基于航迹的飞行冲突探测与解脱算法的研究

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1、硕士学位论文基于航迹的飞行冲突探测与解脱算法的研究研究生姓名：尹天懿导师姓名：马兰副教授2016年4月23日分类号：TD235密级公开UDC：624.152.5学号：1303008中国民航大学硕士学位论文基于航迹的飞行冲突探测与解脱算法的研究研究生姓名：尹天懿导师姓名：马兰副教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：交通信息工程及控制所在院系：空中交通管理学院论文答辩日期：2016年4月23日2016年04月23日ResearchofFlightConflictDetectionandResolutionBase

2、donTracksADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYYinTian-yiSupervisedbyProf.MALanCollegeofAirTrafficManagementCivilAviationUniversityofChinaApril2016中国民航大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所

3、知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国民航大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：中国民航大学学位论文使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公

4、布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权中国民航大学研究生部办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要如果能够实现更加优化的4D航迹管理，那么在理论上将能够缓解当前空域资源紧张和空中交通拥堵的问题，而伴随而来的就是对航空器飞行冲突的预测与解决问题。本文从航空器飞行冲突探测和解脱的算法研究入手，提出了相应的改进算法。本文主要工作内容分为以下两大部分：1.针对提高飞行冲突探测的精准度，以减小假警报率，用高斯-厄米特滤波器（GHF）来产生重要性概率密度函数，利用高斯-厄米特粒子滤波（GHPF）算法预

5、测飞行轨迹，计算飞行冲突概率，并与标准粒子滤波仿真结果进行比较。仿真结果表明，与标准粒子滤波和传统观测相比，GHPF在精确估计飞行轨迹上，追踪精度更高，计算飞行冲突概率更加准确，能够应用于早期航空器飞行冲突研究中去。2.飞行冲突解脱是航空器安全运行的关键，为融合粒子群搜索算法全局搜索的快速收敛特性和变邻域搜索算法的局部搜索能力，提出了用变邻域搜索改进的粒子群算法，该算法继承二者优势，能够有效的解决冲突问题。仿真结果验证了该算法能够快速的搜索到全局最优解，并能提高最终解脱航迹的质量。关键词：4D航迹管理；飞行冲突

6、探测；飞行冲突解脱；高斯-厄米特粒子滤波；变邻域搜索；改进粒子群算法IAbstractIfthe4Dtracksmanagementcouldbeoptimized,itwouldtheoreticallyalleviatesthecurrentsituationoftheairspaceresourcesconstraintsandairtrafficcongestion.Whichgoeswiththisconceptisflightconflictdetectionandsolution.Inthisar

7、ticle,tostartwiththealgorithmofflightconflictdetectionandsolution,anewimprovedalgorithmisraised.Themaincontentofthispaperisdividedintotwoparts:Inordertoimprovetheaccuracyofdetectionofflightconflictforcuttingdownfalsealarmrates,conflictdetectionmodelisimprove

8、dwithGass-Hermiteparticlefilter(GHPF).DesignsimportancedensityfunctionisgivenwithGass-Hermitefilter(GHF),estimatesrealflighttrajectory,andcalculateconflictprobabilities.Then,theresultswillbecomp