滤波和多源图像匹配在进近助视引导系统中的应用研究

论文摘要

在复杂机场、复杂天气条件下,保障民航生产运输安全、正点、高效、经济,避免终端区飞行时出现可控飞行撞地事故的发生,仍然是民航界急需解决的重大课题。为提高低能见度等复杂天气条件下着陆的安全性,从导航角度有多种措施,最主要的两种措施包括:一是提高导航系统的安全性、可靠性,如采用GPS差分及增强技术、GLS进近等;二是利用机载进近助视引导系统,为机组提供直观的情景意识,帮助机组判断航空器所处位置和状态,避免可控撞地事故的发生,如采用HGS、EFVS等技术。本文致力于对HGS系统中一些关键技术和问题进行研究。利用先进经验模态分解法分析下滑道信号干扰稳定问题,并利用多源图像配时空配准分析航空器低能见度下的进近问题,有效抑制多路径效应和提高航空器进近可视水平。论文的创新之处是运用经验模态分解法(EMD)对ILS下滑道信号进行滤波。本文系统阐述该方法应用于下滑道信号干扰分析的可行性,提出了基于经验模态分解的下滑道信号滤波方法。依据视景增强系统的要求,利用基于特征级的多源图像配准方法,对同一地点的不同图像进行配准仿真。在与当前发展的新技术的融合中,着重阐述了下滑道滤波和多源图像配准技术在“新一代进近着陆助视引导系统”中的应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 民用客机进近助视引导系统的发展
• 1.3 滤波和多源图像匹配技术介绍
• 1.4 进近助视引导系统的应用现状
• 1.5 本文结构
• 第二章 独立助视引导系统性能分析
• 2.1 平视指引系统性能分析
• 2.1.1 HGS 的历史与发展
• 2.1.2 HGS 的组成及工作原理
• 2.1.3 HGS 的优势
• 2.1.4 HGS 的运行要求
• 2.1.5 HGS 的性能及其在飞行运行中的应用
• 2.2 增强视觉系统性能分析
• 2.2.1 EFVS 的介绍
• 2.2.2 EFVS 的优缺点
• 2.2.3 EFVS 的性能及其在飞行运行中的应用
• 2.3 合成视觉系统性能分析
• 2.3.1 SVS 的工作原理
• 2.3.2 SVS 的完好性
• 2.3.3 SVS 的优缺点
• 2.3.4 SVS 的性能及其在飞行运行中的应用
• 第三章 综合助视引导系统
• 3.1 新一代进近着陆助视引导系统研究框架
• 3.1.1 平视指引系统
• 3.1.2 基于平视指引系统的综合视景系统
• 3.1.3 视觉增强EFVS 系统
• 3.1.4 实时动态监视系统
• 3.2 EFVS 和SVS 与HGS 的综合
• 3.3 综合助视引导系统的关键技术
• 3.3.1 HGS 中数据的处理
• 3.3.2 HGS 和SVS 的融合
• 3.3.3 EFVS 和SVS 的融合
• 3.3.4 地空数据传输技术
• 第四章 滤波技术和多源图像匹配技术的应用
• 4.1 基于 EMD 的 ILS 下滑道信号滤波
• 4.1.1 ILS 下滑道信号简介
• 4.1.2 调幅波
• 4.1.3 基于EDM 的滤波
• 4.2 下滑道信号滤波仿真及分析
• 4.2.1 EMD 滤波去噪法
• 4.2.2 仿真实验
• 4.2.3 结论和分析
• 4.3 图像配准简介
• 4.3.1 遥感技术
• 4.3.2 多源图像配准
• 4.4 基于特征的多源图像实时配准
• 4.4.1 图像配准的数学模型
• 4.4.2 图像变换
• 4.4.3 图像配准方法
• 4.5 多源图像匹配仿真及分析
• 4.5.1 使用ERDAS IMAGINE 进行图像配准
• 4.5.2 结论和分析
• 第五章 进近着陆助视引导系统与PBN 技术的组合
• 5.1 基于性能的导航（PBN）概述
• 5.1.1 PBN 的相关概念及其性能要求
• 5.1.2 实施PBN 的优势
• 5.2 两种技术的组合
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢