PAR辅助光电设备的飞机着陆监测与评估系统设计

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaDec252016Vol37No．123803．3810ISSN1000．6893ON11．1929／Vhttp：Hhkxbbuaa．eduCRhkxb@buaa．edu．caPAR辅助光电设备的飞机着陆监测与评估系统设计王永庆1’*，代传金1，赵修斌1，许云达2，金子岳21．空军工程大学信息与导航学院，西安7100772．空军大连通信士官学校，大连116600摘要：针对数据链在着陆阶段存在盲区和塔台无法获得着陆飞机实时姿态、接地参数等问题，提出利用多功

2、能光电跟踪技术建立飞机着陆实时监测与评估系统，设计出琶机着陆监测与评估系统的技术方案。由于光电跟踪平台的视场有界，无法保证着陆飞机准确进入光电设备视场，采用精密进场雷达(PAR)牵引光电转台对准即将着陆飞机的方式，辅助光电设备捕获目标飞机，再经过图像检测算法处理，检测出目标飞机，进而转入跟踪锁定，计算出最终下降阶段目标飞机的姿态和偏航信息。详细阐述了该系统的PAR初始化光电设备的方法、步骤。该系统在飞机下降阶段辅助塔台指挥，实现整个着陆过程的监视与评估，满足未来作战飞机精密进近引导的着陆保障和训练要求，具有很高的实用价值。关键词：

3、精密进场雷达；光电设备；着陆监测；接地检测；着陆评估中图分类号：V324；TN98文献标识码：A文章编号：1000—6893(2016)12—3803—08着陆是飞机飞行过程中最为危险的阶段，统计显示，飞行事故中50％以上发生在该阶段，为了减少这种飞行事故的发生，塔台需要实时掌握着陆飞机的姿态、偏离下滑线位置、起落架释放等多项数据，并依据这些数据给出复飞和降落指令。在着陆阶段，仪表着陆系统[1](InstrumentLand—ingSystem，II。S)可以引导飞行员安全准确地降落，但未将机上着陆信息下传至塔台，指挥员无法判断毪

4、机是否处在下滑道上。由于雷达情报、数据链覆盖存在盲区[2]，近年来依靠卫星导航系统快速发展的广播式自动相关监视[3‘41(AutomaticDependentSurveillanceBroadcast，ADS—B)实现了对无雷达覆盖区飞机的监视，但仍然未计算出飞机偏离下滑道的相关信息，未实现飞机着陆阶段的视频监视。目前，塔台仅能够依据精密进场雷达(PrecisionApproachRadar，PAR)获得飞机偏离下滑线位置数据[5]，依靠望远镜判读起落架释放情况。而PAR的引导等级为I类，在最后着陆的关键阶段引导精度非常有限，数据

5、可信度大大下降，因此，塔台在飞机着陆关键阶段是无法向飞行员给出准确指令的。除此之外，飞行员也无法发现自己驾驶技术存在的缺陷，仅依据自己的习惯完成着陆过程，在接地迎角、接地速度等参数调整不良情况下，容易造成接地事故。为解决该问题，提出利用多功能光电跟踪技术构建飞机着陆实时监测系统，依据监测数据向塔台指挥人员提供文字和语音告警。但光电跟踪平台视场有界，无法保证着陆飞机准确进入光电设备视场[6。7]。本文采用PAR牵引光电转台对准即将着陆飞机的方式，辅助光电设备捕获目标飞机，再经过图像检测算法处理，检测出飞机目标，继而转入跟踪锁定，计算

6、出最终下降阶段目标飞机的姿态和偏航收稿日期：2015—12—04；退修日期：2016—02—21；录用日期：2016—03-24；网络出版时间：2016．03．3013：50网络出版地址：WWW．cnkinet／kcms／detail／111929．V201603301350004htmI基金项目：国家自然科学基金(61273049，61473308)*通讯作者．Tel．：029．84791513E-mail：18629633569@126．com戤用格式

7、I永庆，代传金，赵修斌，等．PAR辅助光电设备的飞机着陆监霸与评估系统设计

8、!J]航空学报，2016，37(12)：3803．3占10WANGYQ，DAICJ，ZHAOXB，etalDesignofaircraftlandingdetectionandevaluationsystembasedonelectro—opticalequipmentaidedbyPAR￡J]．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica．2016．37(12)：3803—3810航空学报Dec．252016VoI．37No．12信息。在文献[8]中，使用预警雷达引导光学跟踪仪实现低空目标监视，算法设计

9、比较优，但精度不够高，未计算偏离正常航道的误差，不能直接用于着陆监视与指挥。在文献Eo]中，使用ADS-B与雷达组合监视，也未研究着陆阶段的应用。本文研究的内容已经在国内机场通过了飞行验证，PAR与光电视频跟踪平台的有效结合，可以提升飞机着陆安全性