民用飞机导航性能实时评估与监视技术研究

民机能否在指定空域中安全有效地运行,很大程度上取决于机载导航系统的实际导航性能能否满足航路所需导航性能的要求。导航性能实时评估与监视是民航飞机实施所需导航性能运行的关键技术。结合民用飞机所需导航性能(RNP)航空运行的迫切需求,本文分别对飞行中实际导航性能的评估方法和导航性能监视技术进行了研究,为RNP系统导航性能监视的实现提供了理论基础和技术支持。     

性能基导航（PBN）概念浅析

按照国际民航组织的建议,基于性能的导航,又称性能基导航(Performance Based Navigation,简称PBN)的实施将成为优化空域结构,扩大空域容量的一个主要途径。通过PBN的实施,我们将可以在飞行安全性、系统容量、运行效率、机场和空域的使用等方面获得显著提高。     

迈向FANS的关键一步——实现GPS/RNP/ADS能力

未来航行系统的基础设施依赖于卫星导航和卫星通信,尤其是数据链建设,使未来的通信、导航、监视的覆盖遍及全球,形成无隙的全球空中交通环境.利用卫星导航、卫星通信在海洋航路上实现自动相关监视(ADS)可以首见效益.这就是波音747-400飞机上采用FANS-1软件在南太平洋试飞所探索的关键一步.所需导航性能所需导航性能(RNP)是在一个定义空域中运行所需的导航性能(主要是导航精度,但也需从完整性和可用性观点上衡量)的一种     

PBN全球实施规划

<正>随着空中交通服务需求的不断增长,国家空域系统面临着许多问题,如有限的空域资源、空中交通拥挤导致效率下降等。这些问题的解决,对导航方式提出了更高的要求。传统导航从引入至今,对航空业有很大贡献,但由于其对传统地基导航设施的依赖,航空器在航路和飞行程序上有着很大的限制,只能从一个固定的导航台飞向另一固定的导航台,极大地限制了点到点飞行的灵活性,传统导航已经渐渐不能满足民航业发展的需求。为了解决空域容量、飞行效率等问题,区域导航(RNAV)和所需性能导     

航空公司推进PBN技术应用的关键问题

基于性能的导航(PBN)是未来航空导航领域的发展方向。PBN技术的应用对于保障飞行安全、提高空域容量、改进运行效率、加强环境保护发挥了积极的作用,为航空公司带来显著的经济效益,同时也是建立改进空中交通管理系统的基础。为此,在2007年9月,国际民航组织(ICAO)在第36届大会上正式要求各缔约国在2009年年底前制定完成     

从飞行的角度浅谈PBN的应用

目前中国民航已成为全球第二大民航主体,预计到2025年,中国民航的运输周转量将有可能达到现在的4倍以上,运输飞机将超过5000架,运输机场超过300个。而现有的空域资源、机场容量及导航技术手段已经不能适应航空运输业的增长需求,并且世界各国都把使用新技术作为应对未来发展的重要手段。美国在2 0 0 4年推出了NextGen项目,欧洲则提出了SESAR计划。在国际民航组织(ICAO)的协调下,航行新技术在世界各国都在逐步开展之中。"基于性能的导航"(PBN)是一种重     

基于有向元胞自动机的空中导航和冲突解脱算法

针对在ADS-B空域监视系统下,利用有向元胞自动机模型模拟空域,研究了飞机自主导航和飞行冲突解脱的问题。在考虑了飞机的飞行性能、最小安全间隔及飞行速度等限制条件下,建立了空域的网格模型。利用ADS-B技术,建立了有向元胞自动机运动规则,确定了有向元胞自动机的最佳运动方向,构建了飞机空中导航和空域冲突解决的算法。通过对避开空中限制区和3架飞机空中冲突解脱的仿真,给出了空中的导航路径。仿真结果表明,该算法是可行的。     

京沪平行航路导航精度及有效覆盖范围分析

要改变现有空域结构,建设平行航路,需要对空域内导航台的导航精度和有效覆盖范围进行分析研究。本文参照国际民航组织的相关精度计算方法,根据航路实际情况增加了相应参数,并借助航空地理信息数据对沿航路导航设施的导航精度和有效覆盖范围进行了计算和分析。由最终结果得出:DME/DME的导航精度能满足平行航路的RNP-4导航精度要求;且现有DME的有效覆盖范围能满足实施平行航路的要求。     

FAA实施PBN中面临的问题分析

基于性能的导航(PBN)是国际民航组织(ICAO)在整合各国区域导航(RNAV)和所需导航性能(RNP)运行实践和技术标准的基础上提出的一种新型运行概念。它体现了从基于设备的导航到基于性能的导航的转变。本文分析了美国FAA实施PBN的情况,对我国民航逐步实施PBN运行提出了建议。     

航路保护空域的RNP运行中变化的分析

从建立VOR航路的准则入手，在研究VOR航路保护区标准的基础上，通过比较种种条件下VOR与RNP航路保护区的导航性能与包容值，从与RNP的概念与运动规范的结合中研究航路保护空域的RNP运动中的变化关系。     

北斗、GPS、GLONASS和Galileo卫星导航星座PBN性能对比

随着卫星导航等先进技术的不断发展,同时随着航空器机载设备导航性能的提高,国际民航组织(ICAO)在整合各国区域导航(RNAV)和所需导航性能(RNP)运行实践和技术标准的基础上,提出"基于性能的导航(PBN)"概念。同时ICAO发布了《PBN手册》(ICAO DOC9613),作为各个成员国实施PBN运行的指导性材料,目前该手册已升级至第四版。PBN运行将航空器的机载导航设备、飞行管理设备和人机界面设备的能力     

PBN技术在机场飞行程序中的应用与区别

<正>一、PBN的概念基于性能的导航(performance based navigation,PBN)是国际民航组织在结合各国区域导航(RNAV)和所需性能导航(RNP)的运行实践和技术标准的基础上,提出的一种新型的运行概念。它将航空器机载设备能力和卫星导航及其他技术相结合,涵盖了航路、终端区进离场、进近、离场等飞行的各个阶段,提供更加精确、安全的飞行方法和更加高效的空中交通管理模式。PBN是指在相应的导航基础设施条件下,航空器在指定的空域、航路航线、仪表飞行程序飞行时,对其系统精确性、完好性、可用性、连续性以及功能等方面的性能要求。精确性:是指在空域、航路或程序范     

从空管角度看PBN技术的应用——以海南空域的应用和发展规划为例

<正>随着我国航空运输业的快速发展,现有的空域资源、机场容量及导航技术手段已经不能适应航空运输业的增长需求。新航行系统的应用将促使航空运输业的安全水平、运行效率、空域容量、机场能力得到大幅度提升,从而更好地满足航空运输业的发展要求。基于性能导航(PBN)技术就是新航行系统通信、导航、监视/空中交通管理(CNS/A T M)中的重要组成部分——导航(Navigation)。如果PBN技术能够广泛应     

飞航导弹大空域机动弹道的最优设计

在飞航导弹飞行经过的空域内设置好若干个导航点，利用最优控制方法引导导弹依次通过这些导航点，实现了控制能量最优的机动飞行弹道。推导了基于捷联惯导控制方案的导弹最优控制过载指令公式，并进行了仿禀验证。仿真结果表明，该方案提高了导弹的突防性能，具有较好的应用价值。     

卫星导航的差分和增强应用

一、卫星导航的性能及其增强卫星导航的性能的主要参数有如下四个,即定位时的精度、完好性、可用性和连续服务性。定位精度——目前对平面导航来说,主要指水平定位误差(总系统误差的95％概率值)。GPS 的水平定位误差在100米以内,可以符合航路、终端导航和非精密进近的要求,但不能满足精密进近的要求。完好性——指卫星信号故障或引起误差的事件能及     

多无人机协同导航技术研究现状及进展

UAV是无人驾驶飞机(Unmanned Aerial Vehicle)的简称,无人机相较于有人驾驶飞机具有用途广泛、成本低和生存能力强等特点,在军事民用领域都有着广阔的前景,受到了国内外研究者的关注。协同导航技术极大地扩展了无人机的应用范围,提高了多无人机定位的精度以及无人机编队的稳定性、安全性和可靠性。现阶段协同导航技术在编队导航、目标监测与跟踪等诸多方面都得到了研究与应用。从四个层次对协同导航的研究现状和进展进行探讨:首先是对多无人机协同导航的概念、基本原理、国内外发展现状和必要性进行阐述;其次对协同导航中相对导航方式进行了分类分析,并分别介绍了无线电导航与视觉导航的原理、优缺点和应用场景;然后从导航目的、协同导航优化算法、滤波方法、协同导航信息融合容错策略几个方面对协同导航进行分析归纳;最后,讨论了基于多无人机协同导航未来的发展趋势。     

对低轨导航系统发展趋势的思考CSCD

全球卫星导航系统成熟的产业推广和技术应用极大地牵引了卫星导航发展需求,使相关学者愈来愈关注恶劣电磁环境下的抗干扰技术以及分米、厘米级高精度导航定位服务。低轨星座优越的平台/轨道特性使其被誉为未来极具潜力的卫星导航手段。特别是近十年商业航天的蓬勃发展,带动卫星平台技术及火箭运载技术突飞猛进,大大降低了低轨卫星制造与发射成本,使得面向低轨星座的导航定位技术成为研究热点和发展方向。首先深入地剖析了不同历史阶段低轨导航的应用方向和技术体制,梳理归纳了低轨卫星星座独立定位及低中高轨卫星联合定位两种应用模式的技术特点,然后分析了未来低轨导航在整个卫星导航系统体系中的应用前景和技术挑战,为未来低轨导航系统建设和发展提供设计参考与技术借鉴。     

基于步进式运动模型的单兵协同导航算法设计

基于足部微惯性测量单元(MIMU)和超宽带测距的协同导航技术是一种解决卫星信号受限环境下单兵自主导航难题的有效途径。根据零速修正辅助的惯性解算特点,建立了一种单兵协同导航模型,协同导航状态为各单兵的位置和航向,系统输入为足部MIMU提供的每步位移和航向增量。将算法与相关文献中提出的两种算法进行了对比分析,该算法的优点是无需对足部惯导模块做任何改动和进行反馈修正,易于工程实现且不损失精度。通过三人协同导航试验分析了算法的性能,数据分析表明协同导航在不同条件下可以不同程度地改善系统的定位性能。     

基于多目标粒子群算法的导航星座优化设计

导航星座的设计涉及诸多优化变量的选取,优化设计的目的是选取合适的优化变量使导航星座最大程度地满足人们需求。提出了将导航性能和卫星生产成本作为目标对导航星座进行多目标优化设计的研究方案,导航星座基本构型为中轨道(MEO)与地球静止轨道(GEO)卫星组成的混合星座,MEO卫星用于全球导航,GEO卫星用于增强星座对中国及周边地区的导航性能。探讨了MEO和GEO的轨道设计思路。阐述了星座导航性能与卫星生产成本的计算方法,并选取定位精度因子(PDOP)作为导航性能指标。介绍了基本粒子群算法和多目标优化的概念,提出了改进的多目标粒子群算法(MOPSO),给出了该算法的计算步骤和测试结果。讨论了导航星座多目标优化设计的数学模型,列举了优化设计变量的定义域,采用MOPSO算法对导航星座进行了多目标优化设计,通过分析优化设计结果,说明了导航星座多目标优化设计方案的可行性。     

GPS RNP运行程序的飞行校验方法

CCA本文结合RNP运行的特点和IFP飞行验证的需求,分析了RNP运行程序飞行验证的科目和方法。针对RNP程序验证中性能评估这一核心问题,提出了基于GPS RNP运行的导航性能(NSE)评估算法,全系统性能(TSE)评估算法,以及是否符合预期RNP需求的判定方法。不同于传统航空导航方式,区域导航(Area Navigation,RNAV)允许飞机运行在任何"期望"的航线,只要是在空基或(和)地基导航设施的覆盖之内或者其自身独立导航设备(如惯性导航)的能力。RNAV包含基于性能的导航方式,也包含其他非基于性能的导航概念的运行