基于ADSB的飛機預警避撞算法研究
羅文田,趙澤榮,張德銀
中國民用航空飛行學院航空工程學院,四川廣漢
摘 要:為解決引入廣播式自動相關監視技術(ADSB)后飛機密度加大帶來相撞概率增大問題,提出了一種基于ADSB的飛機預警防撞算法。該算法將飛行沖突區域分為保護和避碰區域,沖突告警分為低級、保護區域和避碰區域告警。該算法有效利用ADSB提供的數據,在本機的垂直和水平方向分別設計了合理的保護和避碰區域的預警防撞空間和時間門限,實現了沖突檢測、避免和解脫功能。將該算法嵌入到ADSB監控系統中,經實際飛行驗證,可能發生相撞的兩機能以監視屏閃亮的方式進行告警,從而使飛行員和管制員能及時發現危險而避撞。嵌有該算法的ADSB系統在中國民航飛行學院運行2年時間里,在2萬余小時的飛行訓練中沒出現飛行沖突。實驗和實際運行結果表明該算法是有效和實用的。
關 鍵 詞:ADSB;飛機;算法;預警避撞;飛行沖突
1 引 言
空中交通管制的根本目的是確保飛行安全和效率[1],而目前空中交通管制主要手段是基于二次雷達的詢問應答方式對目標實施監視,但二次雷達自身具有很多局限性,限制了監視性能的提高[2],給飛行安全帶來極大的隱患,很難滿足空中交通管制發展需要,因此迫切的需求新技術、新手段和新的管理體系,來適應航空業的巨大發展。目前,許多國家ADSB技術當作下一代監視技術的發展方向,美國、歐洲、澳大利亞等空管大國普遍加快了對ADSB技術的研究和推廣應用,并進入了實用階段[3]。我國國內多家科研院所也開展了廣泛的研究,目前進入了試用階段,民航正在逐步規范和推進ADSB技術的應用[4]。ADSB系統在雷達覆蓋區域,將作為雷達監視手段的有效補充,對其校準或補盲;在非雷達覆蓋區域,將成為一種獨立的監視手段[5]。該技術與傳統雷達監視技術相比,具有監視精度高、價格低廉、易于安裝、監視數據精度高和監視距離遠等明顯優勢[6]。但是隨著ADSB在航路上應用,使航路上飛行間距變小,航路上飛機密度加大;隨著ADSB在機場終端應用,特別是在飛行訓練機場應用,使得飛機起落架次大量增多,單位時空內飛機密度大大增加,這也增加了飛機之間相撞的可能性。所以本文提出設計并實現了一種新型民航飛機預警防撞算法來提醒飛行員和管制人員,減少飛機相撞幾率,保障飛行安全。
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