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(dòng)化系統(tǒng)，是新一代民用航空運(yùn)輸系統(tǒng)的重要目標(biāo)之一。在新一代空中交通管理自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施方案中，航跡規(guī)劃模塊在基于航跡的航空器運(yùn)行過(guò)程中扮演著重要角色。本文針對(duì)航空器戰(zhàn)略航跡規(guī)劃和戰(zhàn)術(shù)航跡規(guī)劃兩個(gè)方面分別展開(kāi)了研究，形成了較為系統(tǒng)的航跡規(guī)劃理論，能夠?yàn)樾乱淮罩薪煌ü芾碜詣?dòng)化系統(tǒng)的實(shí)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(yùn)動(dòng)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(yùn)用Petri網(wǎng)理論從宏觀和微觀兩個(gè)角度研究了航空器全飛行剖面航跡演化過(guò)程。為了增強(qiáng)航跡的實(shí)用性，在航跡規(guī)劃過(guò)程中融入了風(fēng)場(chǎng)要素，引入啟發(fā)式算法優(yōu)化了風(fēng)場(chǎng)插值模型參數(shù)并修正了航空器原始運(yùn)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(yùn)動(dòng)特性出發(fā)，根據(jù)航段結(jié)構(gòu)和航空器間的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)用元胞自動(dòng)機(jī)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(diǎn)保護(hù)區(qū)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)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(guò)形式化推理可以得到多航空器無(wú)沖突航跡。
　　提出了包含“單航空器實(shí)時(shí)航跡推測(cè)”和“多航空器實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)航跡推測(cè)階段，從影響航空器運(yùn)行的各種隨機(jī)因素出發(fā)，通過(guò)將航空器的位移量視為隱馬爾科夫過(guò)程的觀測(cè)值，構(gòu)建了基于航空器歷史軌跡的隱馬爾科夫航跡推測(cè)模型。針對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的符號(hào)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(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)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(cè)參數(shù)對(duì)航空器未來(lái)位置實(shí)施滾動(dòng)推測(cè)。
　　多航空器實(shí)時(shí)航跡規(guī)劃階段，從航空器的動(dòng)態(tài)協(xié)