本文關(guān)鍵詞： 陸基增強(qiáng)系統(tǒng) 可視化仿真 FlightGear 數(shù)據(jù)通信　出處：《中國(guó)民航大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：GBAS(Ground Based Augmentation System)作為一種新型的、基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的局域增強(qiáng)系統(tǒng),其在民用航空領(lǐng)域可被用于提供高精密的導(dǎo)航服務(wù)。為直觀、逼真的模擬GBAS運(yùn)行時(shí)的引導(dǎo)過(guò)程,在仿真中應(yīng)用了三維可視化技術(shù)。本文通過(guò)研究FlightGear飛行模擬軟件的數(shù)據(jù)傳輸接口,搭建了基于FlightGear的數(shù)據(jù)交互平臺(tái),在分析處理數(shù)據(jù)的同時(shí),應(yīng)用外部數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)三維視景仿真,并對(duì)飛行中的輸出參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。首先,闡述了在廣泛推行PBN(Performance Based Navigation)的背景下,GBAS應(yīng)用于引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)近著陸的重要意義和優(yōu)勢(shì),簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外GBAS的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀,以及國(guó)內(nèi)外在可視化仿真領(lǐng)域開(kāi)展的相關(guān)研究。重點(diǎn)分析了GBAS的關(guān)鍵技術(shù),主要包括載波相位平滑偽距差分定位技術(shù)和機(jī)載端完好性監(jiān)測(cè)技術(shù)。其次,依據(jù)接收機(jī)獲得的GPS(Global Positioning System)和BDS(BeiDou Navigation Satellite System)的歷書(shū)以及RINEX(Receiver Independent Exchange format)星歷,對(duì)天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)附近終端區(qū)的衛(wèi)星星座進(jìn)行模擬,并分析GPS與BDS的定位準(zhǔn)確性與可用性。然后依據(jù)模擬的衛(wèi)星星座,對(duì)載波相位平滑偽距差分定位算法和機(jī)載端完好性監(jiān)測(cè)算法進(jìn)行仿真分析,結(jié)果表明基于GPS或BDS的陸基增強(qiáng)系統(tǒng)在終端區(qū)均能滿足I類(lèi)精密進(jìn)近性能要求。最后,在Simulink下建立數(shù)據(jù)輸入接口,實(shí)現(xiàn)Matlab/Simulink與FlightGear聯(lián)合仿真方案。設(shè)定具體的最終進(jìn)近段飛行路徑,模擬某航班動(dòng)態(tài)著陸過(guò)程,應(yīng)用GBAS數(shù)據(jù)模型并同步解析機(jī)載端衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航性能,實(shí)現(xiàn)三維視景與數(shù)據(jù)解析的融合。同時(shí)開(kāi)發(fā)一種可實(shí)時(shí)監(jiān)視飛行數(shù)據(jù)的監(jiān)視軟件,完成了整個(gè)基于FlightGear的數(shù)據(jù)交互平臺(tái)的搭建。模擬飛行測(cè)試直觀呈現(xiàn)出導(dǎo)航數(shù)據(jù)的引導(dǎo)效果,驗(yàn)證了基于北斗的GBAS系統(tǒng)在終端區(qū)能夠支持I類(lèi)精密進(jìn)近的引導(dǎo)服務(wù)。
[Abstract]:GBAS(Ground Based Augmentation system, as a new type of local enhancement system based on satellite navigation system, can be used in the field of civil aviation to provide high precision navigation service. This paper studies the data transmission interface of FlightGear flight simulation software, builds a data exchange platform based on FlightGear, and uses external data to drive 3D visual simulation while analyzing and processing data. And the output parameters in flight are monitored in real time. Firstly, the significance and advantages of PBN(Performance Based application in guiding aircraft approach and landing are expounded, and the development and application status of GBAS at home and abroad are briefly described. The key technologies of GBAS are analyzed, including carrier phase smoothing pseudo-range differential positioning technology and airborne integrity monitoring technology. According to the GPS(Global Positioning system and BDS(BeiDou Navigation Satellite system obtained by the receiver and the RINEX(Receiver Independent Exchange format ephemeris, the satellite constellation in the terminal area near Tianjin Binhai International Airport is simulated. The positioning accuracy and availability of GPS and BDS are analyzed. Then the carrier phase smoothing pseudo-range differential positioning algorithm and the airborne integrity monitoring algorithm are simulated and analyzed according to the simulated satellite constellation. The results show that the ground-based enhancement system based on GPS or BDS can meet the requirements of class I precision approach performance in the terminal area. Finally, the data input interface is established under Simulink to realize the joint simulation scheme of Matlab/Simulink and FlightGear, and the specific final approach flight path is set up. This paper simulates the dynamic landing process of a certain flight, applies the GBAS data model and synchronously analyzes the navigation performance of the airborne satellite navigation system, realizes the fusion of 3D scene and data analysis, and develops a monitoring software that can monitor flight data in real time. The data interaction platform based on FlightGear is built. The simulated flight test directly shows the guidance effect of navigation data and verifies that the GBAS system based on Beidou can support class I precision approaching guidance service in the terminal area.
【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】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.9;TN967.1

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