火箭飞行精度鉴定基准误差传递建模与分析

根据单脉冲雷达及其它火箭飞行地面测控设备精度鉴定的需要，建立激光电影经纬仪基准在火箭飞行精度鉴定航路上的误差传递数学模型，从而决定：1）基准是否可用？2）在2台经纬仪都有数据的情况下，何时用交汇基准、何时用单台基准才能使鉴定更准确？3）怎样才能鉴定速度？给出了数学模型、便捷的计算方法和误差传递上机计算曲线，并进行了分析。模型已成功地应用于单脉冲雷达的精度鉴定，作为误差分析的一类典型应用。     

飞行计划集中处理的流量瓶颈点的识别与优化

为建设全国级的空中交通流量管理系统提供智力支持,将飞行计划集中处理这一手段,运用于预战术飞行流量管理阶段的流量管理方法和技术的研究之中,提供了一条新的研究思路.首先,利用过点时间预测算法计算过点时间,并根据过点时间统计出关键航路点的流量预测值;接下来,通过航路点容量模型识别航路上飞行流量大于容量的航路点,即流量瓶颈点;...     

基于飞行计划集中处理的预战术航路飞行流量预测

为准确把握航路点流量变化趋势和缓解空中交通压力,提出了一种基于飞行计划集中处理的流量预测方法。首先,在预战术飞行流量管理阶段,通过飞行计划集中处理可得到的航空器飞行计划信息,根据各航班在起飞前提交的领航计划电报和全飞行剖面混杂模型来预测航空器的航迹;然后,通过预测出航空器过关键航路点的过点时间,并结合空域结构数据来获得主要航路点的流量预测值;最后,通过算例仿真的结果可以发现所提出的航路飞行流量预测方法能够很好的对关键航路点进行预测,并且方法是切实可行和有效的。     

PBN飞行程序设计中障碍物评价辅助软件的开发研究

为了提高基于性能的导航(PBN)飞行程序设计的工作效率,考虑到PBN飞行程序设计的主要工作是用有垂直引导的进近程序障碍物评价面(APV-OAS)来评价障碍物,因此开发的障碍物评价软件具有自动进行障碍物评价工作的功能。经过测试和使用验证,此软件的计算结果正确、精度符合飞行程序设计的要求。此软件,在一定程度上,降低了PBN飞行程序设计的计算复杂度,提高了飞行程序设计的效率。     

在跑道对正飞行中的目视精度分析

目前,国内有关飞行程序设计的文件和规章均将重点放在以地面导航设施为引导的仪表飞行程序的研究上,目视进近程序的研究内容在国内尚属空白。本文将双目视觉测量系统的理论应用于最后进近中跑道对正的研究中,通过建立该系统的结构参数模型,分析结构参数与空间被测点之间的关系特性,研究了最后进近目视精度的分布规律。通过将最后进近的相关参数引入误差关系式中,得出仿真结果,并给出了小误差时的目视最佳范围。     

基于MATLAB的枪炮内弹道程序设计及仿真

本文基于MATLAB研究弹丸在炮膛内加速运动的计算问题,对内弹道程序设计并用matlab仿真。根据灵活变动的构造诸元和飞行条件进行快速准确的计算,得出弹丸在枪炮内膛时各点的压力和速度及弹丸在飞出内膛时各点的位移和速度,从而得出弹道诸元和弹道曲线,经分析,在误差允许范围之内,该计算结果与实际情况基本相符,具有现实意义。     

终端区4D飞行轨迹预测与冲突预警

为提升终端区飞行轨迹预测精度,实现航空器短时冲突预警,建立一种基于孪生支持向量回归的终端区4D飞行轨迹预测模型。对历史飞行轨迹应用重采样算法,降低轨迹数据规模;利用墨卡托投影将轨迹点经度、纬度与高度化为x-y-z坐标,采用孪生支持向量回归算法学习预测模型,实现短时航空器飞行轨迹动态预测;计算两架航空器水平、垂直距离,建立航空器冲突预警指示函数;对孪生支持向量回归算法进行超参数灵敏度分析,分析各超参数对模型预测效果的影响。根据机场真实数据进行仿真实验,证明：基于孪生支持向量回归的4D飞行轨迹预测模型能够准确捕捉航空器运动趋势,且泛化能力强;所提模型x-y-z坐标预测均方根误差是BP神经网络预测结果的32%,35%和61%,单次预测计算用时减少约0.13 s。     

GBAS进近的误差修正与运行实施方法

 地基增强系统(GBAS)提高定位精度需要获得地面广播的各类定位误差修正值, 通过分析传统的对流层误差修正算法, 提出了区分大气干湿分量的对流层指数修正算法。通过实际的采样和计算验证可知, 使用该算法能够较为明显地提高对流层修正误差的精度。探讨了地基增强系统进近飞行程序设计与实施方法, 分析了地基增强系统进近的各种优势, 提出了加快中国地基增强系统应用的建议。     

组网雷达快速标校优化航路规划方法

针对现有雷达动态标校方法无法实现一条航路完成组网雷达快速高精度标校问题，提出了一种基于斜距极差的组网雷达快速标校优化航路规划方法。该方法通过计算各雷达对航路斜距极差，设计一条以总斜距极差最大准则与规避各雷达近空盲区为双判据的标校优化航路，实现组网后多站同时标校。对系统误差建模，通过对系统误差估计算法分析，得到了影响系统误差估计的主要因素为斜距极差的结论，并基于此提出了该优化航路规划方法。仿真实验结果表明，基于优化航路得到的误差参数估计精度明显优于对比航路，对斜距偏差和斜距误差增益的估计偏差百分比分别为2.7%和5%，验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于网络流的多管制扇区通行能力

管制扇区间的通行能力问题通常是基于管制员的极限工作负荷、各种动态因素或者特殊航路点、航路交叉点的通行能力达到最优的情况进行研究,缺少对多扇区网络的整体地评估与计算。为了解决该问题,本文根据有向图理论以扇区为节点,以连接扇区的航路航线为边建立多扇区网络模型,选取华北飞行情报区的部分扇区进行仿真。首先,通过最大流算法求解出该网络模型的最大流为76.7架/h。其次,根据网络流仿真结果计算出各条边、各个节点的流容比,通过比较分析得出限制扇区网络通行能力的繁忙航路以及繁忙扇区。最后,通过灵敏度分析计算删除不同节点后网络模型的通行能力的变化,进而为扇区通行能力的优化提供了建议和参考。     

考虑航路网络结构的离场航班延误预测模型

针对离场航班延误预测缺少对航路网络结构因素的考虑，以及传统多分类预测难以满足高精度的需求，本文提出了一种考虑航路网络结构的离场航班延误预测模型。首先，根据离场航班所在终端区的航路网络结构，提出了航路拥挤指标，即航路流量、航路拥挤度和航路网络拥挤度，从航路网络和网络结构2个维度量化分析了拥挤特征，构造了航路拥挤数据集；然后，基于深度神经网络（deep neural network，DNN），构建了考虑航路网络结构的离场航班延误预测模型；最后，分析各类别延误样本比例，调整焦点损失函数的平衡因子以及各模型参数，进行了不同损失函数、不同数据集和不同模型参数的对比实验。结果表明：调整平衡因子后，模型预测准确率提高了2.3个百分点，融入航路拥挤数据集后，准确率继续提高了1.52个百分点，并且最终达到93.47%。可见，本文所提模型能够对离场航班延误作出有效准确判断，为民航相关单位提供决策参考。     

基于数字高程模型的民航甚高频地空通信信号覆盖仿真

为解决起伏地形下民航VHF地空通信信号覆盖范围计算精度低、冗余度大、DEM数据获取缺乏自动性及信号覆盖图可视性差等问题,采用最大遮蔽角截止法等进行仿真研究。首先,考虑计算覆盖范围存在误差,提出利用反距离加权(IDW)插值法提高地形辨识度并在计算覆盖范围时考虑大气损耗;其次,为解决DEM数据获取缺乏自动性,利用Matlab编码自动提取;然后,考虑遮蔽角计算存在冗余,采用“最大遮蔽角截止法”降低计算量;最后,为使覆盖范围直观可视,绘制二维及三维的覆盖显示图。结果表明,这些方法使遮蔽角计算量相较改进前降低了约64.60%,信号覆盖精度相较改进前提高了约3.315%。改进的覆盖仿真程序可以为VHF地面通信台站选址及飞行航线规划提供有效支撑。     

终端区进场航线交叉点通行能力研究

终端区航线交叉点是空中交通运行的瓶颈,其通行能力是表征交叉点运行状态的重要指标,深入研究交叉点的通行能力,能够为进离场航线优化及航线网规划提供理论指导,并为减少航班延误提供必要的技术支持。借鉴地面道路交叉口通行能力已有研究成果,依据终端区空域结构及航空器飞行特征,创新地提出终端区进场航线交叉点通行能力定义,建立了计算模型,深入分析了航空器飞行速度、机型组合、航线夹角对通行能力的影响。以天津机场终端区为例,计算进场航线交叉点CG点的通行能力,进行了实例验证及分析。     

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。     

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.     

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.     

无人机倾斜摄影测量构建悬索桥三维模型与病害检测——以邵阳市桂花大桥为例

为解决大型桥梁病害检测工作存在检测难度大、效率低的问题。以邵阳市桂花悬索大桥为实验对象,利用无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)搭载单镜头相机,按照“井字飞行”和“环绕飞行”两种航线飞行模式进行倾斜摄影测量构建悬索桥三维实景模型。利用三维模型测绘软件EPS测量悬索桥特征点几何要素,进行悬索桥构件几何参数和病害的检测。实验结果表明：利用无人机倾斜摄影测量构建的三维实景模型纹理清晰,外观效果较好,还原了桥梁的真实形态。利用全站仪实测数据进行精度验证,“井字飞行”和“环绕飞行”两种模式构建的三维模型均具有较高的几何精度。“环绕飞行”模式相对于“井字飞行”模式在作业效率、影像数据量等方面具有明显优势。基于无人机倾斜摄影测量构建的桥梁三维实景模型能发现和定位显著的病害,可为其他工程应用提供借鉴和参考。     

PBN进近航线噪声敏感点规避降噪方法

降低机场航空噪声是促进机场发展的重要因素,随着基于性能的导航(PBN)实施的推进,这一新的导航方式为降噪提供了新方法。航空噪声是人的声量感受,机场周围人口较为集中的学校、医院、居民区等构成了航空噪声敏感点,进近航线避开这些噪声敏感点可以达到降噪的效果。根据飞机性能和飞行程序特点,通过确定飞机空间位置,构建了飞行架次-推力-距离(N-F-d)进近航线噪声敏感点规避计算模型;并进行噪声计算模型修正。选取LWECPN为噪声评价量,结合INM噪声评价软件对广州白云机场进行了降噪分析。分析结果表明,噪声敏感点的噪声值显著减小,噪声等值线的影响范围也明显缩小,降噪效果较好。     

基于多因素融合建模下无人机航行环境评估方法

当前无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)任务路径的研究已日益广泛。现实环境中执飞空域将由多机种多机型共同参与,针对无人机间,以及与载人运输机间的航行环境分析及空域密度评估,还处于研究初级阶段。为正确分析大型无人机在复杂区域内执行任务对航行环境的影响,综合考虑尺寸与性能数据、空域结构、空中交通服务和飞行技术安全等因素,首次建立多种因素融合下的无人机航行环境评估模型,并获取量化评估结果。计算结果表明:通过分析模型计算得出航空器间最小距离,可为制定航路航线间隔,判断空域密度等问题提供数据参考。为未来低空空域开放,实现载人运输机和无人机安全、协同飞行创造条件。     

基于北斗二代/气压高度组合导航的APVI/Ⅱ飞行程序应用

APVI/II是依靠卫星定位系统提供导航引导的飞行程序,不依靠地面导航设备就可将飞机精确地引导到跑道。国外依赖美国的GPS系统建立广域增强系统,从而实现APVI/II程序的大规模应用。中国有自主研发的北斗二代卫星导航系统,但当前北斗系统的垂直导航精度达不到APVI/II程序要求,可通过与气压高度融合,提高北斗垂直定位精度,以尽快实现APVI/II在中国的运行。在2020年北斗系统组网完成覆盖全球后,在其GEO卫星上添加星基增强信号,则可以使APVI/II应用得以广泛地实施。本文对北斗二代/气压高度组合导航的算法和程序安全性进行分析,论证现阶段中国使用北斗系统实施APVI/II飞行程序应用的可行性。