基于BADA及航空器意图的四维航迹预测-论文.pdf

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1、第49卷第3期西南交通大学学报Vo1．49No．32014年6月JOURNAL0FSOUTHWESTJIA0T0NGUNIVERSITYJun．2014文章编号：0258—2724(2014)03-0553-06DOI：10．3969／j．issn．0258-2724．2014．03．028基于BADA及航空器意图的四维航迹预测张军峰，蒋海行，武晓光，汤新民(南京航空航天大学民航学院，江苏南京210016)摘要：为了提高航空器四维轨迹预测的准确性，提出了基于航空器性能数据以及航空器意图的四维航迹预测方法．通过统计分析航空器实际雷达轨迹

2、数据，根据水平轨迹、高度和速度剖面等构建了航空器意图模型．采用航空器意图模型与航空器动力与运动学模型相结合的方法，考虑气象因素，基于性能数据设计了四维航迹预测模型．以国内某机场进场航班ACA025与CES2161为例进行了模拟，将预计到达时刻与实际到达时刻的误差作为评价指标，结果表明：本文提出的算法可以将通过航路点时刻的误差控制在30S以内．关键词：航迹预测；航空器意图；全能量方程；空中交通管制中图分类号：V355文献标志码：A4DTrajectoryPredictionBasedonBADAandAircraftIntentZHAN

3、GJunfeng，JIANGHaihang，Xiaoguang，TANGXinming(CollegeofCivilAviation，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Inordertoimprovethetrajectorypredictionaccuracy，anewfour—dimensionalaircrafttrajectorypredictionapproachwaspresented，whichwasbas

4、edonaircraftperformancedataandaircraftintent．Firstly，throughstatisticalanalysisofhistoricalradardataaboutaircrafttrajectories，anaircraftintentmodelwasconstructedfromtheperspectiveofhorizontaltrajectory，ahitude，andvelocityprofile．Thenthefour—dimensionaltrajectorypredicti

5、onmodelwasbuihbasedontheaircraftintentmodelincombinationwithaircrah’Skineticandkinematicmodels，takingintoaccounttheaircraftperformancedataandmeteorologicaldata．Finally，takingarrivalflightsACA025andCES2161toadomesticairportasexamples，asimulationwasconducted，inwhichtheerr

6、orbetweenexpectedandactualtime．of．arrivalwaschosenastheevaluationcriteria．Thesimulationresultsshowthattheproposedtrajectorypredictionapproachcancontroltheerrorbetweenexpectedandactualtime—of-arrivalwithin30Swithrespecttoeverypassingwaypoints．Keywords：trajectorypredictio

7、n；aircraftintent；totalenergyequation；airtrafficcontrol近年来，航空运输业的快速发展为人们的出行行轨迹预测是实现上述方法的基础与保障．提供了便捷，然而随着空中交通流量的持续增长，目前飞行轨迹预测方法主要有两种：导致航班延误、空域拥堵等问题频繁发生．于是，航(1)基于混合估计理论实现航迹预测．航空器空器冲突探测与解脱¨J、进离场航班排序j、基于运动不仅具有多模态性质，还需要考虑其横向、纵轨迹运行等空管自动化与智能化方法成为空中向以及垂直方向的三维状态，因此，航迹预测可视交通管理领域的研

8、究重点，而快速准确的航空器飞作随机线性混杂系统估计问题_5J．交互式多模型收稿日期：2013-09-07基金项目：国家自然科学基金资助项目(61174180)；江苏省自然科学基金资助项目(BK20130814)；中央高校