管理的国内外发展现状，分析了警用无人机系统安全管理系统架构的必要性，提出了警用无人机安全管理系统架构策略。运用思维导图，从警用无人机系统的安全组织管理、场地与装备管理、人员行为管理和飞行安全技术管理等4个方面开展了警用无人机系统的安全管理架构探索。     

多无人机协同编队飞行控制研究现状及发展

无人机在军事和民用应用上越来越广泛,为使无人机能够更好地发挥作用,需要采用多无人机编队飞行控制来实现协同侦察、作战、防御及喷洒农药等任务.多无人机协同编队控制技术主要包括信息感知技术、数据融合技术、任务分配技术、航迹规划技术、编队控制技术、通信组网技术和虚拟/实物验证实验平台技术等.首先对国内外多无人机编队相关技术的现状和进展进行综述,然后重点对多无人机编队控制方法进行分析,并对队形设计、队形调整和队形重构等问题进行归纳总结,最后对多无人机协同编队所面临的机遇和挑战进行了展望.结果表明:目前多无人机编队飞行理论方面取得了丰硕成果,但是实物飞行试验仅能实现简单通信环境下的协同编队飞行,任务分配和航迹规划实时性不高,控制方法应对突发情况鲁棒性低,多机多传感器协同感知能力不足,欠缺对实体的仿真实现,未来的研究方向应是突破上述关键技术的不足,开展复杂感知约束和复杂通信环境下的多无人机协同编队飞行研究,提出更加有效的控制方法,并进行多无人机实物编队飞行试验,使无人机能够更好地完成既定任务.     

无人机在海河辖区海事监管业务中的应用探索

1.无人机在海事领域的应用情况 无人机是无人驾驶飞机的简称,是指利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机 [1].无人机最早诞生于1917年, 20世纪50年代开始在军事上得到推广应用.近年来随着计算机技术、通讯技术、微电子技术、控制和导航技术的发展,无人机的发展水平迅速提高.在发达国家,无人机在海事业务中的应用已经达到较高的水平.例如,2004年美国海岸警备队采购了76架无人机用于海上监视.日本也早在2003年就启动了无人机开发项目"国家传感器平台",利用高空长航时无人机平台用作海事监视用途.     

基于低空空域适用性的ADS-B数据链研究

通过分析ADS-B三种数据链的特性,选出适用于低空空域的数据链模式。ADS-B数据链分为1090ES模式、UAT模式和VDL-4三种,使用国际上通用的三种评价体系评估了ADS-B的三种数据链的特点,根据其特点选择适用于低空通用航空监视的UAT模式,作为低空空域开放之后的主要数据链模式。最后,通过实例验证该数据链在低空空域监视中的应用效果,为我国低空飞行ADS-B数据链提供理论和实践基础。     

基于监视的空中交通管制技术浅析

近年来,我国航空航天技术快速发展,空中交通工具数量明显增多,与此同时人们越来越重视空中交通管制技术。基于监视的空中交通管制技术,可以保障航空器的安全飞行,提高飞行效率,满足旅客们对不同时间航班的需求。本文分析了基于监视的空中交通管制技术分类和特点。     

基于蚁群-粒子群融合算法的无人机三维航迹规划研究

无人机飞行空间广阔,需要一种快速搜索最佳路径的方法,本文在飞行区域中建立航迹规划环境模型和防空威胁区模型,在满足无人机飞行约束条件的情况下,为无人机航迹规划提供一种蚁群-粒子群融合算法,充分利用蚁群算法良好的分布机制、信息反馈机制和粒子群算法收敛速度快、全局搜索能力强的特点,使无人机能够自动避开威胁区,搜索出一条安全有效航迹,并保证航线的完整性和最优性.用Matlab对算法进行仿真实验证明,算法能为无人机的三维航迹规划提供一种快速、安全、高效的搜索方法.     

基于反演策略的星基ADS-B信号译码方法

针对低信噪比下星基广播式自动相关监视(ADS-B)信号译码准确率低的问题,提出一种基于反演策略的星基ADS-B译码技术。基本思想是假设传输一帧ADS-B信号的空间在该帧信号传输时间段内是一个稳定的线性系统,接收端接收信号是发射端信号与该线性系统的卷积和。根据该思想,反演译码包括报头检测、空间系统参数估计、报文反演、码脉冲波形修正等关键步骤。仿真实验表明,该方法能够准确实现对低性噪比ADS-B信号各码脉冲译码,译码正确率远高于常规单脉冲检测译码技术。     

基于安全飞行走廊的无人机密集障碍规避算法

针对固定翼无人机在复杂密集多障碍物环境中的自主避障问题,提出了一种基于安全飞行走廊的固定翼无人机路径规划算法。密集障碍规避的难点在于障碍绕行与穿行的选择：绕行虽然更安全,但飞行成本更大;穿行虽然飞行成本更低,但安全威胁较高,如何快速求解最优路径是其中的核心问题。创新性地根据固定翼无人机的机动特性与Dubins曲线定义了安全飞行走廊,综合考虑无人机飞行安全与飞行成本,构建了障碍威胁评价函数;针对障碍物密集造成的计算复杂问题,提出了基于障碍物密度的障碍聚类算法,并通过蒙特卡洛采样法实现了高动态环境下的非线性评价函数快速近似求解;通过仿真验证了所提算法对于解决固定翼无人机密集障碍规避的有效性。     

高精度智能天线自动收放控制系统的设计

提出了一种无人机机载天线自动收放控制系统的设计与实现,解决了天线安装与飞机气动安全的匹配问题.通过无人机飞行搭载实验验证,该系统设计合理,性能稳定,精确度高,做到了在不影响对天线功率增益的同时,保证了飞机的气动性能与飞行安全.     

基于遗传模拟退火算法的无人机航迹规划

航迹规划技术是无人机任务规划系统中重要的核心技术之一,无人机飞行空间广阔,需要一种快速搜索最佳路径的方法。首先在飞行区域中建立数字地图模型和防空威胁区模型,在满足无人机飞行约束条件的情况下,为无人机航迹规划提供一种遗传模拟退火算法,充分利用模拟退化算法的概率突跳特性和遗传算法强大的快速搜索能力。仿真结果表明,使用该算法无人机能够自动避开模拟数字地图的威胁区,搜索出一条安全有效航迹,并保证航线的完整性和最优性。     

基于强化学习的无人机安全通信轨迹在线优化策略

物理层安全是无线通信实现安全通信的一种有效手段,无人机基站在存在地面窃听者的情况下向地面合法用户传输机密信息时,已有研究一般采用离线方法对无人机基站的飞行轨迹进行优化,得到的轨迹是固定的,保密传输缺乏应对通信环境变化的能力.针对该问题,本文研究无人机飞行轨迹的在线优化策略,使机密信息被安全传输的同时实现通信平均保密率最...     

无人机的飞行控制系统分析

现阶段,我国的科研技术在不断提升与革新,制造业发展迅速,尤其是在军用机械设备领域,更是进行不断的突破与创新.对于无人机而言,若想保证无人机的高质量运行,必须对无人机的飞行控制系统予以全面的控制,为此,本文就无人机的飞行控制系统进行了分析与探究.