航空器穿越飞行高度层最小纵向间隔的研究

发布时间：2017-06-28 06:06

  本文关键词：航空器穿越飞行高度层最小纵向间隔的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：日益增长的飞行量同受限的空域资源之间的矛盾已成为制约我国民航事业发展的主要因素。为了增加空域容量、提高管制员工作效率,制定一个航空器穿越飞行高度层之前要满足的最小纵向间隔是非常有必要的。本文通过建立航空器穿越飞行高度层模型,综合考虑飞行技术误差、导航误差和监视误差等随机因素的影响,采用蒙特卡洛方法模拟航空器穿越飞行高度层。通过大量的仿真,计算出航空器穿越飞行高度层之前所需的最小纵向间隔。依据安全间隔相关标准以及管制员指挥航空器穿越飞行高度层的过程建立了穿越飞行高度层模型,并分析了影响安全间隔大小的几种因素。通过地球平面化假定、相应的常用坐标轴系转换以及加入潜在误差建立了适用于民用航空器的飞机动力学模型,在此基础上采用反馈线性化的方法构建了航迹控制模型。以前文的数学模型为基础,采用matlab中的simulink对飞机飞行仿真进行了模块化设计,包括:飞机动力学模块、飞机运动学模块、航迹偏差模块及航迹控制模块,仿真时选用四阶龙格-库塔法对微分方程积分。根据实际需求编写matlab主程序,一方面产生每次积分所用到的随机数,另一方面循环调用仿真模型进行多次仿真。仿真时在不同的初始间隔处计算两架飞机的冲突概率,经过大量仿真并考虑雷达监视位置误差的影响,最终确定航空器穿越飞行高度层之前所需的最小纵向间隔。本文的研究结果对于间隔标准的重新修订以及管制员指挥航空器穿越飞行高度层有一定的参考价值。
【关键词】：飞行高度层 纵向间隔 飞机动力学模型 航迹控制模型 蒙特卡洛方法
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：V328
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究意义及背景10-11
• 1.2 研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究概况12-13
• 1.3 本文的研究目标和内容13-15
• 1.3.1 研究目标13-14
• 1.3.2 研究内容14-15
• 第二章 航空器穿越飞行高度层模型15-23
• 2.1 安全间隔15-18
• 2.1.1 间隔种类15-17
• 2.1.2 间隔标准17-18
• 2.1.3 飞行冲突及风险等级18
• 2.2 穿越飞行高度层所需时间18-19
• 2.3 穿越飞行高度层所需间隔19-22
• 2.3.1 穿越飞行高度层所需间隔的计算模型19-20
• 2.3.2 其他因素的影响20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 飞机运动仿真建模23-36
• 3.1 常用的坐标系及其转换规律23-28
• 3.1.1 常用坐标轴系23-25
• 3.1.2 三维坐标系基元旋转25-26
• 3.1.3 常用坐标系之间的转换26-28
• 3.2 飞机动力学模型28-31
• 3.2.1 航迹坐标系中的质心动力学方程28-30
• 3.2.2 飞机质心运动学方程30-31
• 3.3 航迹控制模型31-34
• 3.3.1 垂直方向航迹控制模型32
• 3.3.2 水平方向航迹控制模型32-34
• 3.4 仿真算法的设计34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 基于蒙特卡洛方法的飞行仿真设计36-46
• 4.1 蒙特卡洛仿真介绍36-37
• 4.1.1 蒙特卡洛仿真的概念36
• 4.1.2 蒙特卡洛仿真的基本思想36
• 4.1.3 蒙特卡洛仿真的基本步骤36-37
• 4.2 飞机飞行仿真模型的具体设计37-43
• 4.2.1 基于simulink的飞机飞行模块化设计38-42
• 4.2.2 matlab中编写主程序42-43
• 4.3 仿真时间的确定43-45
• 4.3.1 我国现行使用高度层标准43-44
• 4.3.2 确定仿真时间44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第五章 穿越飞行高度层最小纵向间隔的确定46-53
• 5.1 穿越飞行高度层所需间隔的初步估计46-49
• 5.1.1 总机载系统误差的分析46-49
• 5.1.2 初步估计纵向间隔49
• 5.2 穿越飞行高度层最小纵向间隔的确定49-51
• 5.2.1 穿越相邻逆向高度层仿真49-51
• 5.2.2 雷达位置监视误差的影响51
• 5.3 本章小结51-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 6.1 论文总结53-54
• 6.2 研究展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59
• 作者简介59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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  本文关键词：航空器穿越飞行高度层最小纵向间隔的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：492745