基于ADS-B的飞机防撞算法.pdf

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1、·348·现代导航2013年基于ADS-B的飞机防撞算法马宇申，倪育德，刘萍（中国民航大学，天津市智能信号与图像处理重点实验室,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,对冲突飞机进行有效的解脱，是避免飞机间发生碰撞的关键技术。对飞机保护区域进行合理建模，给出一种基于广播式自动相关监视（ADS-B）技术的冲突解脱算法，该算法有效利用ADS-B的数据精度高、更新快的特点，从水平方向上给出“保向变速”与“保速变向”两类解脱策略，从垂直方向上给出“爬升”和“下降”两种解脱策略。把飞机的水平速度、航向和垂直速度作为控制变量，通过计算冲突解脱的边界条

2、件获得控制变量转换时间，从而找到可行的解脱方法。仿真结果表明，对于同一飞行冲突情形，并不是所有的冲突解脱策略都是可行的，但是对于可行的冲突解脱策略，需要由飞行员根据当时的具体情况去决定哪种解脱方式是最优的。关键词：广播式自动相关监视；冲突解脱；自由飞行中图分类号：V241文献标识码：A文章编号：1674-7976-(2013)05-348-06AlgorithmofAircraftsCollisionAvoidanceBasedonADS-BMAYushen,NIYude,LIUPingAbstract:Withthecontinuedrapidgrowthofflig

3、httrafficandtheincreasingshortageofcivilaviatonairspaceresource,toimplementthecollisionavoidancebetweenaircraftseffectivelyisthekeytechnologytoavoidaircraftscollision.AmodelfortheaircraftprotectingzoneisreasonableconstructedandacollisionavoidancealgorithmbasedonADS-Bisproposed.Thisalgori

4、thmmakefulluseofthecharacteristicsofhighprecisionandhigh-speedupdateratefortheADS-Bmessage,proposetwotypesofthecollisionavoidancestrategyof”Keepspeedisconstant,andchangedirection”and“Keepdirectionisconstant,andchangespeed”fromhorizontaldirectionandtwokindscollisionavoidancestrategyof“cli

5、mb”and“descend”fromverticaldirection.Usingthehorizontalvelocity，directionandverticalspeedascontrolvariables,theconversiontimeofthecontrolvariablethroughthecalculationofboundaryconditionsisobtained,therebythefeasibleresolutionmethodisfounded.Thesimulationresultsshowthatnotallconflictresol

6、utionstrategyisfeasibleforthesameflightconflictsituations,itneedtochoosethemostoptimalcollisionavoidancepatternaccordingtospecificsituationbypilotfromthefeasibleresolutionstrategy.Keywords:AutomaticDependentSurveillance-Broadcast(ADS-B);CollisionAvoidance;FreeFlight程度越来越高，传统雷达渐渐无法应付高密度空域

7、0引言的监视。基于广播式自动相关监视(ADS-B)技术的防撞系统共享了卫星导航和数字通信综合应用带民航运输业的快速发展导致空中交通的拥挤来的丰富的航空信息，降低了飞行员的工作强度和地面指挥的难度。要使此系统能够在冲突性质比较复杂以及飞行密度大的环境中正确行使防撞功能，收稿日期：2013-09-0。基金项目：天津市智能信号与图像处理重点实验室开放基金（TJKLASP-2012-4），中央高校基首先必须解决冲突探测，冲突解脱和解脱航迹优化本科研业务费（ZXH2011C013）。马宇申（1987－），安徽等问题。世界各国的学者在这方面做了大量