基于TCASⅡ和ADS-B的组合监视防撞系统研究 被引量：16

1

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 tcasⅡ ADS-B

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空中防撞系统避撞机制的数学模型 被引量：11

2

作者 林云松 彭良福 童玲 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期552-555,共4页

在TCAS系统中,到达最接近点的时间Tau、HMD和VMD是描述空中碰撞物理过程的主要参数,利用该组参数能够完整地描述TCAS系统的防撞机制。该文通过对到CPA时间的近似,引入对Tau时间的物理解释;并通过坐标变换,采用本机和入侵飞机的相对距离... 在TCAS系统中,到达最接近点的时间Tau、HMD和VMD是描述空中碰撞物理过程的主要参数,利用该组参数能够完整地描述TCAS系统的防撞机制。该文通过对到CPA时间的近似,引入对Tau时间的物理解释;并通过坐标变换,采用本机和入侵飞机的相对距离、相对距离变化率和相对距离加速度推导出了HMD的数学表达式;分析了工程实际应用中的修正模型。 展开更多

关键词 最接近点 空中防撞系统 水平距离 Tau时间

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空中自动防撞系统最优逃避机动的确定 被引量：4

3

作者 彭良福 林云松 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1575-1579,共5页

采用最优控制理论对空中自动防撞系统确定其最优的逃避机动.首先将空中自动防撞系统逃避机动的确定问题抽象为一个具有复合性能指标的可变终端时刻的最优控制问题,然后采用二次曲线拟合的方法,求出两架飞机最靠近的终端时刻.最后根据极... 采用最优控制理论对空中自动防撞系统确定其最优的逃避机动.首先将空中自动防撞系统逃避机动的确定问题抽象为一个具有复合性能指标的可变终端时刻的最优控制问题,然后采用二次曲线拟合的方法,求出两架飞机最靠近的终端时刻.最后根据极大值原理和飞机的状态方程,推算出为使两架飞机在最靠近时,实现最大距离的逃避机动所应采用的最优滚转角速度和法向过载,并给出了最优解的解析表达式. 展开更多

关键词 自动空中防撞系统 逃避机动 最优控制

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基于状态预测的空中防撞系统多机避碰性能改进方法 被引量：3

4

作者 汤俊 朱峰 +1 位作者 万宇 老松杨 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期4703-4710,4717,共9页

目前随着空中交通流量的大幅提升,空域密度不断增加,发生双机、多机冲突的可能性增大,但空中防撞系统(TCAS)不能解决所有多机态势下的防撞问题。因此迫切需要提高其在多机态势下的防撞性能。本文通过数学描述传统的TCAS防撞机制,并实现... 目前随着空中交通流量的大幅提升,空域密度不断增加,发生双机、多机冲突的可能性增大,但空中防撞系统(TCAS)不能解决所有多机态势下的防撞问题。因此迫切需要提高其在多机态势下的防撞性能。本文通过数学描述传统的TCAS防撞机制,并实现其在水平方向上的拓展,从而提出基于状态预测的垂直与水平方向综合优化的TCAS避碰策略选择算法。算法以高度和垂直速度调整为核心,辅以水平变向,多机协同,采取最优化的策略避免碰撞。仿真实验验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 空中交通管理 空中防撞系统 多机态势 状态预测 碰撞风险

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机载防撞系统垂直防撞的物理模型 被引量：6

5

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

6

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

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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飞行仿真中的TCAS建模方法 被引量：3

8

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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ADS-B与TCAS II数据融合算法研究 被引量：2

9

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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基于数据链的无人机空中自动防撞技术 被引量：2

10

作者 严雯 王洪涛 +1 位作者 卿利 梁桃红 《电讯技术》 北大核心 2013年第7期859-863,共5页

分析了一种基于数据链的自动空中防撞技术,从空中自动防撞系统需求出发,描述了系统基本工作原理和流程。采用二次曲线拟合方法,给出了最优控制数学模型,以求解无人机航路间的最小距离,实现最优机动操作组合。仿真分析结果表明,空中自动... 分析了一种基于数据链的自动空中防撞技术,从空中自动防撞系统需求出发,描述了系统基本工作原理和流程。采用二次曲线拟合方法,给出了最优控制数学模型,以求解无人机航路间的最小距离,实现最优机动操作组合。仿真分析结果表明,空中自动防撞系统可在碰撞发生前的最后时刻有效完成逃逸操作,避免发生飞行碰撞,可为无人机编队提供进近飞行的安全防护。 展开更多

关键词 无人机 自动空中防撞系统 数据链 最优逃避

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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：2

11

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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通用原子能公司测试无人机自动防撞系统

12

作者 春早 《航空制造技术》 2015年第14期24-24,共1页

近日，通用原子能公司与NASA联手，于2014年11月对装在“死神”无人机（MQ-9 Reaper）的一无人机空中防撞系统（感知与规避系统）验证方案进行了飞行验证。据透露，在将一无人机型号纳入空域管理之前，根据美联邦航空管理局（FAA）的规... 近日，通用原子能公司与NASA联手，于2014年11月对装在“死神”无人机（MQ-9 Reaper）的一无人机空中防撞系统（感知与规避系统）验证方案进行了飞行验证。据透露，在将一无人机型号纳入空域管理之前，根据美联邦航空管理局（FAA）的规定，该机必须具备与其他空中物体保持安全距离的“适当性判断”能力。 展开更多

关键词 空中防撞系统 无人机 原子能 通用 测试 NASA 飞行验证 验证方案

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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

13

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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一种改进的基于ADS-B信息的空域冲突检测算法 被引量：5

14

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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1030/1090MHz频谱的共享与干扰问题综述 被引量：11

15

作者 王洪 《电讯技术》 北大核心 2013年第1期105-109,共5页

1 030/1 090MHz频率广泛应用于民用和军用航空电子系统中,随着飞行器和机场地面设备的快速增加,1 030/1 090MHz频谱的共享越来越复杂,由此带来的干扰问题日趋严重。研究了使用1 030/1 090MHz频率的各种电子系统的工作原理和机制,包括二... 1 030/1 090MHz频率广泛应用于民用和军用航空电子系统中,随着飞行器和机场地面设备的快速增加,1 030/1 090MHz频谱的共享越来越复杂,由此带来的干扰问题日趋严重。研究了使用1 030/1 090MHz频率的各种电子系统的工作原理和机制,包括二次监视雷达、自动广播相关监视系统、多点定位系统、空中防撞系统、敌我识别器系统、测距仪和交通信息广播服务系统等,重点分析了各系统对该频点的使用频度,讨论了可能出现的各种干扰形式,指出了对1 030/1 090MHz频谱现状进行监测,对未来的干扰环境和应用系统的性能进行评估的重要意义。 展开更多

关键词 1 030 1 090MHz频谱共享 二次监视雷达 自动广播相关监视 多点定位 空中防撞系统 敌我识别

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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

16

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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