机载防撞系统干扰限制功能的设计与实现

针对机载防撞系统(TCAS)空对空通信时存在的同步混扰,采用飞机分布因子结合问询功率和问询速率的控制方法,建立了干扰限制的数学模型,给出了TCAS监视功能干扰限制的设计流程。按照DO-185B标准定义的高密度飞机分布环境,采用计算机仿真得到了TCAS干扰限制功能在高密度空域中统计性能,对不同监视区域中TCAS应答机的占用率与DO-185B的设计需求进行比较,验证了设计的干扰限制功能的有效性和实用性。仿真结果表明干扰限制算法能够满足高密度空域中TCAS监视功能的要求,在TCAS干扰限制功能的设计和性能评估方面具有实际应用价值。     

机载防撞系统垂直防撞的物理模型

如何准确预测和估算本机与入侵飞机相遇时在最接近点的垂直间隔距离,是机载防 撞系统（TCAS）在垂直方向上选择防撞措施的关键问题。采用空间相遇几何学的方法,建立 了本机与入侵飞机相遇时垂直防撞的两种物理模型,基于该模型推导出了预测两机之间垂直 间隔距离的计算公式,并且进行了计算机仿真。仿真结果表明,该模型能够准确预测本机 与入侵飞机相遇时在最接近点的垂直间隔距离。最后,给出了本机在垂直方向上选择防撞措 施的决策咨询条件和逻辑处理流程。     

机载防撞系统非线性高度跟踪器的设计与实现

高度跟踪器对于机载防撞系统(TCAS)能否可靠工作至关重要。传统的高度跟踪器采用线性α-β跟踪器,高度报告的“粗量化”精度将导致线性α-β跟踪器的性能劣化。为此,设计了一种对30 m量化精度高度报告的非线性跟踪器。核心思想是利用多次高度层穿越占用时间以及穿越高度层数来计算高度率,并将飞行过程划分为5个不同状态,不同状态采用不同高度率修正公式。仿真结果及误差分析显示非线性高度跟踪器在跟踪精度和响应时间两方面均优于线性α-β跟踪器,有效提高了TCAS做出防撞决策的可靠性。     

基于SSR和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统设计

由于设备性能的限制,民航飞机目前使用的机载防撞系统TCASⅡ不能适用于编队飞 行防撞。为了解决飞机编队飞行防撞以及与民航飞机TCASⅡ兼容的问题,给出了一种基 于二次雷达(SSR)和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统的设计方案。该方案采用了TCAS主动 监视和被动监 视相结合的方法,利用唯一的24位S模式地址来识别和归类目标飞机,将TCAS的监视数据和A DS-B的监视数据进行数据融合来完成对目标飞机的监视和跟踪。通过将大型编队划分为多个 编队单元的方法,由长机负责保持各个编队单元之间的安全间距。采用收发器将长机产生的 位置保持和碰撞避免的操纵指令通过高频数据链路传送给各个编队单元,各个编队成员按照 操纵指令调整自己飞机的位置,完成对整个编队的位置保持和碰撞避免的集中控制和分散执 行。该方案可以为机载编队防撞系统的设计和实现提供参考和帮助。     

一种新的通用航空机载防撞逻辑设计方法

由于机载防撞系统(TCAS)是针对具有较大垂直高度变化率的大型飞机设计的，系统设定条件和与之相关的解脱建议并不能适用于通航飞机。针对通用航空的防撞问题，提出了一种基于马尔可夫决策过程(MDP)的防撞逻辑设计方法。首先，将飞机空中相遇过程的动态模型转换为离散转移函数；然后，基于防撞系统结果事件末端效用函数进行MDP建模，采用动态规划方法导出了最优防撞逻辑的迭代方程；最后，给出了通航飞机最优化防撞逻辑的设计流程并对最优防撞逻辑进行了计算机仿真。仿真结果表明，通过调整效用比参数可以在保证安全性能的同时有效降低系统告警率。在垂直相遇高度小于30 m的相遇过程占比高达18〖WT《Times New Roman》〗%〖WTBZ〗的情况下，当告警率大于0.85时系统的碰撞概率仅为2.88×10-4左右。该设计方法对我国在低空空域通用飞机防撞系统的研究具有一定的参考价值。