地形感知和告警系统中地形数据和告警功能的研究与实现

发布时间：2017-05-07 20:07

  本文关键词：地形感知和告警系统中地形数据和告警功能的研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地形感知和告警系统(TAWS)是非常重要的机载系统设备之一,为了有效的防止可控飞行撞地(CFIT)事故的发生,TAWS应运而生,它为我国民用航空提供了安全保障;该系统通过接收飞机当前状态参数作为输入数据,将其与内部存储的告警阈值进行比较,若超过任何一个告警阈值范围,则产生告警信息,并通过输出控制模块,将告警信息以“视觉”和“听觉”警告的方式传递给机组人员,进而有效的预防事故的发生。研究和实现TAWS系统的主要功能,有利于打破国外的技术垄断,为国产TAWS产品的技术积累打下坚实的基础,提升我国机载系统产品的国际竞争力。本文首先介绍了TAWS的产生背景、国内外现状以及未来发展趋势。其次,以美国Honeywell公司的增强型近地告警系统(EGPWS)产品作为研究对象,分析了TAWS的主要工作原理,就其告警算法、告警包线的设定、告警功能的激活条件进行了详细深入的分析与研究。再次,运用状态空间的思想,对状态轨迹的概念进行了阐述,根据未来状态轨迹与告警区域的关系,分析了告警系统中不确定因素对告警区域选择的影响,并基于SOC方法对TAWS告警阈值曲线的生成进行了分析与研究。本文根据项目中对告警功能的需求,在理论研究的基础上,提出了地形感知和告警系统的具体实现方案;运用面向对象的编程设计思想,在Windows平台下搭建TAWS原理样机;设计了一种动态加载地形数据的方法,实现了告警系统中多功能显示器对地形的显示功能,并根据告警模式在飞机各个飞行阶段的定义,给出基本告警功能的设计思路并加以实现。最后,本文通过模拟飞机飞行任务,对告警功能进行测试,验证了功能的完整性、可行性、正确性;实现了TAWS中各告警模式在不同的飞行阶段为机组人员提供告警的功能。
【关键词】：CFIT 地形感知和告警系统 告警阈值 地形显示 告警功能
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V241;V328
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 第1章 绪论15-23
• 1.1 课题研究背景及意义15-18
• 1.1.1 可控飞行撞地（CFIT）15-16
• 1.1.2 近地警告系统（GPWS）16-17
• 1.1.3 地形感知和告警系统（TAWS）17-18
• 1.1.4 研究TAWS的意义18
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势18-21
• 1.2.1 国外现状18-19
• 1.2.2 国内现状19-20
• 1.2.3 发展趋势20-21
• 1.3 课题来源及主要研究内容21-23
• 1.3.1 课题来源21
• 1.3.2 主要研究内容21
• 1.3.3 章节安排21-23
• 第2章 地形感知和告警系统（TAWS）23-42
• 2.1 典型TAWS产品介绍23-24
• 2.2 TAWS系统工作原理24-26
• 2.2.1 TAWS基本组成结构24-25
• 2.2.2 各个飞行阶段的定义25
• 2.2.3 TAWS的基本功能25-26
• 2.3 六种基本告警模式的详细介绍26-39
• 2.3.1 模式 1：过大下降率告警26-28
• 2.3.2 模式 2：过大的地形接近率告警28-31
• 2.3.3 模式 3：起飞或复飞时过度掉高告警31-32
• 2.3.4 模式 4：不在着陆状态时的不安全越障高度告警32-36
• 2.3.5 模式 5：下滑道偏离告警36-37
• 2.3.6 模式 6：无线电高度提示和侧倾角过大告警37-39
• 2.4 增强型近地告警系统的增强功能39-41
• 2.4.1 地形前视告警功能39-40
• 2.4.2 地形显示功能40-41
• 2.5 本章小结41-42
• 第3章 TAWS告警阈值设计理论42-57
• 3.1 告警系统的组成和原理42-43
• 3.2 状态空间的相关概念43-45
• 3.2.1 状态轨迹和告警区域43-45
• 3.2.2 告警系统中存在的矛盾45
• 3.3 告警阈值曲线的设计理论45-56
• 3.3.1 系统操作性能（System Operating Characteristic，SOC）曲线46-48
• 3.3.2 基于SOC的告警包线生成方法48-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第4章 TAWS系统的功能实现57-93
• 4.1 Qt软件开发平台简介57-59
• 4.1.1 Qt开发平台的特点57-58
• 4.1.2 面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP）58-59
• 4.2 TAWS整体设计框架59-60
• 4.3 TAWS主要功能的设计60-79
• 4.3.1 全球数字高程模型（Global Digital Elevation Model，GDEM）60-61
• 4.3.2 创建GDEM数据文件61-63
• 4.3.3 动态加载地形栅格数据的设计63-66
• 4.3.4 地形显示范围66-69
• 4.3.5 模拟真实飞行环境69-73
• 4.3.6 告警功能的设计73-79
• 4.4 告警功能测试79-87
• 4.4.1 告警系统操作界面79-80
• 4.4.2 飞行剧本的加载80-81
• 4.4.3 基本告警模式功能实现81-87
• 4.5 自检功能87-92
• 4.5.1 VxWorks实时操作系统88
• 4.5.2 任务创建88-90
• 4.5.3 开机自检90-92
• 4.6 本章小结92-93
• 第5章 总结与展望93-95
• 5.1 总结93-94
• 5.2 不足与展望94-95
• 参考文献95-99
• 致谢99

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 任继成,刘慎权;区域填充扫描线算法的改进[J];计算机辅助设计与图形学学报;1998年06期

2 孟帅;敬忠良;;AESS动态数字仿真研究[J];微型电脑应用;2012年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 钱云燕;“地形感知与告警系统”阈值研究[D];上海交通大学;2013年

  本文关键词：地形感知和告警系统中地形数据和告警功能的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：350507