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国家自然科学基金(61174180): 作品数：10 被引量：83H指数：5; 相关作者：汤新民韩松臣韩云祥卢奕羽徐琴更多>>; 相关机构：南京航空航天大学中国电子科技集团第二十八研究所江苏理工学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>; 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>

基于参数辨识的短期4D航迹预测被引量：8: 2014年; 由于实际飞行过程中存在许多不确定因素,为保证空中交通的安全和通畅,必须对航空器进行短期4D航迹预测,实时掌握航空器的运行动态.首先建立航空器等速巡航的运动学模型以及等角航迹推测模型,其次利用广播式自动相关监视(ADS-B)接收器采集实时航迹数据,并运用极大似然法则与牛顿-拉夫逊迭代算法对模型中的校正空速进行辨识,最后利用辨识结果及等角航迹推测模型推算航空器的过点时间.实际算例表明,此方法能够准确地预测航空器等速巡航阶段的短期飞行航迹,2 min内航空器过点时间误差可控制在5 s内.; 徐琴汤新民韩松臣卢奕羽; 关键词：运动学模型参数辨识

固定航路最优飞行冲突解脱模型被引量：9: 2012年; 针对在固定航路条件下多个航空器之间的冲突解脱问题,提出了改变航向的飞行策略,比较了自由飞行条件下和固定航路飞行条件下的最优飞行冲突解脱模型。以航空器性能和航路空间为约束条件,以冲突解脱时间为目标函数,运用最优化控制理论和微分方程,计算了不同初始条件下的总冲突解脱时间。计算结果表明:当航空器的解脱终点从(80,0)变为(65,0)时,总冲突解脱时间减小了32s;当航空器的解脱速度从833km.h-1降低为759km.h-1时,总冲突解脱时间增大了12s;当航空器的初始位置由(20,0)增大为(29,0)时,总冲突解脱时间仅增大了2s。航空器的解脱终点和解脱速度对冲突解脱时间影响较大,而航空器的初始位置对冲突解脱时间影响较小。; 韩云祥汤新民韩松臣; 关键词：航空安全空中交通管制飞行轨迹飞行间隔最优控制自由飞行

一种基于航空器气象资料下传数据的飞行剖面生成方法被引量：5: 2015年; 由于飞行剖面识别是航空器四维(Four-dimensional,4D)航迹预测研究的热点问题,提出一种基于航空器气象资料下传(Aircraft meteorological data relay,AMDAR)数据的全飞行过程剖面生成方法,包括由高度-航程构成的标称高度剖面和空速-航程构成的标称速度剖面。首次将动态空间规整算法(Dynamic space warping,DSW)应用到飞行高度剖面的相似距离计算中,计算出标称飞行高度剖面;为解决在地速未知情况下标称速度剖面的计算问题,结合大椭圆距离算法与航空器基本性能数据库(Base of aircraft data,BADA),给出一种标称飞行速度剖面的计算方法,该方法保留了AMDAR实测历史数据中所隐含的飞行意图与气象因素。实际算例表明,本文提出的方法能够有效地得到真实反映航空器飞行状态的全飞行剖面。; 邢健汤新民韩松臣陈平顾俊伟; 关键词：交通运输工程空中交通管理飞行剖面

基于混杂系统理论的无冲突4D航迹预测被引量：4: 2012年; 为增大空域容量,在战略航迹规划阶段,设定航空器爬升、下降和平飞3个飞行状态和7组高度和速度参数规划航空器4D航迹.基于不同航段的航空器动力学模型,采用混杂系统理论,建立了不同航段之间的状态切换模型,以及同一航段内航空器质量、空速、高度和航程连续变化的航空器运行状态演化模型.通过调整航空器到达时刻和飞行速度,规划了多航空器无冲突4D航迹.算例仿真结果表明,在满足航空器性能约束的前提下,用混杂系统递推法规划的航空器起飞4D航迹计算时间在3 s以内;这两个模型准确反映了航空器在水平剖面和垂直剖面内的飞行状态变化;本文提出的航空器无冲突航迹规划方法是有效的.; 韩云祥汤新民韩松臣; 关键词：空中交通管制

基于BADA及航空器意图的四维航迹预测被引量：37: 2014年; 为了提高航空器四维轨迹预测的准确性,提出了基于航空器性能数据以及航空器意图的四维航迹预测方法.通过统计分析航空器实际雷达轨迹数据,根据水平轨迹、高度和速度剖面等构建了航空器意图模型.采用航空器意图模型与航空器动力与运动学模型相结合的方法,考虑气象因素,基于性能数据设计了四维航迹预测模型.以国内某机场进场航班ACA025与CES2161为例进行了模拟,将预计到达时刻与实际到达时刻的误差作为评价指标,结果表明:本文提出的算法可以将通过航路点时刻的误差控制在30 s以内.; 张军峰蒋海行武晓光汤新民; 关键词：空中交通管制

基于混杂系统模型的航空器4D航迹推测被引量：17: 2012年; 为实现对未来大流量、高密度、小间隔条件下空域实施管理,4D航迹推测是国内新一代空管自动化系统最为核心的一项技术。首先基于飞行剖面不同飞行阶段的航空器动力学模型,构造了在不同飞行阶段之间转移,而在同一阶段航空器重量、校正空速、高度和距离等状态连续变化的混杂系统模型。通过温度和风速风向修正航空器真空速及地速,利用混杂系统递推法求解航空器4D航迹。实际算例表明,本文提出的混杂系统模型推测得到的水平航迹和垂直剖面能够准确地反映航空器的飞行状态变化,单架航空器4D航迹推测计算时间可以控制在2 s以内。; 汤新民韩云祥韩松臣

面向4D航迹运行的飞行冲突混杂系统理论监控方法被引量：9: 2012年; 为实现未来大流量、高密度、小间隔条件下的空中交通管理,提出了一种避免飞行冲突的混杂控制系统结构。首先依据不同飞行状态下的航空器运动学方程建立被控对象模型,依据空中交通管制规则确定了禁止空中交通系统轨迹穿越的冲突超曲面,并通过设计监控器辨识潜在的冲突事件。然后基于管制员可采用的调配手段设计飞行冲突离散控制器,根据离散冲突事件向量确定可行的离散解脱策略,并在允许解脱时间段内且系统超曲面函数值的差分为负的前提下计算连续操纵输入量。案例研究表明,混杂系统理论模型能对潜在冲突进行实时探测和解脱,保证空中交通系统处于可达集的安全子集中。; 汤新民韩云祥韩松臣; 关键词：空中交通系统

基于极大代数的多航空器4D航迹规划及其扰动分析被引量：2: 2014年; 采用一种离散动态系统的扰动分析方法,通过对系统输入参数引入虚扰动,获得航空器到达时刻延误随扰动大小变化的估计.以上海终端区离场航空器为例,得到航空器的无冲突放行时刻,并验证调整后的放行时刻对于时间参数的摄动具有一定的鲁棒性.; 张琴汤新民韩云祥; 关键词：极大代数鲁棒性

基于动态气象预报数据的4D航迹预测被引量：3: 2013年; 高精度4D航迹预测是新一代航迹空管自动化的技术基础以及空管科技领域亟需的核心问题,考虑气象环境因素的影响则能明显提高航空器航迹预测的精度。利用世界区域预报系统的数字格点数据,首先对高度层进行垂直插值以获取某一剖面的气象信息,采用二次拉格朗日插值确定航段上某一点的温度场和风场的预报值,进而讨论温度场和风场预报值对飞行的影响,修正航空器真空速及地速,利用递推仿真方式求解航空器4D航迹。; 卢奕羽汤新民徐琴; 关键词：航空气象拉格朗日插值

一个鲁棒性冲突解脱轨迹规划模型: 2015年; 针对固定航路飞行条件下高密度运行空域多航空器实时冲突解脱轨迹规划问题,为了获取高空风场数值及增强航空器冲突解脱轨迹的鲁棒性,根据航空器的运行状态构建了高空风场线性和非线性滤波模型.采用模型预测控制理论,通过将预测模型的校正过程转化为高空风场数值的滤波过程,在给各航空器设定解脱优先权重及考虑两类解脱变量物理约束条件的前提下,从航空器的动态协同特性出发,构造能够反映控制输入量优劣的指标函数,提出一种能够适应空域环境变化的冲突解脱航迹在线滚动规划方案.算例分析表明,所提出的在线解脱轨迹规划方案可行有效.; 韩云祥汤新民; 关键词：航空运输空中交通管制卡尔曼滤波模型预测控制

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