通航飞行服务站系统研究与实现

通航飞行服务站系统为通用航空提供最广泛的飞行服务,保证通用航空器安全、有序、高效执行飞行任务。该系统通过低空监视雷达、1090ES ADS-B地面站和北斗应用终端对低空空域进行综合监视,引接自动气象观测系统和AFTN电报网,自动采集气象情报、飞行情报、航行情报数据,为各类低空空域用户提供实时的低空飞行监视、管理和服务功能。本文对通航飞行服务站系统的系统结构与功能作了简要的介绍。本文研究工作对促进通用航空发展具有重要作用。     

机载间隔保持系统建模及仿真

空中间隔保持是让飞机获得所处空域的交通态势,在尚未构成威胁而告警以前,预先自主保持间隔,维持对空中交通态势的自我警觉。其作用和责任是不能由基于空域组织的战略级冲突管理、近距离的机载交通防撞系统所替代。本文提出利用ADS-B、ACAS信息源的空中间隔保持系统,研究了系统模型并进行了仿真测试,验证了系统具有的自主冲突探测与规避能力,系统融合ADS-B和ACAS信息,间隔保持到近距离的防撞系统可平稳过渡,过渡区实现双重覆盖。     

基于气象告警的ADS-B监视系统实现

为了提高管制员的工作效率,减轻管制员的工作负荷,本文提出了把气象信息和ADS-B监视数据融合处理的系统构架,通过数据服务中心实现数据的获取、归一化处理、存储及共享。而在监视终端,融合了ADS-B数据和气象信息的显示,并根据民航的飞行气象条件和ADS-B监视数据的位置信息,对接近非标准气象区域的飞机向管制员给出告警信息提示,提高了飞行的安全性和空域的利用率。该系统的实现,为空管的智能化发展提供了实践和理论参考,丰富和提升了民航气象服务的方式和效率,具有广泛的应用价值。     

ADS-B的运用与安全性分析

随着全球空中交通不断发展,飞行量不断快速增长,民航客机、通航飞机、无人飞机在未来有望实现在同一空域共存。未来在如何成功处理这一增长并不断改善数亿乘客的飞行安全方面,下一代空中交通管理系统起着至关重要的作用。自动相关监视广播系统(ADS-B)是这一系统的核心部分。与传统的雷达系统不同,这一技术使得飞机能够自动广播它的位置和目的地,提供飞机之间更强的感知能力。本文讨论了基于ADS-B当前状态引申出的相关重要问题。分析了频率为1090 MHz的通信信道,用于了解日益增加的空中交通流量情况下它的当前状态。此外,本文着重分析了ADS-B所面临的重大安全挑战。     

ADS-B在机场场面监视中的应用研究

本文对现有机场场面监视技术做了分析比较,给出了基于ADS-B技术的场面监视系统框架,对ADS-B的报文传输协议做了解析。研究和分析结果可以为ADS-B在场面监视中的应用提供参考。     

一种低成本的无人机监控方法

本文根据无人机的用途特点,提出了一种低成本的无人机监控方法。充分利用现有网络及监视技术,在无人机上加装ADS-B发射装置或4G物联网卡,通过地面的数据融合处理技术,与载人机的报文信息进行冲突检测,借助无人机地面站或4G网络把冲突检测的结果传输给无人机,从而实现了无人机主动避让载人机的目的,同时把无人机的信息编码为TIS-B报文发送给ADS-B数据处理控制中心,将无人机的监视融入到民航的CNS/ATM系统中,为无人机在融合空域中的飞行提供了一种解决方案。     

ADS-B广播式自动相关监视原理及未来的发展和应用

广播式自动相关监视（ADS-B）是一种基于GPS全球卫星定位系统和地／空、空／空数据链通信的航空器运行监视技术,其中978 MHz的ADS-B技术——UAT系统在通用航空领域空管方面有广泛应用。中国民航飞行学院作为亚洲最大的飞行学院率先在亚洲应用ADS-B技术,从2005年至今,ADS-B系统累计运行超过10万飞行小时,工作稳定可靠。该系统极大地提高了飞行训练容量和飞行训练监控的能力。虽然学院应用了ADS-B技术,但只应用了它的部分功能。实际上ADS-B技术还有很多功能没有使用,如FIS-B和TIS-B功能等。利用学院现有的设备,未来ADS-B具有极大的应用空间。由于ADS-B采用TDMA和随机寻址广播技术,最大实时监控飞机多达500架。本文就ADS-B中的TDMA和随机寻址广播技术以及它未来广泛的应用前景进行粗浅的讨论。     

基于网格划分的ADS-B地面站信号覆盖及选址分析

针对通用航空飞行活动的安全监视问题,合理的广播式自动相关监视（Automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B）地面站选址规划能够提高空域的监视范围,基于网格划分分析ADS-B地面站对真实高度的监视信号覆盖范围并进行选址分析。考虑地球曲率和地形遮蔽对信号传播距离的影响,采用数字地理高程数据建立地理模型,将空域网格化处理,用Xdraw算法计算网格覆盖性,确定ADS-B地面站对真实高度的最大理论覆盖范围,构建地面站最大覆盖模型进行空间规划布局。最后,对ADS-B地面站信号覆盖情况进行仿真,并以湖北省为例,计算出满足该区域覆盖需求的地面站布局。为实际工作中的地面站布局规划提供了依据。     

基于深度学习与高斯差分法的ADS-B异常数据检测模型（英文）

受地形结构、气象条件等多种因素的影响,用于低空通航飞行器定位的广播式自动相关监视(Automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)设备获取的位置信息存在异常数据。为检测异常数据,提出一种基于深度学习与高斯差分法的ADS-B异常数据检测模型。首先,依据ADS-B位置数据的特点,将ADS-B位置数据转换到以起飞点为原点的坐标系中,利用运动学原理去除ADS-B位置数据中的离群点。然后,利用高斯差分法(Difference of Gaussian,DoG)获取位置数据的细节信息。最后,利用长短期记忆单元(Long short-term memory,LSTM)神经网络优化在ADS-B位置数据中梯度减小严重的循环神经网络(Recurrent neural network,RNN)。通过LSTM神经网络构成的seq2seq(Sequence to sequence)模型对位置数据进行重构,利用重构误差检测异常数据。通过实际数据对模型进行验证和对比分析表明:利用seq2seq模型对ADS-B位置数据重构的方法能有效地检测异常数据,运行时间得到减少,而且相较于RNN神经网络,检测的平均准确率提高了近2.7%,相较于传统的异常检测模型具有更高的准确率。     

ADS-B广播式自动关监视原理及未来的发展和应用

广播式自动相关监视（ADS-B）是一种基于GPS全球卫星定位系统和地／空、空／空数据链通信的航空器运行监视技术，其中978 MHz的ADS-B技术——UAT系统在通用航空领域空管方面有广泛应用。中国民航飞行学院作为亚洲最大的飞行学院率先在亚洲应用ADS-B技术，从2005年至今，ADS-B系统累计运行超过10万飞行小时，工作稳定可靠。该系统极大地提高了飞行训练容量和飞行训练监控的能力。虽然学院应用了ADS-B技术，但只应用了它的部分功能。实际上ADS-B技术还有很多功能没有使用，如FIS-B和TIS-B功能等。利用学院现有的设备，未来ADS-B具有极大的应用空间。由于ADS-B采用TDMA和随机寻址广播技术，最大实时监控飞机多达500架。本文就ADS-B中的TDMA和随机寻址广播技术以及它未来广泛的应用前景进行粗浅的讨论。     

无人机监管服务系统的设计与实现

无人机监管服务系统能够为无人机提供全过程的飞行服务保障。本文介绍了当前无人机发展现状,分析了无人机产生的安全隐患,提出了无人机监管服务系统的技术方案,通过ADS-B、2G/3G、北斗指挥机、一次/二次雷达、MLAT、光电探测等多源监视信号融合处理,引接军民航空管AFTN专网、气象局以及自动气象观测站的气象数据,为无人机提供飞行监视、航空气象、计划管理、航空情报、空域管理、系统管理等服务,能够保障无人机安全有序地飞行。     

ADS—B多数据链路融合可行性研究

ADS-B技术作为新兴的监视手段在新航行系统中占有重要地位。当前多种数据链路并存但又互不兼容，而形成极大的“信息壁垒”，成为广播式自动相关监视技术发展所面临的一个无法回避的问题。由于三种不同体制、不同标准且又互不兼容的数据链路技术共存，已严重影响基于航空器之间的空空监视效果，制约着空管飞行流量和飞行安全保障能力的提高。...     

“十四五”通航发展展望

到"十四五"末,我们希望通用航空产业形态雏形能基本形成。即构织"天上一张网",满足公务飞行、私人飞行、短途运输、低空旅游、应急救援、航空运动、航空作业等通用航空飞行活动对空域资源的使用需求,真正实现点到点低空飞行常态化,使低空空域资源得到有效利用,通航经济生态成形。     

通用航空器飞行轨迹模型研究

目前我国低空空域的改革已经进入深化阶段,为评估低空空域的安全风险,有必要对通用飞机的轨迹进行研究。本文提出了非管制空域内通用航空器的自由飞行轨迹模型。模型根据通用飞机的目标航向和航向周期对通用飞机的水平轨迹进行计算,根据目标俯仰角和俯仰周期对通用飞机的垂直剖面进行计算,并通过几何方法详细计算了通用飞机的转弯轨迹。模型验证显示,该模型产生的通用飞机模拟轨迹,与实际轨迹具有很高的相似程度。模型可为低空空域的安全评估提供支持。     

基于“当前统计”模型的机载防撞系统自适应目标跟踪算法分析与仿真

分析了基于"当前统计"模型的自适应滤波算法原理,提出了将基于该模型的自适应目标跟踪算法应用到机载防撞系统,对目标飞机进行监视和跟踪.对飞机的不同加速度情况进行了目标跟踪的计算机仿真,证明了算法在机载防撞系统中应用的可行性.     

基于改进蚁群算法的无人机冲突解脱技术（英文）

基于ADS-B监视数据,提出了一种基于线性外推法的机载无人机冲突探测与解脱方法,为可能发生的冲突提供预警。为解决多无人机冲突问题,引入基本蚁群算法,并通过加入速度调整策略来优化传统的基本蚁群算法的冲突简化模型。提出了一种基于速度调整策略和航向调整策略的多无人机冲突解脱方案。通过加入排序系统和角度信息,改进了蚁群算法。结果表明,改进的蚁群算法可为空域内多无人机规划无人机冲突解脱路径。改进后的蚁群算法,提高了计算效率,收敛出最优化目标所需时间减少了43.9%,且最终总延误距离减少了58.4%。     

低空开放背景下我国低空旅游发展前景分析

在新的历史时期,伴随着我国国民经济的持续快速发展和军队现代化建设水平的不断提高,低空空域的改革开放势在必行。通过介绍低空空域、通用航空产业等基本概念,对我国低空空域改革的制度变迁以及低空开放的历史必然性展开全面分析。在此基础上,指出低空旅游就是通用航空与旅游产业相结合的产物,是通航产业链在旅游领域延伸和扩张的必然结果,并从五个方面对低空旅游开发的主要内容进行了深刻阐述。最后,对低空开放背景下我国低空旅游的发展前景进行了充分展望,大胆预测在未来若干年内,我国低空旅游将迎来一个前所未有的发展机遇。通过这些研究,对加快推动我国通用航空与旅游产业的融合发展,将起到前瞻性的指导作用。     

ADS-B机场场面监视技术研究

如何在复杂的机场环境和恶劣的气象条件下管理日益增多的飞机和地面服务车辆,成为机场运行管理中必须考虑的问题。本文给出了采用广播式自动相关监视系统(ADS-B)技术实现机场场面监视的解决方案。     

ADS-B数据链的比较及特性研究

ADS-B以先进的地空/空空数据链为通信手段,已成为未来主要的航空监视手段之一。本文介绍了ADS-B的三种数据链的结构和特性,并对三种数据链技术作了比较分析,提出了一种多数据链融合综合显示的模型和实现基于多数据链的直接空-空监视的方法。     

应用于海事上的便携式北斗报警终端设计

针对海洋环境复杂多变,没有手机等无线通信网络的特点,为了及时准确的报警,结合北斗一代卫星通信短报文的独特功能,设计了一款体积小、重量轻的北斗报警终端,主要应用于海事活动中的应急报警,可随身携带,配备到每个船员。终端采用业界体积最小的北斗通信四合一模块BGM7014,通过单片机控制,实现了遇险后,可主动申请定位,并把遇险信息和位置信息发射出去。经测试表明,终端可以实现遇险报警功能,且定位通信成功率均在95%以上。