基于航迹的飞行冲突探测与解脱算法的研究

发布时间：2017-06-15 14:11

  本文关键词：基于航迹的飞行冲突探测与解脱算法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：如果能够实现更加优化的4D航迹管理,那么在理论上将能够缓解当前空域资源紧张和空中交通拥堵的问题,而伴随而来的就是对航空器飞行冲突的预测与解决问题。本文从航空器飞行冲突探测和解脱的算法研究入手,提出了相应的改进算法。本文主要工作内容分为以下两大部分:1.针对提高飞行冲突探测的精准度,以减小假警报率,用高斯-厄米特滤波器(GHF)来产生重要性概率密度函数,利用高斯-厄米特粒子滤波(GHPF)算法预测飞行轨迹,计算飞行冲突概率,并与标准粒子滤波仿真结果进行比较。仿真结果表明,与标准粒子滤波和传统观测相比,GHPF在精确估计飞行轨迹上,追踪精度更高,计算飞行冲突概率更加准确,能够应用于早期航空器飞行冲突研究中去。2.飞行冲突解脱是航空器安全运行的关键,为融合粒子群搜索算法全局搜索的快速收敛特性和变邻域搜索算法的局部搜索能力,提出了用变邻域搜索改进的粒子群算法,该算法继承二者优势,能够有效的解决冲突问题。仿真结果验证了该算法能够快速的搜索到全局最优解,并能提高最终解脱航迹的质量。
【关键词】：4D航迹管理 飞行冲突探测 飞行冲突解脱 高斯-厄米特粒子滤波 变邻域搜索 改进粒子群算法
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V355;TP18
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景和意义9
• 1.2 研究目的9-10
• 1.3 国内外研究现状10-12
• 1.3.1 国外研究现状10-11
• 1.3.2 国内研究现状11-12
• 1.4 论文研究内容12-13
• 1.5 论文的组织架构13-14
• 第二章 飞行冲突探测与解脱的理论基础14-21
• 2.1 安全间隔与冲突概述14-17
• 2.1.1 安全间隔与飞行冲突14
• 2.1.2 飞行冲突探测14-15
• 2.1.3 飞行冲突解脱15
• 2.1.4 航路坐标系15-17
• 2.2 飞行冲突探测模型及算法17-18
• 2.2.1 航空器碰撞风险模型17-18
• 2.2.2 冲突概率估计方法18
• 2.3 飞行冲突解脱模型及方法18-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 基于高斯-厄米特粒子滤波的飞行冲突探测方法21-33
• 3.1 问题描述与模型建立21-22
• 3.2 标准粒子滤波算法22-24
• 3.2.1 粒子滤波22-24
• 3.2.2 标准粒子滤波算法24
• 3.3 高斯-厄米特粒子滤波改进的冲突探测算法24-28
• 3.3.1 高斯-厄米特积分公式25-26
• 3.3.2 高斯-厄米特粒子滤波器26-27
• 3.3.3 高斯-厄米特粒子滤波算法27-28
• 3.3.4 飞行冲突概率计算28
• 3.4 实例仿真验证与数据分析28-31
• 3.5 结论31-33
• 第四章 基于用变邻域搜索改进的粒子群优化算法的飞行冲突解脱方法33-48
• 4.1 问题与假设33-35
• 4.2 粒子群优化算法35-38
• 4.2.1 粒子群算法的基本流程36
• 4.2.2 用粒子群算法解决飞行冲突36-38
• 4.3 变邻域搜索算法38-41
• 4.3.1 局部搜索与邻域结构设计38-39
• 4.3.2 变邻域搜索算法流程39-40
• 4.3.3 用变邻域搜索算法进行冲突解脱40-41
• 4.4 用变邻域搜索改进的粒子群算法41-43
• 4.5 仿真与验证分析43-46
• 4.5.1 两架航空器二维平面内的解脱43-44
• 4.5.2 四架航空器飞行冲突问题44-46
• 4.6 总结与分析46-48
• 第五章 总结与展望48-50
• 5.1 研究工作总结48-49
• 5.2 未来研究的展望49-50
• 参考文献50-54
• 致谢54-55
• 作者简介55
• 教育经历55
• 参与项目55
• 就读研究生期间的论文55

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本文编号：452659