基于ADS-B的飞机冲突探测

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1、第32卷第5期2014年10月中国民航大学学报JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01

2、32No．50ctober2014基于ADS—B的飞机冲突探测倪育德，马宇申，刘萍(中国民航大学智能信号与图像处理天津市重点实验室，天津300300)摘要：面对飞行流量持续快速增长、民航空域资源日益短缺的状况，对飞机间的潜在冲突进行有效探测，是避免飞机间危险接近或碰撞发生的关键。对飞机周围区域进行合理建模，给出了一种基于广播式自动相关监视(ADS—B)技术的确定型冲

3、突探测算法，充分利用ADS—B报文提供的经度、纬度、速度和航向等信息及其报文高更新率等特点，预先排除无威胁飞机，然后分别从水平和垂直两个方向对飞机之间的冲突进行探测。运用Matlab进行功能仿真．结果表明该算法能有效排除无威胁的飞机，并且能够对有威胁的飞机及时给出告警。该算法对保证自由飞行条件下的飞行安全具有积极意义。关键词：广播式自动相关监视；冲突探测；自由飞行中图分类号：V249文献标志码：A文章编号：1674—5590(2014)05—0031—05Aircraftconflictdete

4、ctionbasedonADS—BIV／Yu—de，MAyu—s如凡，L，U尸jf，tg(Intelligentsigna【fandImageProcessingKeyLabofTianjin，CAUC，Tianjin300300，China)Abstract：Withcontinuallyrapidgrowthofflightflowandincreasingshortageofcivilaviationairspace，effectivedetectionoflatentaircraftco

5、nflictsbecomesthekeytoavoidaircrafts’dangerousapproachorcollisionoccurrence．Byes-tablishingreasonablemodelaroundaircraftzone，adeterministicconflictdetectionalgorithmispresentedbasedonADS—B(automaticdependentsurveillance—broadcast)．whichfirsteliminate

6、sthreateningaircraft，thende—tectsaircraftconflictinhorizontalandverticaldirectionsrespectivelybymakingfulluseoftheinformationsuchaslongitude，latitude，velocityandheadingofaircraftprovidedbyADS-BmessageandtheADS-Bmessagecharacteristicsincludinghigh—spe

7、edupdaterate．Matlabsimulationiscarriedoutaboutthisdetectionalgorithm，resultsshowthatthisalgorithmcanremoveno-threateningaircrafteffectively，andtimelywarningcanbegivenforthreateningaircraft．Thisalgorithmhaspositivesignificancetoguarantee／lightsafetyfo

8、rfreeflight．Keywords：ADS-B；conflictdetection；freeflight民航运输业的快速发展导致空中交通的拥挤程度越来越高，飞机间的冲突概率大大增加，而传统雷达已无法应付高密度空域的监视，新一代通信、导航、监视与空中交通管理(即新航行系统)的新概念应运而生，其理念就是“自由飞行”，把更多的交通安全责任从地面转向空中。自由飞行条件下，航路选择的任意性将大大增加冲突发生的可能，如何更有效地发现潜在冲突，及早进行冲突探测，对于飞行冲突的避免有着重要意义。文献[1】

9、提出的自由飞行条件下冲突飞机的选择算法在排除无威胁飞机方面具有良好性能，可作为飞机冲突概率预测的预处理算法。文献[2】提出的“自由飞行下的冲突概率估计算法”可以有效预测对本机构成威胁的飞机，及早向飞行人员发出告警信息。文献[3]3L在此基础上提出“适用于航路改变情况下的冲突概率预测算法”，可以更进一步探测出航路改变情况下的潜在冲突，有效防止冲突的发生。清华大学的王绍平和崔德光则给出了一种综合改进的冲突探测算法[4J，该算法综合了确定型冲突探测方法和概率型冲突探测方法在工程应用中的优点，考虑了空管