基于4D軌跡的航空器地面滑行動態(tài)路徑規(guī)劃及仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、我國航空運輸事業(yè)處于高速發(fā)展之中，國內(nèi)各大機場不斷擴建，機場的發(fā)展越來越需要機場場面實現(xiàn)自動引導及控制，地面滑行航空器的動態(tài)路徑規(guī)劃是機場實施自動控制及引導不可或缺的一部分。尤其是當機場場面條件復雜或者天氣氣象較差乃至惡劣時，對航空器實施動態(tài)路徑規(guī)劃至關(guān)重要。本文主要研究了地面滑行航空器的軌跡預測模型以及動態(tài)路徑規(guī)劃的關(guān)鍵技術(shù)，并建立了滑行航空器的動態(tài)路徑規(guī)劃仿真系統(tǒng)。
　　靜態(tài)路徑規(guī)劃算法首先要對場面的結(jié)構(gòu)進行分析并搭建模型，接

2、著基于A*算法的思想，將航空器滑行距離最短作為目標，計算航空器從起始節(jié)點到目標節(jié)點的K條靜態(tài)路徑，并將其作為可行滑行路徑集。
　　基于速度剖面擬合的航空器場面滑行4D軌跡預測的方法，將動態(tài)空間規(guī)整(Dynamic Space Warping，DSW)算法應用到速度剖面的擬合中,得出一種標稱速度剖面的生成方法,并通過建立平均速度修正參數(shù)修正不同機型對滑行速度的影響，最后基于動力學平衡方程構(gòu)造了標稱速度到瞬時速度的映射,結(jié)合BADA數(shù)

3、據(jù)實現(xiàn)對瞬時速度的修正。在上述分析的基礎(chǔ)上得到航空器場面滑行4D軌跡預測模型。
　　滑行航空器的動態(tài)路徑規(guī)劃將K條靜態(tài)路徑作為可行滑行路徑集，依次為每條靜態(tài)路徑預測其4D軌跡，同時確保與其他航空器不發(fā)生沖突，最后求解出總滑行時間和總等待時延，保留具有最小值的路徑作為規(guī)劃的最優(yōu)結(jié)果。
　　為確保提出的動態(tài)路由算法的合理、有效，故設(shè)計并實現(xiàn)了動態(tài)引導場面航空器滑行的仿真系統(tǒng)加以驗證。該仿真系統(tǒng)具有對機場場面運行情況的仿真功能，并