固定航路飛行條件下航空器航跡規(guī)劃若干關鍵技術研究.pdf

1、建立智能化的新一代空中交通管理自動化系統，是新一代民用航空運輸系統的重要目標之一。在新一代空中交通管理自動化系統實施方案中，航跡規(guī)劃模塊在基于航跡的航空器運行過程中扮演著重要角色。本文針對航空器戰(zhàn)略航跡規(guī)劃和戰(zhàn)術航跡規(guī)劃兩個方面分別展開了研究，形成了較為系統的航跡規(guī)劃理論，能夠為新一代空中交通管理自動化系統的實施提供理論指導。本文研究工作主要包括：
　　提出了包含“單航空器航跡規(guī)劃”和“多航空器航跡規(guī)劃”的戰(zhàn)略航跡規(guī)劃方法，建立了

2、航空器戰(zhàn)略航跡規(guī)劃理論，其中，
　　單航空器戰(zhàn)略航跡規(guī)劃階段，從航空器的物理運動特性出發(fā)，構造了航空器在不同飛行階段之間狀態(tài)切換轉移、而同一階段內航空器重量、校正空速、高度和距離等狀態(tài)參數連續(xù)變化的航跡演化模型。運用Petri網理論從宏觀和微觀兩個角度研究了航空器全飛行剖面航跡演化過程。為了增強航跡的實用性，在航跡規(guī)劃過程中融入了風場要素，引入啟發(fā)式算法優(yōu)化了風場插值模型參數并修正了航空器原始運行狀態(tài)。
　　多航空器戰(zhàn)略航跡

3、規(guī)劃階段，從航空器流的物理運動特性出發(fā)，根據航段結構和航空器間的運行狀態(tài)，運用元胞自動機模型，提出了一種空域交通流微觀模型構建方法?；诤铰窙_突點保護區(qū)競爭機制，建立了空域多航空器極大代數耦合模型和多航空器沖突預調配模型，給出了模型輸入、狀態(tài)和輸出之間的約束關系，依據不同的航跡規(guī)劃目標，通過形式化推理可以得到多航空器無沖突航跡。
　　提出了包含“單航空器實時航跡推測”和“多航空器實時航跡規(guī)劃”的戰(zhàn)術航跡規(guī)劃方法，建立了航空器戰(zhàn)術航

4、跡規(guī)劃理論。其中，
　　單航空器實時航跡推測階段，從影響航空器運行的各種隨機因素出發(fā)，通過將航空器的位移量視為隱馬爾科夫過程的觀測值，構建了基于航空器歷史軌跡的隱馬爾科夫航跡推測模型。針對原始觀測數據的符號化序列轉換和隱馬爾科夫模型初始參數選取，引入啟發(fā)式算法對原始數據進行聚類并優(yōu)化隱馬爾科夫模型初始參數，采用標準訓練算法獲取隱馬爾科夫模型預測參數對航空器未來位置實施滾動推測。
　　多航空器實時航跡規(guī)劃階段，從航空器的動態(tài)協