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题目:空基飞机高度保持性能监视技术研究

关键词:RVSM;高度保持性能监视;航迹提取;气象格点数据解析;高度坐标转换;人工神经网络;概率分布模型

  摘要

飞机高度保持性能监视是缩小垂直间隔(RVSM)空域运行安全监控的重要环节,是保证RVSM空域正常安全运行的必经流程。目前国外在高度保持性能监视领域的发展已呈现出多样化、系统化的特点。而我国虽然已正式实施RVSM近一年,但仍依赖于外国技术及设备,缺乏对高度保持性能监视技术的自主研发。 飞机高度保持性能监视的核心思想是通过对飞机飞行过程中高度相关信息的采集、处理和分析,评估单架飞机在垂直方向上飞行的准确性和稳定性,进而利用一系列飞行样本统计分析空域(航路)在一段时间内的整体高度偏差分布特性。本文自主研究我国空基高度保持性能监视的系统框架与核心流程,并重点分析了高度保持性能监视评估关键技术: 1)针对飞机飞行状态的要求,综合运用线性相关性判断、单调性判断等方法,结合GPS数据和二次雷达数据,提取飞机直线水平飞行航迹。 2)针对气象预测数据格点化的特点,采取基于数值插值的气象数据解析处理方法,满足了高度保持性能监视评估对观测点环境气象参数的需求。 3)以BP人工神经网络为基础,结合标准大气模型,推导出高度坐标转换传递关系式,解决了GPS高度和气压高度间的坐标差异问题。实例验证表明,算法具备良好的精确性和有效性。 在突破关键技术的基础上,选用Java平台设计了高度保持性能监视评估软件,介绍了软件整体框架结构及其核心功能模块的开发实现。 最后推导了高空空域飞机高度保持性能的求解公式。针对高度保持偏差样本分布尖峰厚尾的特征,提出了基于指数幂分布和高斯-双指数混合分布拟合区间化的高度保持偏差数据的方法,并利用似然比检验法检验两类分布的拟合优度。