题目：无人机冲突预测、告警与解脱技术研究

无人机的空域集成，即无人机进入非隔离空域与有人机共享空域飞行，是未来发展的必然趋势，如何在确保飞行安全的前提下通过共享来提高空域的利用率成为了新的研究热点。无人机进入非隔离空域飞行，必须保证其“不会对空域内的其它飞行器施加危险”，本文针对无人机自主感知-回避防撞策略，研究了无人机飞行冲突预测、告警与解脱技术，内容包括无人机碰撞风险评估、冲突预测、动态阈值保护区建模、实时自主冲突解脱几个部分。

考虑到无人机与有人机相比，大多尺寸小，速度低，而进入非隔离空域飞行的大型无人机与有人机相当，故首先评估在现有的民航间隔标准和空中交通管制下，无人机与有人机共同运行时的纵向间隔保持能力。本文应用基于事件EVENT的纵向碰撞风险模型，分析了导航误差等与有人机类似的无人机在现有航管体制下的间隔保持能力，得出性能与有人机类似的无人机具备在雷达管制下保持飞行间隔能力的结论。

临近飞机的信息通过广播式自动相关监视(ADS-B)获得，然后采用最接近点CPA法，预测出是否会发生飞行冲突的发生，即飞机间的水平和垂直的最小距离是否会同时小于危险接近的间隔标准。若会发生冲突，预测出距发生冲突的预留时间、水平与垂直最小距离。

如果无人机与入侵机存在飞行冲突，则应启动无人机动态阈值保护区建模程序。通过分析所获得的入侵机飞行信息，无人机自身的机动能力以及位置、航向、飞行速度等信息建立了三种动态阈值保护区模型，分别是冲突保护区PAZ,水平机动的冲突避免区HCAZ和垂直机动的冲突避免区VHCAZ。每种保护区对应一种告警和解脱方法，根据入侵机进入不同的保护区分级告警，可使冲突解脱更具有针对性，更大程度上保证冲突解脱的成功率。

最后根据相关的冲突避让规则以及告警的等级，选择合适的机动策略，并采用针对冲突解脱特点改进的势场法与粒子群优化算法相结合的方案，完成无人机实时冲突解脱路径重规划任务。对势场法的改进使得规划的航路平滑可飞，且无人机可在冲突威胁解脱后快速回到原航线上并保持原航向，算法能够适用于水平机动和垂直机动的路径规划，且能够满足在线重规划对实时性的要求。