低空环境下民用航空器精密进近算法研究

【类型】学位论文

【作者】汪媛卿 

【关键词】 传统导航方式 RNP精密导航技术 空域利用率 GNSS卫星增强系统 精密进近算法研究

【摘要】随着我国民航事业的快速发展，航班量的不断增长，我国将由航空大国向航空强国迈进。对空管安全保障和服务提出更高要求，通过导航、通信、雷达等技术对飞机飞行活动进行监视和控制的空中交通管制的方式和手段也需不断更新，以适应快速增长的民航飞行流量。本文详细分析了民用航空器精密进近的各种方式、技术手段。逐步介绍了传统导航方式、以及未来即将使用、可能使用的导航方式和算法研究。在此基础上重点研究了RNP精密导航方式。本文首先从新航行系统的出现，介绍了在我国大部分机场目前运用导航方式及设备原理。基于仿真平台，本人及研究小组对传统导航方式中导航台站布局与GDOP角关系进行分析，分析验证了仪表着陆系统、微波着陆系统等传统导航方式在空中交通管制中应用显示出的局限性。详细分析了RNP的功能、种类划分，研究了导航精度、完好性、可靠性等，对其相对传统导航方式的优势进行技术分析和总结。突出了在提高空域利用率、空域容量、缩短航迹、航迹选择等方面给空管带来的优势。进一步展望了未来与其它空管新技术的融合和发展情况。卫星导航的快速发展为民航导航提供了新的可能，克服了无线电导航的不足，提供全天候、全球范围连续导航。本文通过查阅资料介绍了GNSS的组成，特别是我国的北斗卫星导航系统。但卫星导航在空管应用存在有一些问题，如在航空应用上高动态高精度定位、完好性监测等要求，有必要对卫星导航系统增强处理，拓展应用领域。进一步介绍了卫星导航增强系统的分类，着重分析了美国WAAS、LAAS系统等。对于我国未来即将使用、可能使用的GBAS、WAAS进行技术总结和应用分析。分析验证了GBAS取代仪表着陆系统的种种优势。并针对WAAS系统里精密度要求特别高的非陆基广义精密进近算法进行算法探讨、算法分析。如今借助于各种平台，发展不依赖卫星信号的区域信号增强系统具有较重要的意义。本论文探讨了对高端用户发展区域信号增强系统的新技术，并结合实验室相关课题，仿真了民用航空器的精密进近基本性能，探讨了最小二乘法的解算方法。仿真结论表明，可以大大提高导航精度和准确性。为民用航空器的精密进近提供了一种新的可能。本文引入的精密进近算法提高了导航精度，对于未来空管导航方式提供了很好的借鉴意义和广泛的应用价值。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】上海交通大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】钱良，贾非

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