本文關鍵詞：低空救援航空器航跡預測與沖突解脫研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在應急救援活動中,以直升機為主要運載工具的航空救援由于具有快速、高效、受地理因素限制少等優(yōu)勢而被世界各國廣泛應用。在我國汶川、玉樹地震等重大自然災害的救援過程中,航空救援更是發(fā)揮了不可替代的作用。除此之外,隨著《低空空域管理使用規(guī)定》發(fā)布,低空開放政策逐漸升溫,也讓航空器的低空運行安全成為的研究熱點。本文主要針對重大災害下的通用航空器在低空救援中存在的飛行安全問題,從前期的飛行計劃修正和飛行中的實時航跡預測入手,對飛行沖突進行探測,并在此基礎上實現(xiàn)低空救援空域中多航空器的自主避險。首先,針對低空風對規(guī)劃航跡的影響,提出了一種低空風預測模型,通過應用基于無跡卡爾曼濾波(UKF)的數(shù)值氣象預報釋用技術,將觀測點的風速、風向記錄數(shù)據(jù)與預報值進行融合,校正預報數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差,得出修正預測值;將航空器的爬升率、巡航速度等性能參數(shù)與所經(jīng)航路點的風矢量結合,修正各航路點的過點時刻。其次,針對飛行中的軌跡預測問題,提出了基于航空器飛行狀態(tài)模式估計和飛行意圖推理的航跡預測算法。該算法結合了交互式多模型算法和改進的意圖推理算法的優(yōu)點,有效降低了兩種算法單獨使用時的預測誤差,進而提高了飛行軌跡預測精度。最后,在預測軌跡的基礎上,提出了基于安全間隔和保護區(qū)的沖突探測模型、基于預警時間的兩機或多機沖突判定方法,在探測到?jīng)_突時,將每架航空器當作一個智能體Agent,依據(jù)結合實際救援情形確立的優(yōu)先級規(guī)則,通過協(xié)商確定每個Agent的解脫順序,并根據(jù)沖突態(tài)勢選擇解脫機動方式,生成相應的解脫軌跡,實現(xiàn)協(xié)作式的沖突解脫,從而達到保證飛行安全的目的。
【關鍵詞】：低空救援 航跡預測 無跡卡爾曼濾波 交互式多模型 意圖推理 Agent模型
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V355;V328
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10
• 1.2 國內(nèi)外理論研究和應用現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 航跡修正方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 航跡預測算法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 飛行意圖推理算法研究現(xiàn)狀分析12-13
• 1.2.4 沖突探測算法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.5 沖突解脫算法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容15-17
• 第二章 基于氣象預測模型的低空規(guī)劃航跡修正方法17-30
• 2.1 基于空間插值模型的預報數(shù)據(jù)獲取17-20
• 2.2 基于UKF的氣象數(shù)據(jù)融合20-22
• 2.3 基于速度矢量合成的航跡修正22-23
• 2.3.1 風對地速的影響22-23
• 2.3.2 航路點到達時刻的計算23
• 2.4 案例仿真23-29
• 2.5 本章小結29-30
• 第三章 基于混合估計和意圖推理的航跡預測30-48
• 3.1 混合估計算法30-34
• 3.1.1 航空器運動模型30-34
• 3.1.2 IMM算法34
• 3.2 意圖推理算法34-39
• 3.2.1 CV、CA模式下的意圖推理34-37
• 3.2.2 CT模式下的意圖推理37
• 3.2.3 CH、CD模式下的意圖推理37-38
• 3.2.4 意圖推理算法流程38-39
• 3.3 基于飛行狀態(tài)和飛行意圖的航跡預測算法39-43
• 3.4 案例仿真43-47
• 3.5 本章小結47-48
• 第四章 實時飛行沖突探測與解脫48-68
• 4.1 飛行沖突探測48-51
• 4.1.1 基于預測飛行軌跡的沖突探測模型48-50
• 4.1.2 基于保護區(qū)的沖突探測模型50-51
• 4.2 沖突模式劃分51-55
• 4.2.1 基于預警時間的沖突模式判定51-52
• 4.2.2 兩機沖突模式52-54
• 4.2.2.1 兩機飛行沖突52-53
• 4.2.2.2 機隊飛行沖突53-54
• 4.2.3 多機沖突模式54-55
• 4.3 基于Mulit-Agent系統(tǒng)的實時飛行沖突解脫55-62
• 4.3.1 航空器Agent模型56
• 4.3.2 解脫優(yōu)先級規(guī)則56-57
• 4.3.2.1 單機沖突解脫優(yōu)先級57
• 4.3.2.2 機隊沖突解脫優(yōu)先級57
• 4.3.3 無沖突飛行軌跡生成57-62
• 4.4 案例仿真62-67
• 4.5 本章小結67-68
• 第五章 總結與展望68-70
• 5.1 論文總結68
• 5.2 工作展望68-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-75
• 在學期間研究成果75-76
• 附錄76-80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關鍵詞：低空救援航空器航跡預測與沖突解脫研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：302264