基于GIS的航班运行态势估计与呈现技术研究

发布时间：2017-08-22 23:22

  本文关键词：基于GIS的航班运行态势估计与呈现技术研究

  更多相关文章： 空中交通管理 航班态势 短期预测 三维可视化 航空安全

【摘要】：为了保障日益拥挤空域的航空器安全、高效地运行,欧美等国启动了新一代空中交通管理系统的研发与建设。航班运行态势的估计及有效显示是新一代空中交通管理系统的重要支撑技术。本论文根据所需性能导航(Required Navigation Performance,RNP)的规则,利用广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)系统获得航空器的轨迹信息,结合三维地理信息系统(Geographic Information System,GIS)实现对航班运行态势的估计与呈现。首先,本论文结合RNP规则在大圆航线的基础上研究了飞行保护区的设计方法,为航班运行态势呈现奠定理论基础。飞行保护区可以有效确定各航空器之间的安全间隔,基于RNP和RNP/AR标准设计保护区,提高了设计精度,有助于提高空域容量。其次,为了实现航班运行态势估计,本论文对ADS-B历史数据进行聚类分析,提取出代表航迹运行规律的经验航迹;随后依据经验航迹及其误差特性,并结合已知航迹信息对航班运行态势进行预测。对航班运行态势的有效估计有利于帮助管制员有预见性地掌握相关空域内的航班运行态势,有效地调控航班运行轨迹,确保航空器安全有效地运行。最后,利用GIS系统World Wind进行二次开发,在三维场景中实现航迹预测、飞行信息、保护区信息和地形剖面等信息三维实时可视化,构建动态信息展示系统。
【关键词】：空中交通管理 航班态势 短期预测 三维可视化 航空安全
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V355
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 研究目的与意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-12
• 1.4 主要研究内容与组织结构12-14
• 1.4.1 本文的主要研究内容12-13
• 1.4.2 本文的组织结构13-14
• 第二章 基于RNP的保护区设计14-22
• 2.1 引言14
• 2.2 所需性能导航与要求授权的所需性能导航14
• 2.3 基于RNP的航路保护区设计14-17
• 2.3.1 设计准则14-15
• 2.3.2 相关参数15-17
• 2.4 基于大圆路径的航迹运算17-21
• 2.4.1 GIS中的坐标转换17-19
• 2.4.2 基于大圆航线的计算方法19-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 基于空管历史数据挖掘的短时航迹预测22-44
• 3.1 航迹数据准备23-27
• 3.1.1 分类23-24
• 3.1.2 多航迹分离24-25
• 3.1.3 重复点剔除25
• 3.1.4 异常航迹点剔除25-26
• 3.1.5 航迹冗余信息剔除26-27
• 3.2 聚类分析与经验航迹生成27-35
• 3.2.1 航迹群采样27-28
• 3.2.2 采样数据聚类分析28-34
• 3.2.3 经验航迹生成34-35
• 3.3 基于经验航迹的航迹预测35-36
• 3.4 实验36-41
• 3.4.1 实验数据与参数设置36-37
• 3.4.2 实验结果与分析37-41
• 3.5 适用情况41-42
• 3.6 经验航迹的更新42
• 3.7 本章小结42-44
• 第四章 基于World Wind Java的航班信息估计与显示系统44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 系统总体描述44-46
• 4.3 功能模块46-50
• 4.3.1 数据处理46-47
• 4.3.2 地图与高程数据配置47-48
• 4.3.3 展示内容48-50
• 4.4 仿真分析50-53
• 4.5 本章小结53-55
• 第五章 总结55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-62
• 攻读硕士期间所发表的论文62

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本文编号：721656