自由飛行空域中沖突檢測(cè)與解脫技術(shù)研究.pdf

1、隨著空中交通流量日益增大，國(guó)際民航界提出了自由飛行的概念。沖突檢測(cè)與解脫技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自由飛行的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。沖突檢測(cè)與解決技術(shù)問(wèn)題的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀表明，目前該項(xiàng)技術(shù)還未得到徹底解決。本課題在前人的研究基礎(chǔ)上，對(duì)該項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的理論研究。
　　 沖突檢測(cè)與解脫技術(shù)的研究涉及飛行器飛行的基本問(wèn)題及模型，其中包括坐標(biāo)系的選擇、飛行動(dòng)力模型和飛行基本航跡及其模型。飛行器基本問(wèn)題的描述及其相關(guān)模型的建立將復(fù)雜的飛行狀態(tài)抽象成數(shù)學(xué)問(wèn)題

2、，為后續(xù)理論研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 根據(jù)飛行安全間隔，選擇橢球保護(hù)區(qū)模型作為飛行器的保護(hù)區(qū)。沖突檢測(cè)即轉(zhuǎn)化為判斷飛行器間的保護(hù)區(qū)是否重疊。本文結(jié)合沖突檢測(cè)的確定型與概率型模型，給出了兩飛行器間的沖突檢測(cè)方法。此方法充分考慮了飛行中氣流、機(jī)動(dòng)等因素的干擾，運(yùn)用坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，將沖突檢測(cè)模型轉(zhuǎn)換成確定型模型，可排除明顯不存在沖突的飛行器。對(duì)于可能發(fā)生沖突的兩架飛行器，采用基于當(dāng)前加速度統(tǒng)計(jì)模型的機(jī)動(dòng)頻率自適應(yīng)卡爾曼濾波對(duì)相對(duì)飛行航跡進(jìn)

3、行濾波跟蹤。根據(jù)兩飛行器的相對(duì)航跡及沖突發(fā)生的條件來(lái)判斷是否存在潛在沖突及沖突發(fā)生的時(shí)間。
　　 經(jīng)沖突檢測(cè)后判斷飛行器間存在潛在沖突時(shí)，飛行器應(yīng)進(jìn)入沖突解脫階段。沖突解脫采用了隨機(jī)控制系統(tǒng)最優(yōu)控制理論中的極大值原理，在只考慮主飛行器單獨(dú)解脫的情況下，提出了兩架飛行器的沖突解脫策略。當(dāng)多架飛行器存在沖突群時(shí)，引入優(yōu)先權(quán)，使涉及沖突群的多架飛行器能夠根據(jù)優(yōu)先次序先后進(jìn)行解脫。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文中的沖突檢測(cè)與解脫方法能