本文關鍵詞：基于跑滑系統(tǒng)約束的機場場面航空器跟蹤算法研究

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【摘要】：隨著航班量的增加和機場跑滑系統(tǒng)日趨復雜,國內(nèi)大型機場場面運行沖突日益頻繁,極大地影響了機場的安全高效運行。國際民航組織提出的“先進場面運動引導控制系統(tǒng)(A-SMGCS) "從目標監(jiān)視、路徑規(guī)劃、沖突監(jiān)控和滑行引導四個功能模塊提升機場場面運行管理水平,已成為國內(nèi)外空管領域理論研究的熱點。其中,目標監(jiān)視是實現(xiàn)其他功能模塊的基礎。本文重點在A-SMGCS的框架下,對機場場面內(nèi)航空器這一類目標的跟蹤監(jiān)視進行研究。首先,對機動目標跟蹤理論進行研究,對比分析了擴展卡爾曼濾波器、不敏卡爾曼濾波器和轉換量測卡爾曼濾波器的濾波性能；其次對機動目標跟蹤模型進行了對比分析。然后,對機場跑滑系統(tǒng)以節(jié)點和擴展節(jié)點的形式進行數(shù)學建模,將管制指令約束融入路段匹配方法中,結合跑滑系統(tǒng)約束,研究機場場面航空器跟蹤算法中的過程噪聲修正方法、量測預處理方法和跟蹤狀態(tài)變量估計修正方法；然后考慮機場場面航空器機動性的特點,建立以路段信息為基礎的航空器運動模型集,結合交互式多模型算法,分別采用固定結構的多模型算法和基于路段信息匹配的變結構多模型算法對機場場面上單一航空器進行跟蹤,仿真結果表明,基于管制指令約束和跑滑系統(tǒng)約束下的變結構多模型算法能更好的對機場場面運行的航空器進行精確跟蹤,有效降低了垂直于跑道和滑行道方向上的跟蹤誤差。最后,考慮機場場面多雜波環(huán)境下的多航空器跟蹤,以聯(lián)合數(shù)據(jù)關聯(lián)算法為基礎,將其與交互式多模型算法向結合,根據(jù)管制指令約束和跑滑系統(tǒng)約束實現(xiàn)模型集的自適應設計,對機場場面上的多目標跟蹤實現(xiàn)了有效跟蹤；仿真結果表明,加入管制指令能有效降低有效模型數(shù)量,采用跑滑系統(tǒng)約束能有效降低機場場面航空器垂直跑道和滑行道上的跟蹤誤差。
【關鍵詞】：空中交通管制 機場場面 目標跟蹤 多模型 航空器
【學位授予單位】：中國民用航空飛行學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V355
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 選題背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 機動目標運動模型12-14
• 1.2.2 機動目標跟蹤濾波算法14-16
• 1.3 論文研究內(nèi)容與創(chuàng)新點16-18
• 第二章 機動目標跟蹤理論18-30
• 2.1 目標跟蹤濾波算法18-25
• 2.1.1 擴展卡爾曼濾波器19-21
• 2.1.2 不敏卡爾曼濾波器21-23
• 2.1.3 轉換量測卡爾曼濾波器23-24
• 2.1.4 濾波器性能仿真對比分析24-25
• 2.2 機動目標跟蹤模型25-29
• 2.2.1 Singer模型25-26
• 2.2.2 當前統(tǒng)計模型26
• 2.2.3 CA、CT和CV模型26-28
• 2.2.4 改進的CA、CT和CV模型28-29
• 2.3 本章小結29-30
• 第三章 基于跑滑系統(tǒng)約束的單航空器跟蹤算法30-63
• 3.1 機場場面運行特點30-34
• 3.1.1 機場系統(tǒng)介紹30-31
• 3.1.2 機場跑滑系統(tǒng)研究31-33
• 3.1.3 機場場面航空器滑行特性研究33-34
• 3.2 機場跑滑系統(tǒng)建模研究34-36
• 3.2.1 機場跑滑系統(tǒng)建模規(guī)則34-36
• 3.2.2 機場跑滑系統(tǒng)數(shù)學模型36
• 3.3 跑滑系統(tǒng)約束在場面目標跟蹤的應用36-42
• 3.3.1 跑滑系統(tǒng)約束對過程噪聲的影響37-38
• 3.3.2 基于跑滑系統(tǒng)約束的量測預處理38
• 3.3.3 基于跑滑系統(tǒng)約束的狀態(tài)修正38-39
• 3.3.4 基于跑滑系統(tǒng)約束的濾波算法對比研究39-42
• 3.4 基于跑滑系統(tǒng)約束的IMM算法42-51
• 3.4.1 跟蹤原理42-44
• 3.4.2 跟蹤步驟44-46
• 3.4.3 基于管制約束的路段匹配方法46-48
• 3.4.4 仿真分析48-51
• 3.5 基于跑滑系統(tǒng)約束的變結構IMM算法51-61
• 3.5.1 跟蹤原理52-54
• 3.5.2 基于跑滑系統(tǒng)約束的VS-IMM算法設計54-59
• 3.5.3 仿真分析59-61
• 3.6 本章小結61-63
• 第四章 基于跑滑系統(tǒng)約束的多航空器跟蹤算法63-81
• 4.1 概述63-72
• 4.1.1 概率數(shù)據(jù)關聯(lián)算法63-68
• 4.1.2 聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關聯(lián)算法68-72
• 4.2 基于跑滑系統(tǒng)約束的多航空器滑行跟蹤算法72-76
• 4.3 仿真實驗與結果分析76-80
• 4.4 本章小結80-81
• 結論與展望81-83
• 參考文獻83-87
• 攻讀碩士學位論文期間取得的學術成果87-88
• 致謝88

【相似文獻】

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本文編號：1105978