基于多源數(shù)據(jù)融合的4D航跡規(guī)劃技術(shù)研究.pdf

1、隨著全球航空業(yè)的飛速發(fā)展，空域資源緊缺與交通流堵塞現(xiàn)象已日趨顯現(xiàn)。為能有效地實(shí)施對高密度、小間隔、大流量條件下的空域管理，將無沖突4D航跡預(yù)測與規(guī)劃作為國內(nèi)新一代空管自動(dòng)化系統(tǒng)最核心的一項(xiàng)技術(shù)。因此，本文針對該項(xiàng)核心技術(shù)，提出了基于多源數(shù)據(jù)融合的4D航跡預(yù)測與規(guī)劃算法，為管制員提前預(yù)知航空器動(dòng)向并及時(shí)處理航空器沖突提供必要的依據(jù)。該算法主要針對初始標(biāo)稱飛行剖面的生成、通過融合空速擬合與航路氣象修正模型提高航跡精度以及多航空器無沖突航跡規(guī)

2、劃展開了一系列的研究。
　　首先，為有效提高標(biāo)稱飛行剖面的精度，提出一種混合改進(jìn)K均值和BADA模型的飛行剖面生成方法。其中，根據(jù)航跡數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及傳統(tǒng)K均值的缺陷，提出SWED算法來度量高度剖面間的相似性；為獲得更精確的標(biāo)稱速度剖面，通過速度三角關(guān)系將地速和IDW插值航路風(fēng)轉(zhuǎn)換成真空速，再結(jié)合BADA模型得到以轉(zhuǎn)換高度為分界點(diǎn)的不同階段的校正空速/真空速剖面。
　　其次，針對如何提高4D航跡預(yù)測精度問題，考慮了空速曲線擬合與

3、航路氣象修正模型，提出了基于連續(xù)自動(dòng)分段最小二乘法的空速擬合算法和基于Gressman插值的預(yù)報(bào)GRIB修正算法。一方面，通過空速曲線擬合算法，實(shí)現(xiàn)了航跡中任意點(diǎn)的狀態(tài)信息可知；另一方面，通過融合GRIB和AMDAR氣象數(shù)據(jù)，提升了航路氣象預(yù)報(bào)的精度。
　　接著，針對預(yù)測的4D航跡間存在的飛行沖突問題，給出了一種多航空器無沖突的4D航跡規(guī)劃方法，通過4D網(wǎng)格和幾何模型算法實(shí)施飛行沖突探測，再針對沖突航跡運(yùn)用動(dòng)態(tài)分組策略，進(jìn)行初始放