【摘 要】
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随着近年来国际民航运输业的快速发展,机场的航空器数量不断增加,导致机场发生碰撞的风险也随之增大。传统的机场场面交通管理是通过管制员对飞行员下达指令实现的,而飞行员仅能凭目视观察获得机场的交通状况。当管制员指令出错或机场能见度较低时,无疑会增大碰撞事故的概率。为此,航空无线电技术委员会在2010年提出SURF机场场面情景感知程序。SURF主要适用于安装了合适ADS-B IN设备的航空器。当航空器在机
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随着近年来国际民航运输业的快速发展,机场的航空器数量不断增加,导致机场发生碰撞的风险也随之增大。传统的机场场面交通管理是通过管制员对飞行员下达指令实现的,而飞行员仅能凭目视观察获得机场的交通状况。当管制员指令出错或机场能见度较低时,无疑会增大碰撞事故的概率。为此,航空无线电技术委员会在2010年提出SURF机场场面情景感知程序。SURF主要适用于安装了合适ADS-B IN设备的航空器。当航空器在机场附近进行操作时,SURF通过接收其他交通的ADS-B消息,获取其交通状态,再结合机场地图和本机状态,向飞行员提供以本机为中心的机场交通情景。本文针对在ADS-B IN监视条件下的SURF运行,主要做了以下工作:1、研究ADS-B的基本工作原理,包括ADS-B的信号形式、多种ADS-B消息的内容和基于ADS-B IN的典型应用。研究SURF程序在参与机场场面活动时的流程和航空无线电委员会针对机场跑道冲突设计的指示和告警算法。2、研究基于ADS-B IN的SURF程序。包括SURF程序的功能过程、数据处理过程以及对SURF的误差进行分析。详细讨论了SURF在管制机场和无管制机场的执行程序。针对从接收ADS-B数据到出现在显示器上的数据处理过程,研究了ADS-B消息中位置数据的编码解码算法、坐标系转换算法和结合机场道路信息的滤波算法,利用MATLAB对滤波算法进行仿真,验证其有效性。研究使飞行员不会误解机场情景的误差范围,建立特定的机场场景和误差分析模型,使用MATLAB计算在场景下误差超出阈值的概率。3、在航空无线电委员会提出的带有指示和告警的机场场面情景感知的跑道冲突检测算法的框架下完善算法。跑道冲突检测算法用输出指示和告警的方式提醒飞行员注意可能造成冲突的交通和发生冲突的跑道。研究算法对本机和交通的情景划分、判断飞机情景算法和生成指示和告警的算法。4、利用QT软件平台,设计编写场景模拟器和本机SURF程序。场景模拟器用于设计场景内本机和交通的运动状态等信息,以ADS-B消息的方式发送至本机SURF程序。本机SURF程序的功能包括ADS-B消息接收、解码、坐标系转换、航迹滤波、航迹显示以及跑道冲突检测功能,结合场景验证SURF程序的正常使用以及跑道冲突检测算法的正确性。
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