ADS-B采用雷达管制间隔标准的分析研究

ADS-B作为支持全球ATM的运行概念,许多国家和地区把它当作下一代监视技术的发展方向。在ADS-B管制服务运行规范中,间隔标准的确立是重点。本文通过对国际有关ADS-B/雷达的间隔标准的分析,针对现在使用的ADS-B和雷达的测量误差,研究ADS-B采用现行雷达安全间隔的可行性。     

基于ADS-B的飞行安全间隔方法研究

本文主要讨论了航路飞行过程中飞机间的间隔问题。广播式自动相关监视(ADS-B)由于其优良的监视性能和低廉的成本,成为了新一代航行系统的重要组成部分。本文对ADS-B技术的性能及应用进行了阐述,基于Reich模型得出了实施ADS-B情况下两机碰撞概率的计算结果,结论符合国际民航组织的飞行安全指标,为进一步研究基于ADS-B的飞行安全间隔提供了一种有效方法。     

终端区航空器飞行间隔研究

针对终端区不合理的航空器飞行间隔严重影响飞行安全和机场吞吐量的问题,提出了基于场面监视雷达历史运行数据的终端区航空器飞行间隔算法。通过分析离散的场监雷达点迹数据,可获得航空器的历史轨迹。基于航空器起飞时刻和降落时刻提出了航空器间在不同起降序列下的时间、距离间隔计算方法。研究了机场流量、航空器起降序列、跑道的使用方向变化对航空器飞行间隔的影响。实践结果表明,场面监视雷达数据可以有效地用于分析航空器间的时间和距离间隔;机场流量与终端区航空器飞行间隔负相关,航空器间的时间间隔和距离间隔正相关,飞行间隔与跑道使用方向变化无关。合理的起降次序和良好的管制习惯可有效地缩小终端区航空器飞行间隔。     

基于ADS-B监视技术的飞行器纵向最小间隔研究

为解决航路飞行安全问题,提高碰撞风险检测的精确度,主要研究飞行器在平行航路飞行过程中纵向安全间隔的问题。对传统的EVENT碰撞模型进行改进,建立以椭圆柱体为碰撞模板的EVENT模型。介绍了广播式自动相关监视(ADS-B)技术的性能及应用背景,并在改进EVENT模型基础上提出基于ADS-B监视技术下各个参数的计算方法。以中航工业石家庄飞机工业有限责任公司小鹰500机型为模型算例,计算出其最小安全间隔。研究结果符合国际民航组织的飞行安全指标,可为研究基于ADS-B监视技术的风险分级提供一种有效方法。     

ADS-B管制服务运行规范

在空中交通管制中,利用监视设备提供的航空器飞行动态,管制员就可以为航空器配备飞行间隔,防止航空器与航空器相撞。由于一次雷达和二次雷达系统自身具有的局限性,ADS-B的技术开始逐步应用。但由于ADS-B管制服务运行规范的缺失,就不能在保证安全的前提下,充分发挥ADS-B的设备技术优势,提高交通流量。本文主要介绍国内外ADS-B的应用、管制服务运行规范的研究发展情况及相关成果。     

ADS-B在常德桃花源机场空中交通管制中的应用

由于传统的管制技术的弊端日益凸现出来,对新的管制技术的研究显得日益迫切,ADS-B监视技术作为一种新的空中管制监视技术,成为了目前研究的热点。本文在介绍常德桃花源机场的基本概况和ADS-B监视技术的基本原理的基础上,分析了ADS-B监视技术相对于传统空中管制技术的优势和便利,如精准和高效的提供数据信息,有效飞行预警,缩短飞行安全间隔、提高空间资源利用率,节省成本等,并通过采取思想上的重视和行动上的培训的路径来充分发挥ADS-B监视技术的功能,更好地为常德桃花源机场运输航班和通用航空混合运行的局面服务。     

ADS-B在南海空域覆盖现状评估及需求分析

中国民航业跟随国际的脚步发展迅速,空中交通管理系统是保障民用航空安全尤为重要的因素。通信导航监视和空中交通管制为可靠的空中交通管理提供了坚实的基础。该文描述了目前常用的空中交通管制监视系统种类,突出空中交通管制利用ADS-B监视手段的意义和优势,对ADS-B系统在南海空域覆盖现状进行了评估,同时分析了ADS-B目前在南海空域的覆盖需求。     

基于UAT数据链的ADS-B系统加密研究

自动广播相关监视(ADS-B)作为下一代监视技术,已经在世界范围内引起了广泛的重视。它不仅能够为空中交通管制人员提供空中监视服务,从而支持当前的交通管制程序;还能够通过座舱显示系统为飞行人员提供飞机周围的飞行动态情况,从而有效地保障了飞行安全。本文的目标是在ADS-B提供监视功能的基础上,进一步提升基于UAT数据链的ADS-B系统的安全性能。     

多扇区管制移交间隔管理研究

针对区域管制多扇区移交间隔管理问题,以管制移交点为参考点,研究在容量限制下不同扇区之间管制移交的空中交通运行特征。在单扇区间隔管理问题的研究基础上,引入间隔向量概念,分析多扇区外围和内部两类移交点的间隔冲突和间隔调整方法,以调控时段内的延误控制为指标,建立区域管制移交间隔管理数学模型,并通过增量矩阵的使用提高算法运行效率。运算结果分析表明,该模型能较好地处理多扇区移交间隔管理问题中间隔值的变化。根据实际的运行数据计算得出各移交点间隔数值,可为管制员的辅助决策提供参考。     

基于航迹分类的终端区交通流非线性特征

终端区空中交通系统是复杂的非线性系统，本文基于航迹分类与交通流混沌理论研究终端区交通流的非线性特征，为终端区交通流控制及预测提供科学依据。首先对获取的广播式自动相关监视(Automatic dependent surveillance-broadcast, ADS-B)航迹数据进行异常识别与处理。然后基于K-近邻算法(K-nearest neighbor, K-NN)与跑道方向设计终端区航迹分类方法，实现终端区航空器航迹的精确分类。根据分类结果构建交通流量的时间序列，结合相空间重构和最大Lyapunov指数分析终端区交通流的混沌特性。最后，选用北京首都机场终端区ADS-B航迹数据进行实例验证，结果表明本文方法可以实现航迹的精准分类，准确识别和分析多跑道机场终端区交通流的非线性特征，在验证时段内36R、36L跑道及整个终端区交通流均表现出混沌特性。     

星基ADS-B监视数据空中位置信息质量分析

为弥补广播式自动相关监视系统(ADS-B)地面站建设成本高、技术复杂以及沙漠海洋极地等地区难以搭建的不足,可在卫星上搭建ADS-B接收机实现对全球空中交通的监测与管制。解析星基ADS-B报文,整理报文信息,提取导航完整度类别信息(NIC),分析空中位置数据的完好性和精度信息。选取符合完好性要求的航迹点数据,统计与航路中心线的实际位置误差,运用统计学方法对航迹误差分布进行分析。结果表明,实际误差距离符合正态分布规律,95.5%的概率下空中位置的实际误差在(101.694, 211.761)m,为后续的卫星基系统监视性能的可用性分析打下了良好基础。     

基于改进卷积网络的终端区4D航迹预测与冲突检测

随着不断扩大的旅客运输量和航线网络规模,采用飞行计划结合空中交通管制的空中管理办法已经不能与当前民航需求和空中交通流量相匹配,直接影响到航班正常率和运行安全。为解决这一问题,国际民航组织(International Civil Aviation Organization, ICAO)提出了基于航迹运行(trajectory based operation, TBO)的下一代空中交通管理运行理念,中国民航也提出了智慧民航的建设方案和目标。其中4D航迹是TBO运行的核心组成部分,也是中国建设智慧民航的重要技术指标,其可以对航空器的运行进行精确地管理和控制。因此,提高4D航迹预测的准确性成为了目前急需解决的核心问题。面向航空器的飞行任务实施阶段,从4D航迹预测和冲突检测两个问题进行了研究。在航迹预测方面,采用了基于卷积神经网络-双向门控循环单元(convolutional neural networks-bidirectional gated recurrent unit, CNN-BiGRU)的模型对航迹进行高精度预测;在冲突检测方面,引入了航迹距离检测函数以检验预测模型生成的两条航迹是否...     

基于元胞传输理论的航空器进场优化模型

随着空中交通流量的增长航班延误问题日益严重,终端区的情况尤为突出。为了缓解这一状况,利用标准雷达引导航线建立了基于元胞传输理论的终端区进场航班优化模型,结合实际案例,与当前实际进场运行情况进行了对比,求解得到系统运行最短时间、起点处延误时间。案例分析表明,该优化模型既能够反映终端区进场航班的动态特性,又在一定程度上减少了航班延误,可以为终端区进场航班的路径选择提供参考,满足实际的运行需求。     

基于ADS-B数据的机场场面多目标行为识别

针对机场场面监控视频中存在多个飞机目标,且各种行为轨迹相似,难以通过轨迹进行行为判断的问题,提出了一种基于广播式自动相关监视(automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)数据的机场场面多目标行为识别.首先,利用ADS-B信息通过透视变换的方法对视频中的所有飞机进行定...     

航空器进场效率量化评价及其影响因素分析

终端区已成为制约民航发展的瓶颈区域,且中国在终端区进场效率评价方面仍停留在定性分析阶段,缺乏量化的指标。选取以机场跑道中心点为圆心,100海里为半径的圆形区域作为研究区域,结合ADS-B数据对航空器进场效率进行研究分析。以天津滨海国际机场为研究对象,筛选进场航空器的ADS-B数据,利用K-means聚类对不同进场方向的航空器加以区分,分别计算各方向进场效率,并进一步分析影响进场效率的因素。发现进场航线、进场航空器队列长度和机型对航空器进场效率有明显影响,而起飞航班数量对进场效率的影响不显著。