自由飛行空域中沖突檢測與解脫技術研究.pdf

1、隨著空中交通流量日益增大，國際民航界提出了自由飛行的概念。沖突檢測與解脫技術是實現自由飛行的一項關鍵技術。沖突檢測與解決技術問題的國內外發(fā)展現狀表明，目前該項技術還未得到徹底解決。本課題在前人的研究基礎上，對該項關鍵技術進行進一步的理論研究。
　　 沖突檢測與解脫技術的研究涉及飛行器飛行的基本問題及模型，其中包括坐標系的選擇、飛行動力模型和飛行基本航跡及其模型。飛行器基本問題的描述及其相關模型的建立將復雜的飛行狀態(tài)抽象成數學問題

2、，為后續(xù)理論研究奠定了基礎。
　　 根據飛行安全間隔，選擇橢球保護區(qū)模型作為飛行器的保護區(qū)。沖突檢測即轉化為判斷飛行器間的保護區(qū)是否重疊。本文結合沖突檢測的確定型與概率型模型，給出了兩飛行器間的沖突檢測方法。此方法充分考慮了飛行中氣流、機動等因素的干擾，運用坐標系的轉換，將沖突檢測模型轉換成確定型模型，可排除明顯不存在沖突的飛行器。對于可能發(fā)生沖突的兩架飛行器，采用基于當前加速度統(tǒng)計模型的機動頻率自適應卡爾曼濾波對相對飛行航跡進

3、行濾波跟蹤。根據兩飛行器的相對航跡及沖突發(fā)生的條件來判斷是否存在潛在沖突及沖突發(fā)生的時間。
　　 經沖突檢測后判斷飛行器間存在潛在沖突時，飛行器應進入沖突解脫階段。沖突解脫采用了隨機控制系統(tǒng)最優(yōu)控制理論中的極大值原理，在只考慮主飛行器單獨解脫的情況下，提出了兩架飛行器的沖突解脫策略。當多架飛行器存在沖突群時，引入優(yōu)先權，使涉及沖突群的多架飛行器能夠根據優(yōu)先次序先后進行解脫。
　　 實驗結果表明本文中的沖突檢測與解脫方法能