BDS/GPS组合的H-ARAIM PBN和ADS-B应用可用性评估

水平-先进接收机自主完好性监测(H-ARAIM)属欧美大力发展的新型机载自主卫星导航完好性监测技术。从H-ARAIM的基于性能的导航(PBN)和广播式自动相关监视(ADS-B)应用方法出发,基于美国全球卫星导航系统(GPS)和中国自主北斗卫星导航系统(BDS)组合系统,综合考虑不同卫星故障概率、不同星座故障概率、不同星钟星历误差配置以及不同星座配置,全面仿真评估了H-ARAIM的PBN和ADS-B应用全球可用性,结果表明:卫星和星座故障概率变化,对水平保护级(HPL)结果的影响不足0.1%,PBN和ADS-B均可实现全球100%可用性;星钟星历误差变化,会导致较大幅度的HPL变化,最大值可达20 m,但对PBN和ADS-B应用可用性没有显著影响;不同星座配置会对全球和亚太区域平均99.9%HPL结果及PBN和ADS-B应用可用性产生显著影响,HPL变化幅度达到32 m,可用性随星座配置不同而变化,最差可降低到96%。所取成果可为北斗民航应用提供坚实的理论参考和可靠的技术支撑。     

基于FSM的PBN飞行程序运行仿真分析

针对于性能的导航(PBN)飞行程序运行仿真过程中将面临飞行航段以及航空器的状态不断发生变化问题,提出采用有限状态自动机理论解决这一问题.仿真框架的水平剖面通过ARINC 424中定义的航段类型对具体的程序进行分段建模;垂直剖面通过BADA的性能模型以及提出逆向法计算下降顶点的位置,为水平剖面提供精确的性能及位置参数.获取的仿真航迹数据符合PBN的导航规范及精度要求,可用于进一步的PBN飞行程序的安全风险与噪声评估.     

特殊机场PBN运行的扰动风场估计及关联分析

高原特殊机场的民航PBN运行受到地形复杂、导航干扰、程序设计缺陷及大气扰动等多重复杂因素的影响.大气扰动是导致PBN运行的飞行技术误差乃至飞行事故的重要诱因.分析了扰动风对飞行的影响机理,建立了气流系下含扰动风动力学模型.基于QAR数据的解析冗余,计算获得实时扰动风场.在此基础上,运用灰色关联分析方法,分析扰动风对若干飞行状态的影响.灰色关联分析结果既是对扰动风影响机理的验证,也可进一步用于QAR数据分析,从而深入研究扰动风对PBN运行的飞行技术误差的影响.     

飞行管理系统与基于性能的导航的历史与发展

飞行管理系统FMS及其相关系统的技术进步成就了基于性能的导航PBN的实现。本文对机载FMS导航相关的历史发展进行了阐述,围绕FMS中PBN/RNP的相关功能与发展历程,从功能和运行实践两方面进行了分析,对目前正在进行的功能增强研究进行了初步介绍。     

实现航行新技术的CNS系统架构设计研究

从国际民航组织、美国联邦航空局、欧洲航空安全局和中国民用航空局已经发布的航行新技术政策及规章出发，包括基于性能的导航技术、自动相关监视技术、卫星通信技术和卫星着陆技术，提出了民机机载通信导航监视系统实现这些航行新技术的需求，总结了通信导航监视系统的传统系统架构，结合先进的航电系统架构设计技术、先进的航电数据网络设计技术，在民机型号研制经验的基础上，提出了一种新的通信导航监视系统实现架构。新架构是高度综合化、开放式的系统架构，增加了系统扩充功能的灵活性。最后，提出了工程实现上需要进一步考虑的适航和安全性分析、时间延迟及信号失真等方面的问题。