数据驱动的飞行动画设计与实现

飞行数据记录器记录了大量的飞机飞行性能、飞行状态数据。从飞行数据中生成反映飞行过程的三维动画是飞行数据处理的一项重要任务。笔者应用面向对象技术,给出了数据驱动的飞行动画系统的设计思想和实现方法。     

飞行数据加密技术实现

飞行试验是在真实飞行条件下进行的科学研究和产品试验,它所产生的飞行数据极为珍贵,具有信息量大,保密要求高,数据不可重现等特点,因此飞行数据的安全存储管理问题非常重要。本文讨论了数据加密技术,分析了各类加密算法的优缺点和设计原理,在此基础上提出了综合AES（高级加密标准）和ECC（椭圆曲线密码）来对飞行数据进行保护的一种加密方案。实验表明,该方案能够有效对飞行数据进行加密存储,在飞行数据安全管理方面得到了很好的应用。     

一种基于CFD的飞行模拟方法

分析了飞行力学模拟与CFD模拟之间的影响关系。详细考虑了机动飞行过程中飞行参数变化与气动力变化之间的相互影响,开发出基于高精度CFD计算的飞行力学模拟方法。改进了传统飞行力学计算方法,保证了气动数据和飞行数据的计算精度。采用此方法,通过一次数值模拟即可得到飞行过程中气动力及飞行轨迹、飞行速度等的变化过程,可用于对飞行器设计方案进行精细模拟。     

飞行数据快速译码系统实现

飞行数据译码分析是进行飞机状态监控、故障诊断与维修、飞行品质分析等的重要技术手段.介绍了QAR记录的原理,在分析了传统译码算法及译码的缺点的基础上,针对ARINC717协议中的飞行参数类型,提出了基于参数类型的动态链表快速译码算法,并开发了基于实时数据库技术的快速译码系统软件,显著提高了飞行数据的译码效率,扩展性好,能满足飞行记录数据新应用的实时快速译码要求.     

军用飞机每飞行小时直接维修工时(DMMH/FH外场级)指标定量评估

通过对外场维修数据采集方案的合理设计与具体的数据收集和分析工作，研究了军用飞机的维修性参数－－每飞行小时直接维修工时指标的定量评估方法。就如何保证外场维修性数据采集的充分性和有效性，对数据的统计处理方法做了简要论述。结合某歼击机的数据数据，给出了采用计算机进行数据处理的结果“勺形曲线”，该曲线揭示了军用飞机上述参数的统计值发展变化所遵循的基本规律。     

浅析Thales自动化系统飞行计划轨迹计算功能

Thales自动化系统通过飞行数据处理模块FDP来实现飞行数据的处理。本文主要分析了FDP模块中的飞行计划四维轨迹计算功能、标准进离场程序分配功能,并结合日常运行过程中出现的案例进行分析,为更好的维护系统提供理论依据。     

飞行数据趋势监测在飞机“健康状况”评估中的应用

针对飞行数据属于多状态时域数据的特点提出了一种用于参数趋势监测的方法 ,该方法为“飞机健康”状况提供了一种科学的评估依据。首先对飞机在稳定工作状态和飞行特征时段下的飞行数据进行筛选处理、野点剔除和统计分析 ,并在此基础上建立时间序列AR模型进行参数预测 ,进而采用阈值对比法实现了参数的趋势监测 ,最后讨论了趋势监测在“飞机健康”状况评估中的应用方案。实例表明这一方法具有较高的准确性和重要的工程应用价值     

基于DEOS精密轨道数据和插值的InSAR高精度配准方法

探讨了InSAR复数据配准的实用化方法.提出了基于DEOS精密轨道数据和插值相干系数矩阵的实用化配准方法,详细地叙述了该方法的数据处理过程.该方法通过对DEOS精密轨道数据进行插值处理,获取景中心的初始偏移量,采用对粗配准得到的相干系数矩阵进行插值处理的方法来代替对主从影像的过采样处理,可以提高配准精度和执行效率.最后以我国西部某山区的ERS-1/2串联飞行数据为例进行了试验,证明本文提出的方法能够满足干涉图生成的要求.     

基于状态监控数据的航空活塞发动机故障诊断

针对某型航空活塞发动机空中功率迟滞和地面停车故障,提出一种通过飞行动态模型还原、数据推理和比较法相结合的故障诊断方法。以美国莱康明发动机和GARMIN 1000飞行数据为研究对象,利用Google Earth和FLIGHTDATA运用航段坐标和姿态数据还原飞机故障航段轨迹,结合EGVIEW发动机数据处理软件分析发动机运行中采集的各项数据,研究故障发动机典型数据特征,并基于故障时段发动机余气系数的计算结果判断故障发动机实际工况。结果表明：发动机故障发生时严重富油,通过对燃油调节器结构原理的剖析和地面测试台对其的性能测试,确定了两起发动机故障同源且均与飞行操纵、燃油调节器慢车性能参数超标和慢车活门结构设计有关,同时验证了利用状态监控数据进行故障诊断的有效性和准确性。     

基于复杂网络的交通序列数据特性

为了进一步研究交通流特性,采用复杂网络方法对交通序列数据进行分析。提出了箱型图-聚类算法模型用于识别和填充初始数据中的缺失值和异常值;通过相空间重构方法将一维数据重构为网络节点,选取连接阈值确定网络节点的连接关系,将交通序列数据构建为复杂网络,对复杂网络的结构和定量指标进行分析。研究结果表明交通序列数据复杂网络的结构一定程度上可以反映路段的交通流状态。该结果有助于优化数据预处理方法,拓展复杂网络在交通序列数据研究中的应用。     

基于熵权法的飞机燃油流量全航程组合预测

在复杂的航班运行中,影响各飞行阶段的主要因素不尽相同。以当前使用范围较广的B737NG飞机所使用的快速存取记录器(Quick Access Recorder,QAR)的大量数据进行研究,将航段划分为巡航、爬升、下降等阶段,利用熵权法确定不同预测模型的权系数,建立全航程组合预测模型。利用Pearson相关性系数分析筛选建模数据,以平稳小波Rigorous SURE的方法对数据进行预处理、滤波去噪。针对BP神经网络(误差反向传播网络)在飞行状态复杂的下降及地面阶段预测效果不理想,引入回归模型进行修正。以熵值法确定动态权系数,即结合飞行阶段进行分段预测,以飞行参数为基础建立燃油流量(FF)的全航程组合预测模型。通过仿真分析,并选取航班中普遍且具代表性的情况验证预测模型的精确度,误差范围均在±3.5%内,证明该模型合理且具有较广的适用范围。     

基于不确定因素扰动的机场大面积航班恢复规划研究

航班恢复过程往往会受到不确定因素的干扰,这些不确定因素可能还会进而引发一系列不确定因素的产生,造成更加严重的延误情况。为了提高航班恢复计划的鲁棒性,对不确定因素扰动下的航班恢复问题进行研究。首先,利用中国某机场的地面服务数据,研究了不确定因素对航班恢复过程中地面服务保障时间的影响。然后,建立以最小化延误成本和保证航班公平性为优化目标的航班恢复调度模型;同时考虑进场航班对离场运行的影响;并在模型中加入不确定因素对航班的干扰。最后,运用模拟退火算法对中国某机场的航班数据进行仿真,与先到先服务方法进行对比。结果表明:对于解决机场大面积航班恢复问题具有可行性。     

富锦-友谊地区航空电磁测量影响因素分析

航空电磁法作为一种快速有效的地球物理勘探方法,近年来被广泛应用于各个研究领域。为了对影响直升机时间域航空电磁测量的因素进行分析和评价,通过对黑龙江富锦-友谊地区进行航空电磁测量,分析在不同的测量条件下对测量数据的影响,包括不同发射基频以及不同飞行高度。同时对测量数据质量进行评测,通过不同的飞行指标是否满足精度来评测本次飞行的稳定性和可靠性。评价指标包括重复线测量数据质量、飞行高度以及测线偏航统计等。分析结果表明:本次飞行工作所采集的航空电磁数据可靠,通过电导率深度剖面图说明所选取的飞行高度和发射基频合理. 本次研究工作为今后更好地开展航空电磁测量提供了依据。     

小型单旋翼无人直升机系统的设计与实现

针对无人直升机动力学建模与飞行控制方法研究的问题,构建了一个由空中飞行平台、数据传输设备以及地面监控平台组成的小型单旋翼无人直升机验证系统.系统中空中飞行平台由Raptor-50型直升机和自主研制的飞行控制系统组成,可以实现不同飞行模态下飞行状态的测量与记录功能;数据传输设备完成小型单旋翼无人直升机机载电子设备与地面站间的通讯传输功能.地面监控平台用于监控飞行状态以及实现人机交互等功能;地面监控平台用于监控飞行状态以及实现人机交互等功能.通过实际的飞行测试,所构建的系统能够满足小型单旋翼无人直升机系统建模与控制方法的研究内容对系统性能的要求.     

Improved flight conflict detection algorithm based on Gauss-Hermite particle filter

In order to improve the accuracy of free flight conflict detection and reduce the false alarm rate, an improved flight conflict detection algorithm is proposed based on Gauss-Hermite particle filter (GHPF). The algorithm improves the traditional flight conflict detection method in two aspects: (i) New observation data are integrated into system state transition probability, and Gauss-Hermite Filter (GHF) is used for generating the importance density function. (ii) GHPF is used for flight trajectory prediction and flight conflict probability calculation. The experimental results show that the accuracy of conflict detection and tracing with GHPF is better than that with standard particle filter. The detected conflict probability is more precise with GHPF, and GHPF is suitable for early free flight conflict detection.     

基于调速的飞行冲突探测与解脱方法

随着中国民航的快速发展,空域资源的紧缺和空中交通拥堵现象越来越严重,由此带来的飞行冲突也越来越多.首先,提出了一种基于调速的飞行冲突探测与解脱方法并且通过非线性规划的方法优化调速机动阶段的燃油消耗.其次,通过飞行冲突探测和解脱方法确定飞机可以进行调速的速度区间,通过优化调速机动阶段燃油消耗,得到可调速的速度区间中的最省油的速度.最后,将速度剖面实时分配给相关的航空器,使航空器之间的间隔大于给定的最小安全间隔.通过仿真分析,提出的飞行冲突探测与解脱方法能够快速解决飞行冲突,非线性规划优化燃油消耗的方法能够带来较大的燃油消耗的节省.     

基于GA-BPNN的自适应抗野值无迹Kalman滤波方法

为了满足飞行试验轨迹的试验测量需求,构建了一种高性能飞行试验目标轨迹测量系统.在此基础上,针对实际飞行测量中遇见的异常数据处理问题,提出了一种基于多机器学习改进的自适应Kalman滤波方法.该方法以传统的无迹Kalman滤波器(UKF)为基础,首先,通过引入采用遗传算法改进后的BP神经网络(GA-BPNN)来改进UKF算法,以实现对UKF全局误差的调控和修正,从而改善UKF的估计精度;然后,应用抗野值技术来充分剔除测量中的孤立型和斑点型异常点,实现对GA-BPNN-UKF的再次改进,有效提高滤波的鲁棒性;最后,应用仿真来验证提出新算法的有效性,并通过对实际飞行测量数据(通过建立的轨迹测量系统获得的实际数据)的实验分析来显示算法在实际应用中的有效性.     

基于飞行小时的航空碳核查方法

碳核查为航空碳排放监测体系的重要环节,为核查上报碳排放数据合理性,针对核查方法的适用性和准确性,提出一种基于飞行小时的航线碳核查方法.首先通过分析航段内各个飞行阶段的飞行小时与油耗特征,建立飞机油耗量区间估计模型.而后根据航线飞行小时特征,运用行程可靠性与美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration,FAA)畅通滑行时间定义确定地面滑行时间阈值,结合航线飞行小时的季节性特征,提出基于航线的碳排放核查方法,实现航线年度上报数据的核查.最后分别对北京—上海航线1月、7月的航班进行了算例分析,为核查航班碳排放合理性提供了参考.     

民用飞机噪声合格审定试验NPD方法

本文提出了民用飞机噪声合格审定试验的NPD方法,介绍了噪声合格审定试验中测量飞越、进场和横侧噪声所使用的飞行航迹剖面,初步讨论了飞行试验数据的修正,以及根据噪声、功率和距离数据建立NPD数据库。     

基于多元时间序列融合的飞行动作识别方法

针对飞行动作数据随机性强与长度不一致的问题,提出通过减小动态时间规整(DTW)算法的搜索空间,并定义不同特征参数贡献度的概念,实现对飞行数据的多元时间序列融合,从而完成对战术机动动作的识别。通过引入预分类和细分类结合的方式,对动作数据进行预处理,然后根据改进的动态时间规整(WDTW)算法对待测数据进行识别。仿真实验表明,相比传统DTW算法,WDTW算法通过降低算法复杂度,识别计算时间变化明显;对核密度与精准度系数的分析表明识别准确率亦有所提高。实验结果验证了所提方法的准确性。