机载防撞系统多机冲突咨询算法研究及咨询显示仿真设计

论文摘要

随着我国国民经济的高速增长,空中交通流量急剧增加,空中交通发生冲突的可能性会大大增加。为满足空中交通流量增长的要求,保证飞行安全和通畅,对冲突探测与解脱技术等咨询算法的研究将是提高飞行安全与效益的一项关键技术。本文以TCASⅡ机载防撞系统的空中交通防撞技术与基础,对机载系统在空中交通中的冲突探测与咨询算法进行了分析,同时对机载防撞系统的交通咨询显示做了仿真设计,对嵌入式技术在空中交通监测系统显示咨询中的具体应用做了详细分析。针对以上讨论主题,本文的主要内容分为以下几部分:讨论两架飞机间的冲突,分析了机载防撞系统对空中冲突的探测与咨询的产生。建立了冲突模型和冲突探测模型,并描述了冲突咨询的发出原理机制。讨论机载防撞系统对两架飞机间冲突的决策咨询,建立了冲突解脱模型,详细的描述了垂直机动决策咨询生成算法以及选择和处理逻辑。以TCASⅡ为代表的pair-wise方式冲突解脱技术为基础,详细分析了机载防撞系统对多机冲突的处理原理,重点介绍了系统中的多机处理功能模块。具体描述了多机模拟和评估模块算法,以及多机优化模块的算法流程。并以具体的文件测试对以上各部分算法分析都做了生动描述。对机载防撞系统的交通咨询显示做了仿真设计。简要地分析了WindML图形工具的特点,在这基础上,重点分析了怎么样利用WindML的2D函数库中的API对交通咨询显示的具体设计,介绍了如何解决系统中的图形位图的显示,动画刷新和刷新时的抖动,WindML下音频文件的播放设计等问题。对以上的算法分析和仿真设计都有实际的测试文件进行测试,并给出了测试结果。做为分析对像的机载防撞系统已经研发调试成功并在某军工厂做实际生产,并将在不久运用在我国的国防建设中。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 1.5 本课题研究的主要意义和贡献
• 第二章 冲突探测模型
• 2.1 引言
• 2.2 模型的建立
• 2.2.1 两架飞机间冲突模型的建立
• 2.2.2 两架飞机间的探测模型建立
• 2.2.3 具体测试实例分析
• 第三章 冲突解脱模型
• 3.1 引言
• 3.2 基于TCASⅡ的防撞技术特点
• 3.3 两架飞机间解脱模型的建立
• 3.3.1 对τ的修正
• 3.3.2 垂直方向上相对距离的预测
• 3.4 决策咨询的选择及处理逻辑
• 3.5 具体测试实例分析
• 3.6 本章小节
• 第四章 基于TCASⅡ的多目标机冲突决策处理
• 4.1 引言
• 4.2 TCASⅡ系统对多目标冲突的处理原理
• 4.2.1 pair-wise处理方式
• 4.3 多机处理主要功能模块分析
• 4.3.1 多机模拟和评估
• 4.3.2 多机优化
• 4.4 具体测试实例分析
• 4.5 本章小节
• 第五章 TCASⅡ交通咨询显示的图形用户界面开发
• 5.1 显示终端的功能与特点
• 5.1.1 显示方法
• 5.1.2 显示内容
• 5.1.3 语音通告
• 5.2 VXWORKS下的图形用户界面的开发
• 5.2.1 WindML图形库分析
• 5.2.2 WindML的位图显示分析
• 5.3 基于位图方式的显示具体设计
• 5.3.1 显示系统的初始化
• 5.3.2 固定显示内容的绘制
• 5.3.3 基于双缓冲技术的动态内容设计
• 5.3.4 最后的仿真效果及小结
• 5.4 语音通告的具体设计
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果