通用航空非固定航迹信息与飞行计划匹配技术研究和实现

【类型】学位论文

【作者】宋若嘉 

【关键词】 通用航空 雷达 ADS,B 目标跟踪 航迹融合 IMM CI 监视数据解析 飞行计划

【摘要】近年来，随着我国国民经济的持续发展和低空空域管理改革的逐步推进，我国通用航空进入一个快速发展阶段。本文针对低空空域开放对各类通用航空器可靠监视的迫切需求，结合多种监视信息之间的冗余互补信息，改进单一监视技术局限，研究可用于对通用航空器稳定、可靠监视的多源监视技术。在获得融合监视信息的基础上，通过对基于航路节点时空一致性的匹配算法的研究，提出监视信息与飞行计划的匹配方案，解决监视信息与飞行计划的一致性问题。 首先通过对雷达和ADS-B基本原理、组成和特点的深入研究，从雷达和ADS-B系统的原理、基本特点、性能要求、优缺点及数据格式出发，对两种监视数据进行详细的分析比较。针对通航监视源的特点，提出通用航空多源监视信息融合方案。通过监视数据解析及预处理、航迹相关、航迹跟踪滤波和航迹融合四个功能模块实现监视数据从提取到融合完毕的过程。 在航迹跟踪滤波算法方面，针对单一运动模型运用在机动目标跟踪问题中的不足，将基于交互式多模型算法（IMM）应用于航迹的跟踪滤波。该算法根据飞行目标运动特点，自动切换模型，提高了跟踪模型的自适应性，实现对目标的较好跟踪。在航迹融合算法方面，结合最优化理论，采用分布式协方差交叉（CI）融合算法将雷达和ADS-B跟踪轨迹进行融合，提高了系统的抗干扰能力和跟踪精度。 在研究通航飞行计划特点的基础上，完成基于相关度算法的航迹信息与飞行计划的匹配方案设计。基于Visual Studio2008平台使用VB.net语言完成通用航空融合航迹与飞行计划匹配系统的实现。完成监视数据的标准化解析，创建监视数据模拟发送端， 建立与SQL数据库连接，实现监视数据的提取。在获取监视数据的基础上，基于简单凸联合算法完成航迹信息的融合。最后在通用航空监视系统，完成融合航迹的显示，并根据飞行计划监视飞行器的偏航状态。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】罗喜伶

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