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基于TCASⅡ和ADS-B的组合监视防撞系统研究 被引量:16
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作者 何桂萍 徐亚军 《电光与控制》 北大核心 2011年第4期61-64,共4页
为了有效地保持空中运行航空器的最小安全间隔和增加空域容量,急需发展独立可靠的空空监视和冲突检测与防撞系统。提出一种集合TCASⅡ和ADS-B技术的组合监视防撞系统,它以TCASⅡ为基础,将ADS-B信息和TCASⅡ信息融合送入TCASⅡ决策单元,... 为了有效地保持空中运行航空器的最小安全间隔和增加空域容量,急需发展独立可靠的空空监视和冲突检测与防撞系统。提出一种集合TCASⅡ和ADS-B技术的组合监视防撞系统,它以TCASⅡ为基础,将ADS-B信息和TCASⅡ信息融合送入TCASⅡ决策单元,提供机载监视、冲突检测和决策信息;同时以基于当前统计模型的卡尔曼滤波算法为基础,针对该系统提出了一种最优数据融合估计算法。最后通过一个仿真实例验证了该组合监视数据融合算法在提高目标跟踪精度上的有效性。该方法增加了机载监视范围,提高了冲突检测精度,增强了防撞功能。 展开更多
关键词 组合监视 数据融合 防撞系统 tcas ADS-B
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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
2
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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机载防撞系统水平防撞模型的建模与仿真 被引量:4
3
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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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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某型运输机机载防撞系统交联实现方案 被引量:3
5
作者 田建学 魏俊淦 贾绍文 《电讯技术》 北大核心 2013年第8期983-987,共5页
为了减少和避免飞机相撞的危险,飞机上需要加装机载防撞系统。但是机载防撞系统不是一个独立的系统,需要与其他机载设备交联。通过分析机载防撞系统交联关系以及与机载设备的接口特性,提出了某型运输机机载防撞系统与原机设备通过研制... 为了减少和避免飞机相撞的危险,飞机上需要加装机载防撞系统。但是机载防撞系统不是一个独立的系统,需要与其他机载设备交联。通过分析机载防撞系统交联关系以及与机载设备的接口特性,提出了某型运输机机载防撞系统与原机设备通过研制接口适配器实施交联的方法,给出了接口适配器的技术实现方案。据此方案研制的接口适配器已成功应用于某型运输机机载防撞系统改装工程,实现了机载防撞系统与机载设备的交联,提高了飞机空中防撞能力。 展开更多
关键词 运输机 机载防撞系统 交联 接口适配器 信号处理
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机载防撞系统非线性高度跟踪器的设计与实现 被引量:1
6
作者 林云松 郝中豪 +1 位作者 彭良福 傅勇 《电讯技术》 北大核心 2015年第5期552-559,共8页
高度跟踪器对于机载防撞系统(TCAS)能否可靠工作至关重要。传统的高度跟踪器采用线性α-β跟踪器,高度报告的"粗量化"精度将导致线性α-β跟踪器的性能劣化。为此,设计了一种对30 m量化精度高度报告的非线性跟踪器。核心思想... 高度跟踪器对于机载防撞系统(TCAS)能否可靠工作至关重要。传统的高度跟踪器采用线性α-β跟踪器,高度报告的"粗量化"精度将导致线性α-β跟踪器的性能劣化。为此,设计了一种对30 m量化精度高度报告的非线性跟踪器。核心思想是利用多次高度层穿越占用时间以及穿越高度层数来计算高度率,并将飞行过程划分为5个不同状态,不同状态采用不同高度率修正公式。仿真结果及误差分析显示非线性高度跟踪器在跟踪精度和响应时间两方面均优于线性α-β跟踪器,有效提高了TCAS做出防撞决策的可靠性。 展开更多
关键词 机载防撞系统 高度跟踪器 非线性跟踪器 跟踪精度 响应时间
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机载防撞系统干扰限制功能的设计与实现
7
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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一种基于相控阵天线的前向机载防撞系统 被引量:1
8
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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一种新的通用航空机载防撞逻辑设计方法 被引量:2
9
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
10
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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通航飞机避碰区域防撞模型的等效性研究 被引量:6
11
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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上电所成功研制ACAS测试系统原理样机
12
作者 谷雨 《航空制造技术》 2015年第16期22-22,共1页
日前,中航工业上电所成功研制首套新型机载防撞系统(ACACS)测试系统原理样机。该样机将原来的RGS2000、SDX2000、频谱仪和电源等几个笨重仪器整合为一个食品设备,大大简化了测试复杂度,增加了便携性。
关键词 原理样机 测试系统 ACAS RGS2000 机载防撞系统 食品设备 频谱仪 复杂度
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ARINC735A接口协议的设计与实现 被引量:4
13
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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自由飞行下基于贝叶斯网络的碰撞风险研究 被引量:17
14
作者 张兆宁 梁玉文 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期40-45,共6页
为研究自由飞行条件下给定间距的飞机碰撞风险评估问题,通过分析自由飞行下的飞机碰撞过程,分解碰撞事故发生过程,将与碰撞密切相关的风险因素或过程事件视为节点,并确定节点之间的关系,建立自由飞行状态下基于贝叶斯网络的碰撞风险模型... 为研究自由飞行条件下给定间距的飞机碰撞风险评估问题,通过分析自由飞行下的飞机碰撞过程,分解碰撞事故发生过程,将与碰撞密切相关的风险因素或过程事件视为节点,并确定节点之间的关系,建立自由飞行状态下基于贝叶斯网络的碰撞风险模型;利用传统的位置误差模型,以及最大期望(EM)算法,求解节点事件的先验概率,导入贝叶斯网络模型,求得2架飞机碰撞风险。算例结果表明,用该模型计算出的碰撞风险与实际情况相符,算例中飞机之间保持8 n mile的间距是安全的;利用该模型可在满足安全目标水平条件下缩小最小安全间距,提高空域利用率。 展开更多
关键词 自由飞行 碰撞风险 广播式自动相关监视(ADS-B) 贝叶斯网络 机载防撞系统 最大期望(EM)算法
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一种改进的基于ADS-B信息的空域冲突检测算法 被引量:5
15
作者 王啸 赵修斌 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第32期9771-9776,共6页
研究了机载防撞系统中基于ADS-B信息的空域冲突检测算法,该算法的目的在于为飞行员对可能存在的空域冲突提出告警,使其在冲突发生前有充足的时间做出反应。定义了CAZ和PAZ两个冲突告警区域后,在匀转弯速率航迹外推方法下,根据空域遭遇... 研究了机载防撞系统中基于ADS-B信息的空域冲突检测算法,该算法的目的在于为飞行员对可能存在的空域冲突提出告警,使其在冲突发生前有充足的时间做出反应。定义了CAZ和PAZ两个冲突告警区域后,在匀转弯速率航迹外推方法下,根据空域遭遇模型中两遭遇飞机的相对角度的概率统计数据,对预测PAZ冲突的告警区域门限添加了一个压缩系数,使其成为一个椭圆;并分析了不同压缩系数对最后PAZ冲突预警的性能的影响。仿真分析表明,由于CAZ预警存在11.69%的漏警率,使用PAZ预警作为CAZ预警的补充是十分有益和必要的,添加压缩系数实际上通过牺牲一定的告警时间来换取更高的正确预警概率并降低错误预警概率,根据需要使用不同的压缩系数可以达到更好的效果。 展开更多
关键词 空中防撞系统(tcas) 冲突检测 空域遭遇模型 可调式避震系统(adapfive DAMPING system ADS-B)
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