固定航路飛行條件下航空器航跡規(guī)劃若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、建立智能化的新一代空中交通管理自動化系統(tǒng)，是新一代民用航空運輸系統(tǒng)的重要目標(biāo)之一。在新一代空中交通管理自動化系統(tǒng)實施方案中，航跡規(guī)劃模塊在基于航跡的航空器運行過程中扮演著重要角色。本文針對航空器戰(zhàn)略航跡規(guī)劃和戰(zhàn)術(shù)航跡規(guī)劃兩個方面分別展開了研究，形成了較為系統(tǒng)的航跡規(guī)劃理論，能夠為新一代空中交通管理自動化系統(tǒng)的實施提供理論指導(dǎo)。本文研究工作主要包括：
　　提出了包含“單航空器航跡規(guī)劃”和“多航空器航跡規(guī)劃”的戰(zhàn)略航跡規(guī)劃方法，建立了

2、航空器戰(zhàn)略航跡規(guī)劃理論，其中，
　　單航空器戰(zhàn)略航跡規(guī)劃階段，從航空器的物理運動特性出發(fā)，構(gòu)造了航空器在不同飛行階段之間狀態(tài)切換轉(zhuǎn)移、而同一階段內(nèi)航空器重量、校正空速、高度和距離等狀態(tài)參數(shù)連續(xù)變化的航跡演化模型。運用Petri網(wǎng)理論從宏觀和微觀兩個角度研究了航空器全飛行剖面航跡演化過程。為了增強航跡的實用性，在航跡規(guī)劃過程中融入了風(fēng)場要素，引入啟發(fā)式算法優(yōu)化了風(fēng)場插值模型參數(shù)并修正了航空器原始運行狀態(tài)。
　　多航空器戰(zhàn)略航跡

3、規(guī)劃階段，從航空器流的物理運動特性出發(fā)，根據(jù)航段結(jié)構(gòu)和航空器間的運行狀態(tài)，運用元胞自動機模型，提出了一種空域交通流微觀模型構(gòu)建方法?；诤铰窙_突點保護區(qū)競爭機制，建立了空域多航空器極大代數(shù)耦合模型和多航空器沖突預(yù)調(diào)配模型，給出了模型輸入、狀態(tài)和輸出之間的約束關(guān)系，依據(jù)不同的航跡規(guī)劃目標(biāo)，通過形式化推理可以得到多航空器無沖突航跡。
　　提出了包含“單航空器實時航跡推測”和“多航空器實時航跡規(guī)劃”的戰(zhàn)術(shù)航跡規(guī)劃方法，建立了航空器戰(zhàn)術(shù)航

4、跡規(guī)劃理論。其中，
　　單航空器實時航跡推測階段，從影響航空器運行的各種隨機因素出發(fā)，通過將航空器的位移量視為隱馬爾科夫過程的觀測值，構(gòu)建了基于航空器歷史軌跡的隱馬爾科夫航跡推測模型。針對原始觀測數(shù)據(jù)的符號化序列轉(zhuǎn)換和隱馬爾科夫模型初始參數(shù)選取，引入啟發(fā)式算法對原始數(shù)據(jù)進行聚類并優(yōu)化隱馬爾科夫模型初始參數(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練算法獲取隱馬爾科夫模型預(yù)測參數(shù)對航空器未來位置實施滾動推測。
　　多航空器實時航跡規(guī)劃階段，從航空器的動態(tài)協(xié)