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     

一种基于SVM的航路规划研究

针对反舰导弹航迹规划问题展开研究,提出了一种基于SVM的航迹规划方法。文中将规划空间简化为二维空间,先将障碍区域分成两类,应用SVM的识别能力,得出路径出发点和目标点的间隔区域,即安全航路区域。仿真结果初步表明该方法是一种有效的航路规划方法。     

基于CNS定位误差的平行航路间隔安全评估

主要对平行航路中基于CNS定位误差的飞行间隔安全评估问题进行了研究。首先分析了CNS定位误差对飞机碰撞风险的影响。其次运用概率论方法得到了CNS定位误差下飞机纵向、侧向和垂直三个方向上的碰撞风险计算模型,并根据模型利用牛顿迭代算法,通过给定某一方向安全目标水平计算CNS定位误差下相应的安全间隔。最后对平行航路三个方向的飞行间隔进行了评估计算,将结果与实际相比较,表明该模型可行。     

机载交通警戒和避撞技术简论

AnIntroductionofTCAS一、目标的发现和告警空中交通警戒和避撞问题，首先在程序管制上采取了安全间隔保障，成为第一道防线。空中交通管制规定了空域中对不同走向的飞机分别占用各自的高度层次，保障其垂直间隔。对航路规定了航路宽度和平行航线之间的间距，保障其例向间隔。在飞机起飞前放行时，预先安排好同航路上同向飞行的飞机之间的时间间隔或距离间隔，保障其纵向间隔。三维方向上的安全间隔是避撞的法定保障。由于管制员或驾驶员的疏忽造成飞机违犯了二维安全间隔时，将对空中交通出现威胁和冲突。在有雷达监视的环境下，这种潜…     

基于流水避石原理的无人机三维航路规划方法

借鉴自然界流水避石现象,提出一种基于流体计算的无人机(UAV)三维(3D)航路规划方法.首先介绍了球心位于坐标原点时,球形障碍三维绕流问题的解析解.之后采用旋转平移矩阵与流线数据叠加方法生成了任意位置多障碍同时存在的三维流线.为验证解析解的有效性同时给出该方法基于数值模拟的计算过程,对适合无人机三维航路规划的流体模型和数值求解方法进行了分析,并给出了通过数值模拟求解航路的方法.最后,根据无人机机动约束对流线进行处理得到可飞航路,将航路长度、纵向和横侧向机动次数作为子目标函数对航路进行综合评价.仿真结果表明:解析法航路规划中,圆球障碍的地形建模简单计算量小,航路集中在由起点至终点的航路带间;数值法航路规划适合障碍分布复杂的地形,航路分布于规划空间中.这两种方法的航路平滑,能够满足无人机飞行约束,航路具有绕流意义的最优性,可以避免势场法的局部极小问题,并且可以提供多条备选航路.     

编队无人机的高生存力协同航路规划方法

提出了一种基于多目标遗传算法的编队无人机高生存力协同航路规划方法。方法由备选航路生成和协同规划两个步骤组成。备选航路生成的目的是为编队中的每一个无人机生成多条航路,该步骤采用的算法是多目标遗传算法。协同规划的目的是为各个无人机从备选航路中选择航路,使得各个无人机同时到达目标区域,以增加任务突然性,提高整个编队的生存力。通过仿真算例,把方法与基于Voronoi图的方法作了对比,给出了方法的优缺点分析。     

支持基于性能导航运行的飞行管理系统需求分析

按照通信导航监视/空中交通管理(CNS/ATM)的发展规划,基于性能导航(PBN)运行是减少航路间隔、提高空域容量所需的基本能力,与连续爬升/下降程序结合及与卫星着陆等进近程序无缝衔接,还可降低燃油消耗,提高机场到达率。PBN也是通过全球信息互享实施基于航迹运行(TBO)提升空域总体运行效率的基石。飞行管理系统(FMS)是支持PBN的机载RNP RNAV设备,分析了全球空中航行计划(GANP)的航空系统组块升级(ASBU)实施路线对飞行管理系统的PBN能力需求。     

平行区域导航航路安全性分析

空域容量不足是导致对空域结构进行修改的决定因素之一。修改空域结构又需要一系列技术分析和论证工作,而对修改后的空域进行安全性评估是其中最重要的工作之一。在总结Reich模型和相关文献基础上,完善了在雷达间隔条件下的碰撞风险模型,提出了有雷达管制间隔分别无非侵入区和有非侵入区条件下出现飞行冲突需要管制员干预的计算模型。在上述模型基础上,对现有京沪单航路结构增加了一条平行航路,从而构成平行区域导航航路并对其航路间隔大小进行了分析论证,评估其安全性,同时分析了管制员的干预情况,也为进一步的空域扇区结构调整提供了依据。     

RNP进近方法的优缺点

<正>一、涉及RNP的相关概念(一)PBN概念基于性能的导航(PBN):PBN规定了航空器在指定空域内或者沿ATS航路、仪表程序飞行的系统性能,包括导航的精度、完整性、可用性和所需功能。作为飞行运行和导航技术发展的基本指导准则,PBN将RNAV和RNP等一系列不同的导航技术应用归纳到一起,涵盖了从航路到进近着陆的所有飞行阶段。其目的是为了根据飞机的导航性能来优化仪表进近程序的设计,从而充分利用现代航空器机载设备和导航系统,提供全球一致的适航要求和运行批准标准。     

基于潜在冲突的交叉点航路构型研究

航路交叉点的承载能力是决定航路容量的关键因素,而研究交叉点的潜在冲突与航路构型是提高交叉点容量的有效方法.首先根据国内现有几大主要航路构型的运行现状,提出构型存在的主要问题并加以总结.然后建立基于影响航段的交叉航路冲突模型,分别讨论了航路交角、航班流率、安全间隔3方面对平均冲突数的影响.最后比较分流法和降维法两种扩容方法,通过容量模型和数值分析计算,把三维交叉航路降为二维简单交叉航路,把"米"字型航路改为"井"字型航路,验证了降维法更具有可行性.研究表明,"井"字型航路可以增大航路网的现有容量,是提高空域利用率和运行效率的有效方法.     

空中飞机侧向间隔标准的初步研究

主要讨论了在航路飞机过程中飞机间的侧向间隔问题。首先，根据实际航路的设计方式和导航设备的使用情况，提出了两项影响侧向间隔的因素，并分析了其对侧向间隔的影响情况，然后，以概率论为工具，分析平行航路和交叉航路两种情况，分析了两架飞机之间的距离关系，从而推导出两机可能相撞的概率，建立起飞机相撞的概率模型；最后，通过具体的数值计算，分析了各因素对飞机相撞概率的实际影响，从而建立起一种对侧向间隔制定进行定量分析的方法。     

基于CNS性能的平行航路侧向碰撞风险评估

为了有效地确定平行航路安全间隔和评估碰撞风险,分析了平行航路侧向碰撞风险影响因素,在Reich模型的基础上建立了飞机在CNS性能环境下的定位误差模型,推导出基于CNS性能的平行航路侧向重叠概率的计算公式。通过算例对平行航路侧向碰撞风险进行了安全评估计算。结果表明所给定的CNS性能在平行航路飞行环境下是安全的,因此计算方法是可行的。     

掌握核心技术 打破国外垄断——中国民航PBN飞行程序设计中心快速成长

一、中国民航PBN飞行程序设计中心的成立基于性能的导航(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。它将航空器的机载设备能力与卫星导航及其他先进技术结合起来,涵盖了从航路、终端区到进近着陆的所有飞     

针对定向通信类目标的无人机搜索策略研究

目标搜索策略的研究可分为两大类:一类是航路规划层面的航路搜索策略;另一类是导引头层面的导引头搜索策略.在航路规划层面进行定向通信类目标的搜索策略研究,提出了改进的螺旋搜索航路.与目前大多数文献不同的是,在搜索航路规划时考虑了通信类目标的特点,并且在搜索航路规划的基础上,基于虚拟目标理论进一步完成了搜索制导律的设计,以使无人机按照设计的航路飞行,并在航路存在误差时保证导引头指向理论轨迹上的虚拟目标,从而提高目标截获概率.最后基于质点模型验证了搜索制导律的可行性,表明提出的搜索航路及制导律具有一定的理论价值与工程参考价值.     

飞机最佳航路爬升时机研究

确定飞机最佳航路爬升时机对提高飞行安全与效率有着重要意义.以北京区域管制的穿越间隔标准为例,根据几种典型航空器型号、起飞重量、不同高度层等相关因素,编程计算穿越高度层前所需的间隔,再考虑飞机调速情况做出修正,最终确定了航路飞行阶段飞机的最佳爬升时机.研究结果可提高管制员工作效率、增加空中交通流量,并可用于容量评估及空域规划研究.     

基于目标分配的无人机航路规划

在航路规划中．如果存在多个目标点，优化问题就会变得复杂化。因此，在多目标点存在的情况下，航路优化问题应充分考虑目标的有关因素及空域状况，对目标和航路进行优化选择以取得某种效益。针对这一问题，提出了目标选择及航路规化的优化模型．并提出了一种改进的A*算法——大规模平行扩展A*算法对这一问题进行求解。在此基础上，针对无人机的水平飞行航路进行了规化。结果表明，通过该方法可以有效地解决多目标点存在时的航路规划问题。     

基于RNP的A＊算法动态航路规划研究

介绍了A＊算法的基本思想,建立了基于RNP的航路模型,利用A＊算法对航路进行了优化,并利用MATLAB程序对航路进行了算法实现,得到了满意的结论。通过实例分析得出基于RNP的A＊算法对航路进行规划研究的可行性和有效性。在MATLAB环境下进行航路规划问题的A＊算法程序,能够利用其强大的运算能力,并且易于其他工具包结合进行算法仿真实现对其中参数进行优化研究。     

基于Gauss平均引数的RNAV进近程序航迹引导参数计算

为准确计算基于WGS-84坐标的RNAV进近程序航路点坐标和航迹引导参数,提供精密RNAV导航数据,降低RNAV进近系统误差,提出了实测跑道入口WGS-84坐标,然后沿跑道中线外推各航路点WGS-84坐标的计算方法。采用Gauss平均引数法对各航段的航线角及航段距离进行了反算,以验证外推航路点坐标的计算精度。通过西南地区某机场＂T＂型RNAV进近程序的设计及飞行验证,该方法可推广到其他机场的RNAV进近程序设计。     

基于蚁群算法的无人机航路规划

为了提高无人机(UAV)作战任务的成功率，在敌方防御区域内执行攻击任务前必须规划设计出高效的无人机飞行航路，保证无人机能够以最小的被发现概率及可接受的航程到达目标点。针对这一问题，对新近发展的蚁群算法进行了讨论，提出了适用于航路规划的优化方法，并对无人机的攻击任务航路进行了仿真计算。仿真结果表明，该方法是一种有效的航路规划方法。     

采用飞行流模拟方法的ADS-B平行航路纵向安全间隔评估

利用ADS-B监视下的PBN平行航路能够提高空域资源使用效率功能,设计了基于现有雷达数据的平行航路飞行流模拟方法。利用飞行动力学模型,建立了考虑ADS-B监视信号更新周期的PBN平行航路纵向安全间隔评估模型,进行飞行流运行特性仿真并得到飞机对的潜在冲突次数,验证了监视信号扫描周期对飞行流整体碰撞风险的影响。该方法实现了在飞行流整体运行下对平行航路进行风险评估。