CAVS可用性预测理论研究
发布时间：2021-06-13 21:58
驾驶舱交通信息显示（CDTI）辅助目视间隔（CAVS）是一种基于ADS-B IN监视信息的飞行运行应用,在目视进近阶段CAVS帮助驾驶员与加装ADSB OUT/IN的前序航空器（TTF）保持目视间隔。CAVS运行基于全球卫星导航系统,并对其精度、完好性等提出严格的要求。美国利用ADS-B技术结合卫星技术对实施ADS-B运行航路进行ADS-B可用性预测,判断ADS-B是否可用。本文针对CAVS可用性预测,主要做了以下工作。首先,本文介绍了GNSS及ADS-B的基本工作原理,针对CAVS功能和运行方式进行了简要介绍,深入研究导航位置精度和完好性这两个重要参数,并对其进行仿真计算。然后,分析研究QAR与ADS-B空地数据的关联性,建立实施CAVS运行的评估方法,完成CAVS监视应用界面仿真。对空地数据仿真分析,得到该数据可以满足CAVS运行数据质量一致性要求,并对试飞数据进行水平、航向道和下滑道偏差分析,分析比较TCAS和CAVS最小运行间隔的范围。最后,对CAVS运行建立碰撞风险模型,结合预测的导航性能数据计算出碰撞概率,分析和验证基于预测数据下CAVS应用的间隔安全性。
【文章来源】：中国民用航空飞行学院四川省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CAVS运行流程图
10式中，uδt为接收机钟差，c代表光速。假设接收机测得n颗卫星的距离，便可通过式（2.1）方程组计算得到接收机坐标位置，该方程式有接收机三维位置坐标与时钟差四个未知数。通过四个或四个以上的方程，利用最小二乘法或卡尔曼滤波可以解出上述四个未知数，便可获得接收机位置坐标，如图2.1所示。图2.1GNSS定位原理2.1.2ADS-B工作原理ADS-B是广播式自动相关监视的英文缩写。ADS-B包含以下含义：自动(Automatic)：全天候运行，无需职守；相关(Dependent)：它只需要于依赖精确GNSS定位数据；监视(Surveillance)：监视（获得）飞机位置、高度、速度、航向、识别号和其它信息；广播(Broadcast)：无需应答，飞机之间或与地面站互相广播各自的数据信息。ADS-B的机载功能可以分为两类：发送（OUT）消息和接收（IN）消息。ADS-BOUT是指航空器以一定的周期向其它航空器或地面空中管制员发送飞机位置信息和其它附加信息，包括飞机识别信息、位置、高度、速度、方向和爬升率。OUT是机载ADS-B设备的基本功能，地面站通过接收飞机机载ADS-B设备发送的OUT信息，监视空中交通状况信息，起到类似于雷达监视且优于雷达监视的功能。工作原理图2.2所示。
11ADS-BIN是指本航空器接收周围航空器发送的ADS-BOUT信息或地面服务设备发送的信息，结合自身位置可以计算获得自身航空器周边的交通状况，为机组提供运行支持。ADS-BIN的一个典型应用是机组通过交通信息驾驶舱显示屏（CDTI）获知其他运行中的航空器具体情况。ADS-BIN设备的加装为飞行员提高交通意识，提供检测冲突、确定四维冲突和协助避免冲突的能力，进而提高飞行安全性。其功能原理如图2.3所示。图2.2ADS-BOUT工作原理示意图图2.3ADS-BIN工作原理示意图ADS-BIN监视应用主要包括：增强目视搜索（EVAcq）、基本空中情景意识（AIRB）、进近目视间隔（VSA）、基本场面情景意识（SURF）、高度层变更程序(ITP)、ADS-B交通咨询系统（ATAS）和CDTI辅助目视间隔（CAVS）等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同运行模式下的远距平行跑道容量研究[J]. 孙海勇,刘裕旭. 航空计算技术. 2019(05)
[2]ADS-B监视技术功能探讨及特点分析——基于1090ES数据链[J]. 高永刚. 现代商贸工业. 2018(04)
[3]平行跑道运行模式对终端区交通流特性的影响研究[J]. 张洪海,范围,廖志华,蒋京芩. 交通运输系统工程与信息. 2017(03)
[4]ADS-B采用雷达管制间隔标准的分析研究[J]. 万光洁. 中国西部科技. 2011(31)
[5]GPS卫星坐标计算及几何精度因子[J]. 廖春招. 矿山测量. 2011(04)
[6]基于CAP模型的ADS-B管制间隔标准评估[J]. 陈亚青,刘懿,李士刚. 科学技术与工程. 2011(17)
[7]一种使用ADS-B实施3海里管制间隔的安全性算法分析[J]. 黄晋. 科技管理研究. 2010(13)
[8]卫星导航系统HDOP和VDOP的研究[J]. 张淼艳,张军,朱衍波. 遥测遥控. 2009(02)
[9]基于灰色粒子群算法的可靠性稳健优化设计[J]. 刘仁云,张义民,于繁华. 吉林大学学报(工学版). 2006(06)
[10]ADS-B在欧洲[J]. 王鲁杰. 空中交通管理. 2006(11)
硕士论文
[1]基于ADS-B IN的ITP监视理论研究[D]. 王秋拾.中国民用航空飞行学院 2019
[2]基于ADS-B技术的通航飞行器风险分级方法研究[D]. 霍佳楠.河北科技大学 2017
[3]1090ES和UAT模式下ADS-B信号数字接收机的关键技术研究[D]. 李珂.哈尔滨工程大学 2014
[4]民机TCAS机动策略与仿真研究[D]. 沈佳峰.上海交通大学 2011
[5]实际导航性能（ANP）算法研究[D]. 郭磊.中国民航大学 2010
[6]平行跑道安全间隔评估模型研究[D]. 张秀辉.中国民航大学 2008
本文编号：3228418
【文章来源】：中国民用航空飞行学院四川省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CAVS运行流程图
10式中，uδt为接收机钟差，c代表光速。假设接收机测得n颗卫星的距离，便可通过式（2.1）方程组计算得到接收机坐标位置，该方程式有接收机三维位置坐标与时钟差四个未知数。通过四个或四个以上的方程，利用最小二乘法或卡尔曼滤波可以解出上述四个未知数，便可获得接收机位置坐标，如图2.1所示。图2.1GNSS定位原理2.1.2ADS-B工作原理ADS-B是广播式自动相关监视的英文缩写。ADS-B包含以下含义：自动(Automatic)：全天候运行，无需职守；相关(Dependent)：它只需要于依赖精确GNSS定位数据；监视(Surveillance)：监视（获得）飞机位置、高度、速度、航向、识别号和其它信息；广播(Broadcast)：无需应答，飞机之间或与地面站互相广播各自的数据信息。ADS-B的机载功能可以分为两类：发送（OUT）消息和接收（IN）消息。ADS-BOUT是指航空器以一定的周期向其它航空器或地面空中管制员发送飞机位置信息和其它附加信息，包括飞机识别信息、位置、高度、速度、方向和爬升率。OUT是机载ADS-B设备的基本功能，地面站通过接收飞机机载ADS-B设备发送的OUT信息，监视空中交通状况信息，起到类似于雷达监视且优于雷达监视的功能。工作原理图2.2所示。
11ADS-BIN是指本航空器接收周围航空器发送的ADS-BOUT信息或地面服务设备发送的信息，结合自身位置可以计算获得自身航空器周边的交通状况，为机组提供运行支持。ADS-BIN的一个典型应用是机组通过交通信息驾驶舱显示屏（CDTI）获知其他运行中的航空器具体情况。ADS-BIN设备的加装为飞行员提高交通意识，提供检测冲突、确定四维冲突和协助避免冲突的能力，进而提高飞行安全性。其功能原理如图2.3所示。图2.2ADS-BOUT工作原理示意图图2.3ADS-BIN工作原理示意图ADS-BIN监视应用主要包括：增强目视搜索（EVAcq）、基本空中情景意识（AIRB）、进近目视间隔（VSA）、基本场面情景意识（SURF）、高度层变更程序(ITP)、ADS-B交通咨询系统（ATAS）和CDTI辅助目视间隔（CAVS）等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同运行模式下的远距平行跑道容量研究[J]. 孙海勇,刘裕旭. 航空计算技术. 2019(05)
[2]ADS-B监视技术功能探讨及特点分析——基于1090ES数据链[J]. 高永刚. 现代商贸工业. 2018(04)
[3]平行跑道运行模式对终端区交通流特性的影响研究[J]. 张洪海,范围,廖志华,蒋京芩. 交通运输系统工程与信息. 2017(03)
[4]ADS-B采用雷达管制间隔标准的分析研究[J]. 万光洁. 中国西部科技. 2011(31)
[5]GPS卫星坐标计算及几何精度因子[J]. 廖春招. 矿山测量. 2011(04)
[6]基于CAP模型的ADS-B管制间隔标准评估[J]. 陈亚青,刘懿,李士刚. 科学技术与工程. 2011(17)
[7]一种使用ADS-B实施3海里管制间隔的安全性算法分析[J]. 黄晋. 科技管理研究. 2010(13)
[8]卫星导航系统HDOP和VDOP的研究[J]. 张淼艳,张军,朱衍波. 遥测遥控. 2009(02)
[9]基于灰色粒子群算法的可靠性稳健优化设计[J]. 刘仁云,张义民,于繁华. 吉林大学学报(工学版). 2006(06)
[10]ADS-B在欧洲[J]. 王鲁杰. 空中交通管理. 2006(11)
硕士论文
[1]基于ADS-B IN的ITP监视理论研究[D]. 王秋拾.中国民用航空飞行学院 2019
[2]基于ADS-B技术的通航飞行器风险分级方法研究[D]. 霍佳楠.河北科技大学 2017
[3]1090ES和UAT模式下ADS-B信号数字接收机的关键技术研究[D]. 李珂.哈尔滨工程大学 2014
[4]民机TCAS机动策略与仿真研究[D]. 沈佳峰.上海交通大学 2011
[5]实际导航性能（ANP）算法研究[D]. 郭磊.中国民航大学 2010
[6]平行跑道安全间隔评估模型研究[D]. 张秀辉.中国民航大学 2008
本文编号：3228418
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