基于飞行仿真的近地告警验证系统的研究与实现

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1、硕士学位论文基于飞行仿真的近地告警验证系统的研究与实现研究生姓名：赵晓晴导师姓名：罗云林教授2015年4月28日I分类号：TP301.6密级：公开UDC：621.3学号：1202100中国民航大学硕士学位论文基于飞行仿真的近地告警验证系统的研究与实现研究生姓名：赵晓晴导师姓名：罗云林教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：模式识别与智能系统所在院系：航空自动化学院论文答辩日期：2015年4月29日2015年4月28日IIResearchandAchieveofGroundProximityWarningverificationsystembasedonflightSimu

2、lationADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZHAOXiaoqingSupervisedbyAssociateProf.LUOYunlinCollegeofAeronauticalAutomationCivilAviationUniversityofChinaApril2015IIII摘要近地警告系统在飞机安全飞行中扮演重要的角色。在设计近地警告系统(GroundProximityWarningSystem，GP

3、WS)的过程中，系统可能存在虚警与漏警的危险。在近地警告计算机(GroundProximityWarningComputer，GPWC)装机试飞之前利用验证系统去检测它的工作性能可以减少虚警与漏警情况，保证飞机的安全飞行。本文首先分析了近地警告系统的基本功能和原理以及近地警告计算机与飞机的其他系统的交联情况。在此基础上本文提出了近地警告验证系统的设计方案。为了达到验证近地警告计算机的目的，验证系统包括飞行仿真模块、近地警告系统(GPWS)测试仿真模块、地形数据库模块。分别实现了模拟真实飞行传输飞行参数、根据飞行参数仿真报警曲线、产生地形模型的作用。地形数据模块主要利用随机

4、地形的马尔科夫(Markov)性采用统计方法通过拟合真实数据来得到具有真实感的地形模型。GPWS测试仿真模块包括接口适配器、GPWS仿真软件(包线生成)、人机界面这三部分组成。接口适配器应用DEI1016和BD429这两个芯片实现了将仿真飞行数据转化成近地警告计算机可以识别的ARINC429数据。GPWS仿真软件(包线生成)模块主要实现对飞行数据的计算与仿真，此模块将建立的飞机模型与地形模型相结合，权衡飞机的成功报警率、不必要报警率以及报警增益值(成功报警率-不必要报警率)这三个性能指标值，利用状态转移矩阵的方法仿真出飞机的报警曲线值。最终将生成的报警曲线值输出到人机界面

5、。将被验证的近地警告计算机与此验证系统连接后，将飞行仿真数据传输到GPWS测试仿真模块和被验证的近地告警计算机中，通过观察近地告警计算机的报警情况以及飞行参数在仿真报警曲线中的位置来判断此近地警告计算机是否存在虚警与漏警情况。关键词：近地警告系统；状态转移矩阵；地形模型；报警曲线IAbstractGroundproximitywarningsystem(GroundProximityWarningSystem,GPWS)playsanimportantroleinensuringtheaircraftsafetyinflight.Theremaybedangerousab

6、outfalsealarmandleakingalarmduringdesigningGPWS.Beforegroundproximitywarningcomputer(GroundProximityWarningSystem,GPWC)isinstalled,GroundProximityWarningverificationsystemcanreducefalsealarmandleakingalarmtoensureaircraftsecurity.Firstly,thepaperanalyzesthebasicfunctionandprinciplesofgrou

7、ndproximitywarningsystem.Thendescribetheconnectionbetweengroundproximitywarningcomputerandothersystems.Finally,itpresentsaprogramaboutGroundProximityWarningverificationsystem.Inordertoverifygroundproximitywarningcomputer,theverificationsystemincludesthreemodule：flig