本文關(guān)鍵詞：自由飛行下基于隨機(jī)微分方程的最小安全間距研究

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【摘要】：在自由飛行環(huán)境中,飛行員可以在給定的空域內(nèi)選擇適合自己的飛行路徑和速度。與現(xiàn)行空管模式相比,自由飛行不僅能節(jié)省飛行時(shí)間,節(jié)省航空公司成本,還能提高空域容量。自由飛行與非自由飛行環(huán)境存在顯著差異,自由飛行中將兩架飛機(jī)之間的間隔定義為間距,為保障飛機(jī)飛行安全,需要研究自由飛行下的最小安全間距。本文從研究自由飛行下碰撞風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)始,建立碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型,并給出在指定安全目標(biāo)水平下最小安全距離的計(jì)算方法,主要工作如下:首先對(duì)自由飛行的飛行環(huán)境及飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析,兩架飛機(jī)在同一個(gè)平面內(nèi),建立基于直角坐標(biāo)系的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)模型。結(jié)合CNS性能對(duì)飛機(jī)定位的影響,考慮高空風(fēng)對(duì)飛機(jī)定位的影響,建立考慮高空風(fēng)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型,用牛頓迭代法求得最小安全間距。其次考慮了風(fēng)險(xiǎn)因素:通信、導(dǎo)航、監(jiān)視設(shè)備及速度分布對(duì)碰撞風(fēng)險(xiǎn)的影響。基于Kalman濾波理論建立了水平面和垂直面的碰撞評(píng)估模型,將兩投影面的碰撞評(píng)估模型綜合到同一空間坐標(biāo)系中,兩架飛機(jī)的相對(duì)距離小于最小安全間距時(shí),認(rèn)為碰撞發(fā)生。根據(jù)給定的安全目標(biāo)水平,利用MATLAB對(duì)其進(jìn)行求解,得到最小安全間距。最后建立空中轉(zhuǎn)盤(pán)式立交橋的沖突解脫方法,對(duì)發(fā)生沖突的飛機(jī)對(duì)進(jìn)行調(diào)整即加入空中轉(zhuǎn)盤(pán)和上升、下降高度來(lái)解脫沖突�？紤]了風(fēng)險(xiǎn)因素:CNS性能、速度分布、防撞系統(tǒng)及人為因素對(duì)飛機(jī)對(duì)間碰撞風(fēng)險(xiǎn)的影響,在三維坐標(biāo)系中建立基于隨機(jī)微分方程的計(jì)算最小安全間距模型并求解。
【關(guān)鍵詞】：自由飛行 最小安全間距 碰撞風(fēng)險(xiǎn) 空中轉(zhuǎn)盤(pán)式立交橋 沖突解脫
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V328
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 非自由飛行下的安全間隔研究11-17
• 1.2.2 自由飛行下的安全間距研究17-18
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 自由飛行下安全間距相關(guān)概念20-28
• 2.1 現(xiàn)有運(yùn)行模式下的安全間隔20
• 2.2 現(xiàn)有運(yùn)行模式下的飛行間隔標(biāo)準(zhǔn)20-22
• 2.2.1 飛行間隔標(biāo)準(zhǔn)概念20-21
• 2.2.2 飛行間隔的制定21-22
• 2.3 碰撞風(fēng)險(xiǎn)與安全目標(biāo)水平22-24
• 2.3.1 碰撞風(fēng)險(xiǎn)22-23
• 2.3.2 安全目標(biāo)水平23-24
• 2.3.3 碰撞風(fēng)險(xiǎn)與安全目標(biāo)水平的關(guān)系24
• 2.4 自由飛行環(huán)境及風(fēng)險(xiǎn)因素24-26
• 2.4.1 自由飛行環(huán)境25
• 2.4.2 風(fēng)險(xiǎn)因素25-26
• 2.4.3 自由飛行下最小安全間距26
• 2.5 自由飛行下最小安全間距研究的流程26-28
• 第三章 同一平面內(nèi)考慮高空風(fēng)的最小安全間距研究28-35
• 3.1 考慮高空風(fēng)的最小安全間距研究的基本思想28
• 3.2 自由飛行下碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型的建立28-32
• 3.2.1 高空風(fēng)引起的定位誤差29-31
• 3.2.2 CNS性能引起的定位誤差31
• 3.2.3 碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型的建立31-32
• 3.3 最小安全間距的計(jì)算32
• 3.4 算例分析32-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 三維空間基于Kalman濾波理論的最小安全間距研究35-43
• 4.1 基于Kalman濾波理論碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型35-39
• 4.1.1 基于Kalman濾波理論水平投影面的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型35-37
• 4.1.2 水平投影面的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型37-38
• 4.1.3 垂直投影面的碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型38-39
• 4.2 自由飛行下最小安全間距的確定39-40
• 4.3 算例分析40-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 第五章 自由飛行下基于空中轉(zhuǎn)盤(pán)式立交橋的沖突解脫算法43-55
• 5.1 空中轉(zhuǎn)盤(pán)式立交橋的相關(guān)概念43-45
• 5.1.1 空中交通轉(zhuǎn)盤(pán)的概念43-44
• 5.1.2 空中轉(zhuǎn)盤(pán)式立交橋的概念44-45
• 5.2 自由飛行下碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型的建立45-50
• 5.2.1 CNS性能對(duì)飛機(jī)定位誤差的影響45
• 5.2.2 速度分布對(duì)飛機(jī)定位誤差的影響45-46
• 5.2.3 防撞系統(tǒng)對(duì)碰撞風(fēng)險(xiǎn)的影響46
• 5.2.4 人為因素對(duì)碰撞風(fēng)險(xiǎn)的影響46-49
• 5.2.5 碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型的建立49-50
• 5.3 沖突解脫算法50-52
• 5.3.1 水平平面內(nèi)的沖突解脫50-51
• 5.3.2 垂直平面內(nèi)的沖突解脫51-52
• 5.4 算例分析52-54
• 5.4.1 計(jì)算最小安全間距52-53
• 5.4.2 空中轉(zhuǎn)盤(pán)式立交橋?qū)_突解脫的影響53-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 第六章 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 總結(jié)55-56
• 6.2 展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 致謝62-63
• 作者簡(jiǎn)介63

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