ADS-B与TCAS II数据融合算法研究 被引量：2

1

作者 倪育德 马宇申 刘萍 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2015年第22期218-221,251,共5页

面对空中交通密度越来越大,TCAS II在实际应用中暴露出的虚警和不必要告警等问题愈加明显。为了提供可靠连续的监视信息,提高防撞系统的性能,给出了一种ADS-B与TCAS II组合监视数据融合算法。该算法首先建立了飞机状态空间模型,并分析了... 面对空中交通密度越来越大,TCAS II在实际应用中暴露出的虚警和不必要告警等问题愈加明显。为了提供可靠连续的监视信息,提高防撞系统的性能,给出了一种ADS-B与TCAS II组合监视数据融合算法。该算法首先建立了飞机状态空间模型,并分析了ADS-B和TCAS II数据内容和特点,然后研究了数据融合前需要解决的关键问题,利用Kalman滤波器对数据进行处理,采用了在线性最小方差意义下的按标量加权最优信息融合准则和算法对数据进行融合。对该算法进行仿真,结果表明融合后的数据估计误差比任何一个传感器单独估计的误差都要小,说明该算法能够得到较高精度的数据,有效增强了防撞系统的性能。 展开更多

关键词 广播式自动相关监视 空中交通警戒与防撞系统 数据融合 卡尔曼滤波

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飞行仿真中的TCAS建模方法 被引量：3

2

作者 苏彬 胡俊 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2010年第A01期258-261,共4页

介绍了飞行仿真系统中空中交通警戒与防撞系统(TCAS)的一种仿真实现方法。对闯入飞机进行了运动方程建模,介绍了TCAS基本参数计算方法,分析了TCAS系统逻辑,利用全局处理模式设计了实时仿真中的完备的逻辑处理流程,完成了实时仿真系统中... 介绍了飞行仿真系统中空中交通警戒与防撞系统(TCAS)的一种仿真实现方法。对闯入飞机进行了运动方程建模,介绍了TCAS基本参数计算方法,分析了TCAS系统逻辑,利用全局处理模式设计了实时仿真中的完备的逻辑处理流程,完成了实时仿真系统中的TCAS仿真,该建模方法已在某项目中成功投入使用。 展开更多

关键词 空中交通警戒与防撞系统 飞行仿真 全局处理模式

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通航飞机避碰区域防撞模型的等效性研究 被引量：6

3

作者 彭良福 颜悦 +1 位作者 石佳奇 陈亦鲜 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期95-99,共5页

为克服现有TCASⅡ只能提供垂直方向防撞措施的局限性,有必要建立通航飞机的多维机动防撞模型。基于低空空域通航飞机飞行防撞的特点,采用以包围体形成最小安全保护区的方法,分别建立以球体和圆柱体为包围体的通航飞机防撞模型。通过将... 为克服现有TCASⅡ只能提供垂直方向防撞措施的局限性,有必要建立通航飞机的多维机动防撞模型。基于低空空域通航飞机飞行防撞的特点,采用以包围体形成最小安全保护区的方法,分别建立以球体和圆柱体为包围体的通航飞机防撞模型。通过将包围体模型投影到水平和垂直方向上,再把水平和垂直2个方向的结果进行逻辑"与"运算,使复杂的三维防撞问题简化为2个二维防撞问题。采用3D游戏与计算机图形学中关于相交性检测的方法,对通航飞机的分别以本机和侵入机为参考中心的2个防撞模型进行分析和比较。结果表明,分别以本机和侵入机为参考中心建立的2个基于避碰区域(CAZ)的通航飞机防撞模型是完全等效的。 展开更多

关键词 通航飞机 机载防撞系统(tcasⅱ) 包围体 避碰区域(CAZ) 相交性检测

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机载防撞系统垂直防撞的物理模型 被引量：6

4

作者 彭良福 林云松 《电讯技术》 北大核心 2010年第8期7-11,共5页

如何准确预测和估算本机与入侵飞机相遇时在最接近点的垂直间隔距离,是机载防撞系统(TCAS)在垂直方向上选择防撞措施的关键问题。采用空间相遇几何学的方法,建立了本机与入侵飞机相遇时垂直防撞的两种物理模型,基于该模型推导出了预测... 如何准确预测和估算本机与入侵飞机相遇时在最接近点的垂直间隔距离,是机载防撞系统(TCAS)在垂直方向上选择防撞措施的关键问题。采用空间相遇几何学的方法,建立了本机与入侵飞机相遇时垂直防撞的两种物理模型,基于该模型推导出了预测两机之间垂直间隔距离的计算公式,并且进行了计算机仿真。仿真结果表明,该模型能够准确预测本机与入侵飞机相遇时在最接近点的垂直间隔距离。最后,给出了本机在垂直方向上选择防撞措施的决策咨询条件和逻辑处理流程。 展开更多

关键词 机载防撞系统(tcas) 垂直决策咨询 防撞模型

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基于SSR和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统设计 被引量：3

5

作者 彭良福 林云松 黄勤珍 《电讯技术》 北大核心 2012年第5期609-614,共6页

由于设备性能的限制,民航飞机目前使用的机载防撞系统TCASⅡ不能适用于编队飞行防撞。为了解决飞机编队飞行防撞以及与民航飞机TCASⅡ兼容的问题,给出了一种基于二次雷达(SSR)和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统的设计方案。该方案采用... 由于设备性能的限制,民航飞机目前使用的机载防撞系统TCASⅡ不能适用于编队飞行防撞。为了解决飞机编队飞行防撞以及与民航飞机TCASⅡ兼容的问题,给出了一种基于二次雷达(SSR)和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统的设计方案。该方案采用了TCAS主动监视和被动监视相结合的方法,利用唯一的24位S模式地址来识别和归类目标飞机,将TCAS的监视数据和ADS-B的监视数据进行数据融合来完成对目标飞机的监视和跟踪。通过将大型编队划分为多个编队单元的方法,由长机负责保持各个编队单元之间的安全间距。采用收发器将长机产生的位置保持和碰撞避免的操纵指令通过高频数据链路传送给各个编队单元,各个编队成员按照操纵指令调整自己飞机的位置,完成对整个编队的位置保持和碰撞避免的集中控制和分散执行。该方案可以为机载编队防撞系统的设计和实现提供参考和帮助。 展开更多

关键词 机载防撞系统(tcas) 编队飞行防撞 广播式自动相关监视(ADS-B) 二次雷达 混合监视

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ARINC735A接口协议的设计与实现 被引量：4

6

作者 刘志刚 林云松 彭良福 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2009年第4期819-823,共5页

为了实现机载防撞系统(TCAS)主机与外围功能单元的高效连接,需要定义和设计相关的接口协议。根据美国航空无线电设备标准ARINC735A定义的TCAS系统必须满足的DO-185A的接口和协议,分析和讨论了ARINC735A协议模块在TCAS系统中的功能和上... 为了实现机载防撞系统(TCAS)主机与外围功能单元的高效连接,需要定义和设计相关的接口协议。根据美国航空无线电设备标准ARINC735A定义的TCAS系统必须满足的DO-185A的接口和协议,分析和讨论了ARINC735A协议模块在TCAS系统中的功能和上下文关系,在此基础上详细描述了ARINC735A协议模块各组件的功能。采用软件工程的设计方法,系统地定义和设计了实现该协议模块功能组件的状态和流程,并给出了相应的状态转换图。讨论了在嵌入式环境下对AR-INC735A的多任务实现方法,并且在VxWorks嵌入式操作系统环境下,实现了ARINC735A协议的多任务软件模块。 展开更多

关键词 ARINC735A协议 机载防撞系统 多任务 状态转换图 嵌入式操作系统

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机载防撞系统水平防撞模型的建模与仿真 被引量：4

7

作者 彭良福 林云松 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2010年第4期16-20,共5页

针对下一代机载防撞系统水平防撞的功能要求,采用相对距离水平投影的方法,根据空间碰撞威胁度和时间碰撞威胁度的理论依据,建立了水平方向的冲突探测和防撞模型,并利用伽利略相对性原理导出了本机与入侵飞机之间的投影水平相遇距离和到... 针对下一代机载防撞系统水平防撞的功能要求,采用相对距离水平投影的方法,根据空间碰撞威胁度和时间碰撞威胁度的理论依据,建立了水平方向的冲突探测和防撞模型,并利用伽利略相对性原理导出了本机与入侵飞机之间的投影水平相遇距离和到最接近点的预留时间的计算公式。阐明了水平防撞模型的建模方法,制定出机载防撞系统水平防撞功能的仿真测试方案,并进行了基于时间流的计算机仿真和测试。仿真结果表明:该模型不仅能够预测出飞机在各个时间的相对方位、相对距离和相对高度,而且可以给出合理的水平机动措施,为飞行员提供左转或右转的角度指示以避免空中相撞。 展开更多

关键词 机载防撞系统(tcas) 广播式自动相关监视(ADS-B) 水平防撞 建模仿真

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一种新的通用航空机载防撞逻辑设计方法 被引量：2

8

作者 林云松 彭良福 +1 位作者 傅勇 叶睿 《电讯技术》 北大核心 2017年第10期1114-1121,共8页

由于机载防撞系统(TCAS)是针对具有较大垂直高度变化率的大型飞机设计的,系统设定条件和与之相关的解脱建议并不能适用于通航飞机。针对通用航空的防撞问题,提出了一种基于马尔可夫决策过程(MDP)的防撞逻辑设计方法。首先,将飞机空中相... 由于机载防撞系统(TCAS)是针对具有较大垂直高度变化率的大型飞机设计的,系统设定条件和与之相关的解脱建议并不能适用于通航飞机。针对通用航空的防撞问题,提出了一种基于马尔可夫决策过程(MDP)的防撞逻辑设计方法。首先,将飞机空中相遇过程的动态模型转换为离散转移函数;然后,基于防撞系统结果事件末端效用函数进行MDP建模,采用动态规划方法导出了最优防撞逻辑的迭代方程;最后,给出了通航飞机最优化防撞逻辑的设计流程并对最优防撞逻辑进行了计算机仿真。仿真结果表明,通过调整效用比参数可以在保证安全性能的同时有效降低系统告警率。在垂直相遇高度小于30 m的相遇过程占比高达18%的情况下,当告警率大于0.85时系统的碰撞概率仅为2.88×10-4左右。该设计方法对我国在低空空域通用飞机防撞系统的研究具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 通用航空 低空空域 机载防撞系统 马尔可夫决策过程 最优防撞逻辑

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编队飞行防撞系统防撞模型研究 被引量：1

9

作者 彭良福 林云松 《电讯技术》 北大核心 2009年第11期1-5,共5页

针对飞机编队飞行防撞系统的功能要求,采用时间碰撞威胁度和空间碰撞威胁度的方法建立了编队飞行碰撞威胁的探测模型,给出了基于机载防撞系统的编队飞行模拟测试系统的仿真方法和测试方案,并且进行了计算机仿真和测试。仿真结果表明,该... 针对飞机编队飞行防撞系统的功能要求,采用时间碰撞威胁度和空间碰撞威胁度的方法建立了编队飞行碰撞威胁的探测模型,给出了基于机载防撞系统的编队飞行模拟测试系统的仿真方法和测试方案,并且进行了计算机仿真和测试。仿真结果表明,该编队飞机防撞模型能够为飞行员提供侵犯告警咨询信息和正确编队的位置指示。 展开更多

关键词 编队飞行 机载防撞系统 侵犯告警 建模与仿真

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机载防撞系统干扰限制功能的设计与实现

10

作者 林云松 彭良福 +1 位作者 傅勇 叶睿 《电讯技术》 北大核心 2014年第12期1593-1600,共8页

针对机载防撞系统(TCAS)空对空通信时存在的同步混扰,采用飞机分布因子结合问询功率和问询速率的控制方法,建立了干扰限制的数学模型,给出了TCAS监视功能干扰限制的设计流程。按照DO-185B标准定义的高密度飞机分布环境,采用计算机仿真... 针对机载防撞系统(TCAS)空对空通信时存在的同步混扰,采用飞机分布因子结合问询功率和问询速率的控制方法,建立了干扰限制的数学模型,给出了TCAS监视功能干扰限制的设计流程。按照DO-185B标准定义的高密度飞机分布环境,采用计算机仿真得到了TCAS干扰限制功能在高密度空域中统计性能,对不同监视区域中TCAS应答机的占用率与DO-185B的设计需求进行比较,验证了设计的干扰限制功能的有效性和实用性。仿真结果表明干扰限制算法能够满足高密度空域中TCAS监视功能的要求,在TCAS干扰限制功能的设计和性能评估方面具有实际应用价值。 展开更多

关键词 机载防撞系统 干扰限制 同步混扰 小声呼叫问询 监视功能

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改进蚁群算法的飞机冲突解脱路径规划方法 被引量：20

11

作者 倪壮 肖刚 +1 位作者 敬忠良 李旻哲 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第4期130-133,共4页

冲突解脱是空中交通防撞系统中一个关键问题。提出了一种基于改进蚁群算法的冲突解脱路径规划方法。该方法通过优化蚁群算法初始搜索角度,减少了盲目搜索的时间。此外,在搜索过程中引入"精英策略",对当前时刻寻找的最优解给... 冲突解脱是空中交通防撞系统中一个关键问题。提出了一种基于改进蚁群算法的冲突解脱路径规划方法。该方法通过优化蚁群算法初始搜索角度,减少了盲目搜索的时间。此外,在搜索过程中引入"精英策略",对当前时刻寻找的最优解给予额外的信息素增强,使得算法的搜索具有一定的方向性,从而得到更优的规划路径,缩短算法的搜索时间。通过仿真验证,改进后的算法可以得到更优的冲突解脱路径,算法效率更高,在空中交通防撞系统中具有较好的发展前景。 展开更多

关键词 空中交通防撞系统 冲突解脱 蚁群算法 精英策略 角度信息

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引入自动驾驶仪时空中交通防撞系统的仿真

12

作者 顾博 肖刚 敬忠良 《电光与控制》 北大核心 2012年第7期9-12,共4页

空中交通防撞的主要功能是对本机和入侵目标机位置的预测以及在预测后对冲突的处理。在防撞过程中,入侵飞机的轨迹突然发生比较大的机动,则原有的防撞策略失效。2009年欧洲航空安全局认证通过了自动驾驶仪在避撞时与防撞系统耦合的方法... 空中交通防撞的主要功能是对本机和入侵目标机位置的预测以及在预测后对冲突的处理。在防撞过程中,入侵飞机的轨迹突然发生比较大的机动,则原有的防撞策略失效。2009年欧洲航空安全局认证通过了自动驾驶仪在避撞时与防撞系统耦合的方法,使问题得到了一定的解决。对避撞系统加入自动驾驶仪的方法进行了研究建模,并且对解决的情况进行了仿真,为民航空中交通避撞提出了一种新的思路。 展开更多

关键词 空中交通防撞 自动驾驶仪 虚警 漏警

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空中交通告警与防撞系统性能影响因素分析 被引量：1

13

作者 翟宁 刘心刚 鲍中 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期104-107,共4页

在高密度空域中,存在大量的飞机之间的询问信号及应答信息。空域信号之间在频率上、时间上都有可能会发生重叠,形成干扰,最终影响到飞机之间监视跟踪性能。本文在简要介绍了空中交通告警与防撞系统的背景、功能以及基本工作原理的基础上... 在高密度空域中,存在大量的飞机之间的询问信号及应答信息。空域信号之间在频率上、时间上都有可能会发生重叠,形成干扰,最终影响到飞机之间监视跟踪性能。本文在简要介绍了空中交通告警与防撞系统的背景、功能以及基本工作原理的基础上,针对高密度空域环境下,影响空中交通告警与防撞系统性能的因素进行了归纳和分析,对于同步干扰、异步干扰、多径干扰等进行了阐述及影响分析。并且针对不同的影响情况,归纳出相应的解决措施。 展开更多

关键词 交通告警与防撞系统 同步干扰 异步干扰 多径干扰

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一种基于相控阵天线的前向机载防撞系统 被引量：1

14

作者 杨沛斌 张紫潇 赵永库 《电讯技术》 北大核心 2023年第8期1145-1150,共6页

由于传统飞机的机载防撞系统天线突出飞机表面,对飞机天线布局和气动有一定在影响,且监视距离较近。设计了一种基于相控阵天线的前向机载防撞系统,综合利用飞机机翼等结构共形设计,与飞机同频段功能天线实现共用,降低了天线布局压力及... 由于传统飞机的机载防撞系统天线突出飞机表面,对飞机天线布局和气动有一定在影响,且监视距离较近。设计了一种基于相控阵天线的前向机载防撞系统,综合利用飞机机翼等结构共形设计,与飞机同频段功能天线实现共用,降低了天线布局压力及对飞机气动影响。同时由于采用数字相控阵形成和/差波束的单脉冲测角的方式进行目标方位测算,相对于传统的双通道比幅/比相的测角方式,能够较大地提高系统对目标的测角精度,有效提升机载防撞系统性能。 展开更多

关键词 机载防撞系统(tcas) 相控阵天线 前向交通告警

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