空管多传感器数据融合的研究与实现

发布时间：2017-04-29 20:12

  本文关键词：空管多传感器数据融合的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年,我国航空运输总周转量年平均增长率为16.45%。国内多个机场的旅客吞吐量已经位于世界前茅,其中首都机场世界排名第二。需求的快速增长与机场运行保障能力之间的矛盾日益突出,终端区和机场的飞行效率及容量已经成为航空运输业发展的瓶颈。通信、监视和导航是空管之基础。对空监视就是解决“看得见”的问题,“看得见”空中交通管理员才能进行管理与服务。随着导航定位技术的发展,对空监视方式已经由传统的雷达,发展出了多种技术途径,包括:SSR、ADS-B和MLAT等。结合不同监视设备的特性,在管理空域部署多种监视设备,可实现监视系统覆盖更全面,更准确,更可靠,运营成本更低。但是,由于不同的监视定位原理,这些设备所产生的监视定位数据具有不同的特性和误差模型,而且多重覆盖后存在数据冗余,如果将这些数据直接呈现给管制人员,他将看到多个飞机标志在屏幕上闪烁,而且这些标志有不同规律的误差和跳动,导致管制人员无法判别和决策。现代化的空管自动化系统利用高性能计算机系统,按照既定规则对PSR、SSR、ADS和MLAT等的监视数据进行融合,为管制人员提供统一、准确、全面和实时的空情监视数据。传统地基雷达在终端区飞行态势监视中监视范围和精度有限,且部署困难,价格比较昂贵,对基础设施有较高要求。该项目针对传统地基雷达在终端区飞行态势监视中所表现出的缺陷,瞄准国际上终端区监视由地基雷达探测向联合终端区综合监视与协同运行过渡这一发展方向,以及国内终端区建设对全面、精确定位监视系统的迫切需求,重点实现ADS-B、MLAT、二次雷达、气象雷达等多源监视信息采集、融合与质量评估技术;突破空域监视性能监测技术,构建终端区空域监视性能评估与监控体系,提升我国终端区的整体监视水平。本文介绍了项目实施中提出的多雷达数据融合,以及雷达与ADS-B、MLAT等多源异构监视数据的融合方法和规则;并描述了项目实施所构建的计算机硬件系统、通讯网络系统和软件设计;最后通过系统运行数据的统计和分析,验证了所提出的融合算法及系统的有效性。
【关键词】：空管 终端区 监视系统 监视数据融合
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V355;TP202
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 引言11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外技术现状11-12
• 1.2.2 国内技术发展12-13
• 1.3 研究意义13-15
• 1.3.1 研究内容及关键问题13-14
• 1.3.2 承担的主要工作14-15
• 第二章 空管多传感器监视信息融合系统方案设计15-39
• 2.1 概述15
• 2.2 硬件组成15-18
• 2.3 软件组成18-22
• 2.3.1 分布式多层软件体系结构18
• 2.3.2 平台层18-20
• 2.3.3 数据层20-22
• 2.3.4 业务层22
• 2.3.5 软件组成22
• 2.4 网络架构22-23
• 2.5 外部接口23
• 2.6 各分系统23-32
• 2.6.1 多源异构多监视传感器数据接口23-25
• 2.6.2 综合监视信息融合处理25-28
• 2.6.3 冲突预测与告警28
• 2.6.4 综合信息显示28-29
• 2.6.5 系统综合管理29-31
• 2.6.6 综合信息势数据库31-32
• 2.7 综合监视信息融合处理关键技术32-38
• 2.7.1 概述32
• 2.7.2 多源数据融合32-34
• 2.7.3 时空对准34
• 2.7.4 坐标变换34-36
• 2.7.5 航迹关联36-37
• 2.7.6 航迹滤波37
• 2.7.7 多源数据融合系统航迹维护37-38
• 2.8 本章小结38-39
• 第三章 空管多传感器监视信息融合系统详细设计39-90
• 3.1 多源异构多监视传感器数据接口39-45
• 3.1.1 硬件设计39
• 3.1.2 软件设计39-45
• 3.2 综合监视信息融合处理45-59
• 3.2.1 硬件设计45
• 3.2.2 软件设计45-59
• 3.3 冲突预测与告警59-64
• 3.3.1 硬件设计59
• 3.3.2 软件设计59-64
• 3.4 综合信息显示64-70
• 3.4.1 硬件设计64
• 3.4.2 软件设计64-70
• 3.5 系统综合管理70-87
• 3.5.1 硬件设计70
• 3.5.2 软件设计70-87
• 3.6 综合信息数据库库87-89
• 3.6.1 数据库设计生命周期模型87
• 3.6.2 数据库设计方法87-88
• 3.6.3 数据库管理系统88
• 3.6.4 数据分类及数据库组成结构88-89
• 3.7 本章小节89-90
• 第四章 系统测试及验证90-100
• 4.1 终端区综合监视协同运行验证与评估平台90
• 4.2 功能验证90-92
• 4.3 融合性能测试92-99
• 4.3.1 容量测试92-94
• 4.3.2 融合定位精度测试94-99
• 4.4 本章小节99-100
• 第五章 结束语100-101
• 5.1 论文工作总结100
• 5.2 研究前景展望100-101
• 致谢101-102
• 参考文献102-104

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