基于AIDL的气象模型4D航迹预测

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1、第42卷第6期2012年11月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．42No．6Nov，2012基于AIDL的气象模型4D航迹预测马兰，程一琳，林莺(中国民航大学空中交通管理学院，天津300300)摘要：随着飞行流量的增加。提高空域利用率及安全性需要更精准的预测航迹作为飞行管理的参考依据。基于地空实时信息交换技术AIDL，将影响航迹预测精度的不确定性因素气象模型考虑在内，提出改进模型，并建立相应的4D航迹预测算法，运用AIDL语言实现多类势态信息、多用户有效分享、

2、空地、空空、地地的协同决策。通过仿真计算及建立交互模型，考虑实际气象条件的飞行轨迹，将AIDL运用到实时交互通信中，对于提高轨迹预测的精度以及提高空域利用率具有实际应用价值。关键词：四维航迹；航空器意图描述语言(AIDL)；At迹预测中图分类号：v324文献标识码：A文章编号：1671．654X(2012)06．0001．044DTrajectoryPredictionBasedonAIDLWeatherModelMALan，CHENGYi—lin，LINYing(AirTrafficManagement

3、College，CAUC，Tianjin300300，China)Abstract：The4DtrajectorypredictionisafoundationtechnologyofflowmanagementandATCautoma—tion．Withtheincreasingflighttraffic，themoreaccuratetrajectorypredictionisneededforAirspaceutili—zationandFlightsafety．ThispaperbasedonRe

4、al—timeground—airexchangetechnologythatAircraftIn—tentDescriptionLanguage(AIDL)，Convertedreal—timeweatherinformationtoparameterwhichaffectingtheflight，andtoestablishthecorresponding4Dtrajectorypredictionmodel．Throughsimulationandcoy-relationanalysis，thefl

5、ightpathwhichconsideringtheactualmeteorologicalconditionshavemorepracti—calvatue．Keywords：4Dtrajectory；aircraftintentdescriptionlanguage；trajectoryprediction引言航迹预测是高密度交通和复杂空域管理的基础，是空中交通自动化决策系统的重要组成部分。在基于航迹预测的空域中，所有的交通管理策略都是基于航空器的预测航迹。根据精确的空问位置(经度、维度和高度)和航

6、路上的预计过点时间，在规定的时间内把航空器引导到三维空间中某一规定的点上，能预测航空器滞空的实时位置，减少航空器在未来飞行路径中的不确定性，提高空域和机场资源的利用率以及安全性⋯。传统的航迹预测方法主要是通过FPL报获取航空器的运行状态信息来预测航迹，FPL报文都是预先给出的。然而在航空器实际的运行中，由于气象因素的影响、空域限制以及飞行性能的影响，使得预先预测出的航迹的精确度降低，管制员根据预测的航迹不能更加准确地调配飞机，更好地利用有限的空域资源。本文将影响飞行精度的风的因素考虑在内，建立数学模型进行

7、航迹计算，并运用航空器意图描述语言AIDL来进行空中和地面的数据交换，实现实时的航迹预测以及各用户间的信息共享。本文的研究重点是考虑环境的因素，航空器意图等信息，将风的模型考虑在内，并结合飞行性能模型生成较为准确的实时4D航迹。通过AIDL语言进行管制员和飞行员之间的交互，使飞行员和管制员的不确定的意图信息变为确定的、能够进行计算和量化的指令进行通信。14D航迹预测技术4D航迹预测是流量管理系统及空管自动化系统的一项基础技术，根据4D航迹可以完成机场、空域的容量统计和预测，并由此判断告警。收稿日期：201

8、2—08—30基金项目：国家自然科学基金项目资助(60776808)作者简介：马兰(1966一)，女。天津市人，副教授，博士，主要研究方向为交通运输规划，空管信息处理。·2·航空计算技术第42卷第6期4D航迹是指在四维空间(即航空器在某一位置点的三维空间坐标和时间坐标)中对航班从起飞机场起始点到目的地机场结束点的全部飞行路径关键点及时间的精确描述。根据空域状态数据、机场状态数据、飞行程序、飞机性能、气象信息以及对管制员意图的估