● 摘要
空中交通监视作为空中交通管理的重要手段，它通过实时监视管制空域内飞机的飞行状态，保证所有飞机能够安全、高效且有计划地飞行。目前，将ADS-B和雷达两种监视手段结合、提高飞机航迹监视精度的融合方法已成为空中交通监视领域的一个研究热点。然而，现有的航迹融合方法中很少考虑欠数据问题，而在实际空中交通监视应用中，欠数据问题是客观存在的，主要表现为数据发生一定概率的丢包，这使得现有的航迹融合方法难以取得预期的应用效果。本文针对ADS-B和雷达监视数据存在丢包而导致飞机航迹难以精准估计的技术难点，在深入分析实测数据的基础上，从飞机匀速直线运动和机动运动两种飞行状态入手，提出了有效的航迹融合估计方法。该方法解决了ADS-B和雷达监视数据丢包情况下的飞行航迹估计问题。论文的主要工作与特色有：1、在分析ADS-B与雷达实测数据的基础上，结合两种飞行态势特点，给出了本文航迹融合算法的结构与思路。2、提出了一种飞机匀速直线运动状态下ADS-B与雷达航迹融合算法。该算法针对理想情况下飞机处于匀速直线运动状态噪声不变的假设，使用卡尔曼滤波进行航迹估计，同时使用不完全观测理论对欠数据进行修正，较好地缓解了发生丢包的监视数据对航迹估计的影响。仿真实验验证了算法的有效性。3、针对实际情况下飞机的机动运动状态，进一步提出了一种ADS-B与雷达航迹融合算法。该算法结合机动运动噪声时变的特点，使用自适应卡尔曼滤波以及时变噪声统计理论进行航迹估计，同时使用不完全观测理论对欠数据进行修正，较好地缓解了发生丢包的监视数据对航迹估计的影响。仿真实验验证了算法的有效性。