基于概率模型的飞行冲突探测技术研究

发布时间：2017-07-18 02:12

  本文关键词：基于概率模型的飞行冲突探测技术研究

  更多相关文章： 空中交通管制 飞行冲突探测 解析算法 随机化 高斯累积分布

【摘要】：随着国经济快速发展,民航运输业呈现蓬勃发展的繁荣景象。我国复杂的空域环境和飞行流量的快速增长,飞行冲突发生概率大大提高。空中交通管制系统是空中交通管制员维护空中交通秩序的重要工具,而有效的飞行冲突探测算法是防止发生飞行冲突的根本技术手段。经典的概率型飞行冲突探测算法有Paielli提出的解析型冲突探测算法和Prandini提出的随机化冲突探测算法。Paielli将两架飞机相遇过程中的联合协方差保持定值,近似得到两架飞机相遇过程总的冲突概率。Prandini取两架飞机冲突探测时间内的N个点,采用随机化方法求出这些时间点上的冲突概率,比较得到最大冲突概率。研究发现,由Paielli算法得到的计算结果存在一定的误差,且两种经典算法由于判断准则不同,在一定的条件下判断结果存在矛盾。本文采用Paielli解析模型,采用与椭圆相切的矩形积分区域替代方法近似求取冲突概率。另外,为了优化计算结果,可以去除积分误差面积内的最大矩形和最大三角形。通过近似高斯累积分布函数,可以精确得到二维正态分布函数在三角形内的积分值。通过数值积分的方法,可以验证本文提出改进算法的有效性。本算法可以应用到新一代空中交通管制系统的冲突探测算法中,避免发生飞行冲突。
【关键词】：空中交通管制 飞行冲突探测 解析算法 随机化 高斯累积分布
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V355
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本文主要的工作及创新点12-14
• 第二章 飞行安全间隔标准14-19
• 2.1 空中交通管制方式14-15
• 2.2 飞行间隔分类15-18
• 2.2.1 程序管制下的飞行间隔标准17
• 2.2.2 雷达管制下的飞行间隔标准17-18
• 2.3 空中相撞的风险等级划分18-19
• 第三章 基于概率模型的冲突探测方法19-41
• 3.1 引言19
• 3.2 航空器预测航迹误差模型19-24
• 3.2.1 坐标系19-20
• 3.2.2 航空器航迹误差方程20-22
• 3.2.3 预测航迹误差椭圆22-24
• 3.3 Paielli解析计算模型24-29
• 3.3.1 航迹误差联合协方差24-26
• 3.3.2 坐标系转化26-27
• 3.3.3 冲突概率求取27-29
• 3.4 经典冲突探测算法分析29-32
• 3.4.1 Paielli解析算法误差性分析29-30
• 3.4.2 Paielli算法与Prandini算法之间的联系分析30-32
• 3.5 改进的飞行冲突概率算法32-35
• 3.5.1 筛选潜在冲突对32-33
• 3.5.2 坐标系正交变换33-34
• 3.5.3 与椭圆相切的矩形替代方法34-35
• 3.6 仿真结果35-39
• 3.7 本章小结39-41
• 第四章 冲突概率积分的几何切割近似法41-61
• 4.1 引言41-42
• 4.2 切割最大几何图形积分近似算法42-47
• 4.2.1 切割最大矩形积分近似法42-44
• 4.2.2 切割最大三角形积分近似法44-47
• 4.3 标准的二维正态分布函数在三角形内积分47-57
• 4.3.1 高斯累积分布函数的显式表达式47-54
• 4.3.2 标准的二维正态分布函数在三角形内积分54-57
• 4.4 仿真结果57-59
• 4.5 本章小结59-61
• 第五章 结论61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66

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本文编号：555566