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。     

机载防撞系统干扰限制功能的设计与实现

针对机载防撞系统( TCAS)空对空通信时存在的同步混扰,采用飞机分布因子结合问询功率和问询速率的控制方法,建立了干扰限制的数学模型,给出了TCAS监视功能干扰限制的设计流程。按照DO-185 B标准定义的高密度飞机分布环境,采用计算机仿真得到了TCAS干扰限制功能在高密度空域中统计性能,对不同监视区域中TCAS应答机的占用率与DO-185 B的设计需求进行比较,验证了设计的干扰限制功能的有效性和实用性。仿真结果表明干扰限制算法能够满足高密度空域中TCAS监视功能的要求,在TCAS干扰限制功能的设计和性能评估方面具有实际应用价值。     

某型运输机机载防撞系统交联实现方案

为了减少和避免飞机相撞的危险,飞机上需要加装机载防撞系统。但是机载防撞系统不是一个独立的系统,需要与其他机载设备交联。通过分析机载防撞系统交联关系以及与机载设备的接口特性,提出了某型运输机机载防撞系统与原机设备通过研制接口适配器实施交联的方法,给出了接口适配器的技术实现方案。据此方案研制的接口适配器已成功应用于某型运输机机载防撞系统改装工程,实现了机载防撞系统与机载设备的交联,提高了飞机空中防撞能力。     

基于Qt的TCAS显示输出验证装置设计与实现

在机载航电设备综合集成的趋势下,综合显示器取代了原来各分系统的独立显示器。各航电产品在设计开发过程中,为了对产品处理生成的图形信息进行输出显示,根据显示输出内容开展产品的功能和性能验证,就需要根据航电设备的功能和接口,设计开发专用的显示输出验证装置。本文介绍了一种空中交通预警和防撞系统（TCAS）显示输出验证装置的实现方法,该装置可以接收TCAS的输出、显示空中入侵机标识和状态、显示防撞指令等,实现了对TCAS产品的显示输出和功能性能验证测试。     

综合模块化机载防撞系统及其发展

本文介绍了基于综合模块化设计的机载防撞系统的功能、基本原理和组成,并对其优点和发展趋势进行了研究.该系统集成了TCAS、XPDR、ADS-B功能,能够取得相对于传统防撞系统更小的设备体积和更低的功耗.     

运输机机载防撞系统的体系构建研究

为了减少和避免飞机相撞的危险,结合防撞设备的发展,论证了运输机加装机载防撞系统的必要性,提出了运输机机载防撞系统应具备监视、跟踪、潜在威胁评估、交通告警显示、决断告警显示、空对空协调等六大功能;针对国内运输机机型多、制式不同、设备差异较大等特点,给出了构建机载防撞系统的对策与措施。     

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。     

空中交通警戒和防撞系统机动策略及仿真研究

随着空中交通流量的日益上升,空中交通警戒和防撞系统(TCAS)在保降飞行安全方面的作用越发重要.机动策略是WAS的关键技术.介绍了TCAS机动策略的原理.具体论述了目标冲突过程中WAS的交通咨询和决策咨询.建立数学模型,分析了空中交通警戒和防撞系统在不同空城情况下的机动策略.详细推导了TCAS的垂直规避算法和水平规避算...     

无人机自动防撞冲突检测与优化控制方法

研究了无人机防撞冲突检测与威胁级别评估方法, 建立了航向角控制、速度控制、高度控制以及航向角与速度组合控制等多种不同的防撞控制策略; 建立了自动防撞多目标代价函数模型以及多目标最优决策方法。仿真结果证明了该方法的有效性和较好的实用性。     

机载防撞系统非线性高度跟踪器的设计与实现

高度跟踪器对于机载防撞系统( TCAS)能否可靠工作至关重要。传统的高度跟踪器采用线性α-β跟踪器,高度报告的“粗量化”精度将导致线性α-β跟踪器的性能劣化。为此,设计了一种对30 m量化精度高度报告的非线性跟踪器。核心思想是利用多次高度层穿越占用时间以及穿越高度层数来计算高度率,并将飞行过程划分为5个不同状态,不同状态采用不同高度率修正公式。仿真结果及误差分析显示非线性高度跟踪器在跟踪精度和响应时间两方面均优于线性α-β跟踪器,有效提高了TCAS做出防撞决策的可靠性。     

机载防撞系统垂直防撞的物理模型

如何准确预测和估算本机与入侵飞机相遇时在最接近点的垂直间隔距离,是机载防撞系统(TCAS)在垂直方向上选择防撞措施的关键问题.采用空间相遇几何学的方法,建立了本机与入侵飞机相遇时垂直防撞的两种物理模型,基于该模型推导出了预测两机之间垂直间隔距离的计算公式,并且进行了计算机仿真.仿真结果表明,该模型能够准确预测本机与入侵飞机相遇时在最接近点的垂直间隔距离.最后,给出了本机在垂直方向上选择防撞措施的决策咨询条件和逻辑处理流程.     

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。     

一种基于相控阵天线的前向机载防撞系统

由于传统飞机的机载防撞系统天线突出飞机表面,对飞机天线布局和气动有一定在影响,且监视距离较近。设计了一种基于相控阵天线的前向机载防撞系统,综合利用飞机机翼等结构共形设计,与飞机同频段功能天线实现共用,降低了天线布局压力及对飞机气动影响。同时由于采用数字相控阵形成和/差波束的单脉冲测角的方式进行目标方位测算,相对于传统的双通道比幅/比相的测角方式,能够较大地提高系统对目标的测角精度,有效提升机载防撞系统性能。     

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.     

编队飞行防撞系统防撞模型研究

针对飞机编队飞行防撞系统的功能要求,采用时间碰撞威胁度和空间碰撞威胁度的方法建立了编队飞行碰撞威胁的探测模型,给出了基于机载防撞系统的编队飞行模拟测试系统的仿真方法和测试方案,并且进行了计算机仿真和测试.仿真结果表明,该编队飞机防撞模型能够为飞行员提供侵犯告警咨询信息和正确编队的位置指示.     

多设备数据融合的空中防撞预警研究

空中防撞预警是保证飞行安全的一项重要课题，而随着各大机场吞吐量的不断攀升， 航路日益拥堵，对空中防撞性能的要求也随之增加。为了提高目前空中防撞探测距离和探测精度， 利用 ADS-B 和本机 GPS 接收机获取入侵飞行器的相对位置信息，以 GPS 报文中的 EPU 值为质量参数，对 ADS-B 数据和 TCAS 数据融合，获得最优线性融合，最后滤波输出高精度位置信息。 仿真实验结果表明，通过 EPU 数据的引入该融合算法运算速度快，精度高，提高了相对位置探测精度和预警范围，为空中防撞策略提供了更为准确的判断依据，可以显著提高空中防撞预警能力。     

一种在一体化TCAS系统中通信编解码的实现方法

当前的飞机防撞系统是由TCAS和S模式应答机两个独立的子系统及其附属设备构成,这种结构给飞机的空间造成了极大的浪费,使得设计成本大大增加,同时庞大的体积也限制了TCAS在军事方面的应用。为解决这一问题,本文引入了一体化TCAS系统的概念,并设计了一体化TCAS系统中的通信编解码,给出了实验结果。     

民用飞机机载监视系统发展综述

民用飞机机载监视系统在飞行过程中为飞行员提供及时准确的气象、地形、交通监视信息和冲突避让建议,以保障飞机的安全航行。介绍了机载监视系统的发展历程与现状,给出了遵循ARINC 768标准的新一代综合监视系统架构,并对其主要功能及组成进行了描述,最后对机载监视系统的发展趋势进行了探讨与展望。     

电子部14所六项雷达情报课题成果通过鉴定

电子工业部第14研究所的报情信息中心在1993年度完成的六项雷达情报研究课题成果,最近通过了专家的鉴定,受到了专家们的好评,认为这些成果反映了雷达技术的最新进展和动向,对有关决策部门和工程技术人员具有重要的参考价值,对于我国雷达工业的发展将起到积极的促进作用.1.现代相控阵雷达彩色图文集《现代相控阵雷达彩色图文集》收集了空间目标监视、防空导弹系统、远程防空三坐标、多标靶场测量、战场前沿监视与火炮目标指示、炮位侦察、机载预警与机载战场监视、机载火控、舰载多功能等现代相控阵雷太52种（共计图片86张）、现代雷达组件实物图13张.并对各种相控阵雷达和组件的技术特性和技术参数作了准确介绍.