无人机任务规划系统研究及发展

无人机任务规划系统是指根据所要完成的任务、无人机的数量及任务载荷的不同,对各架无人机进行任务分配并通过航路规划技术制定飞行路线。首先介绍了无人机任务规划系统的基本功能及组成结构。然后,详细分析了任务规划系统的建模技术及其优化算法的研究现状。最后指出了讨论了无人机任务规划存在的问题,并阐述了无人机任务规划系统的发展趋势。     

某类任务的无人作战飞机航路规划

讨论了对于包含了既是威胁又有价值的节点的任务模型,无人作战飞机航路规划问题解决的思路和关键环节,并构建了数学模型,然后应用A*启发算法求解各个目标点的最优航路,并依据作战指挥人员对作战方案的总体把握给出的权衡因子,计算每个目标点取得的费效比,确定满足一定条件下最先攻击目标.实例仿真表明该方法可以有效地解决这类任务的航路规划问题.     

航路安全性能评估系统初步研究与实现

为提高空域管理工作的科学性和效率,在借鉴国外先进方法和理论基础上,民航局空管局组织研发了“航路安全性能评估”辅助系统,为科学分析航路保护区范围、最低飞行高度、导航精度等安全指标提供了精确、便捷的自动化手段和量化依据。以下就该系统相关情况作简单介绍。     

多机布阵航路规划问题研究

针对多机布阵航路规划问题,提出了一种新的策略。首先,建立了多机航路规划模型;然后,采用聚类分析的方法将浮标点分类,并给出了任务分配的原则,从而将多机航路规划问题转化为单机航路规划问题;最后,利用模拟退火算法分别求解,并在此基础之上采用平均路径长度的方法给出了优化算法。     

对流天气空域阻塞概率与阻塞指数模型

管制员高估对流天气的影响,发布不必要的流控指令,会使得航班过度延误;管制员低估对流天气的影响,会造成工作负荷的激增,也会使得航班飞行安全风险增大。为了准确评估空域受天气影响程度,减少管制员高估和低估天气影响次数,建立了特定方向对流天气空域阻塞概率模型和航路交通阻塞指数模型。测试结果表明,特定方向对流天气空域阻塞概率模型,用于衡量对流天气下交通流在各个方向被阻塞概率,为管制员决策是否允许航空器沿特定方向在扇区绕飞提供参考有实际意义;对流天气航路交通阻塞指数模型,用于衡量对流天气下沿航路交通流被阻塞的概率,为管制员决策是否允许航空器沿航路穿越对流天气提供参考是可行的。访谈数据表明,90%的参访者同意在这两个参数可得时,他们获取对流天气影响交通态势感知所需要的时间确实有所减少。     

基于支持向量机的航路空域内对流天气避让预测

随着全球空中交通的快速发展,航班延误问题越来越严重.对流天气是造成航班延误的主要原因之一,已经影响到民航行业的可持续发展,成为一个社会问题.如果能够提前预测与天气有关的航班是否改航,那么空中交通活动的参与者就可以协调调度,极大减少航班延误.本文提出了天气避让预测模型(Weather avoidance predicti...     

考虑进出交通影响的扇区运行通行能力研究

针对繁忙扇区受进出交通影响，缺乏量化决策模型，从而依赖空中交通管制员的个人经验，进而导致运行通行能力大幅下降的问题，开展考虑进出交通影响的扇区运行通行能力研究。首先，根据民航实际运行规则、扇区结构、机型组合和飞行速度等建立理论通行能力模型；然后，通过结合进出交通流构成和运行特征，对理论通行能力模型进行改进，得到进出交通影响下的运行通行能力模型。仿真结果表明，仿真计算值与平日观测值的平均绝对百分比误差为7.1%,证实了航迹规整度以及阻碍时间对扇区运行通行能力有显著影响。     

水下单信标导航航路规划和最优航路接近方法

相比于传统的长基线和超短基线等导航方式，水下单信标导航具有布放简单的优点，但其导航精度有待进一步提高。为此，提出了单信标导航的航路规划方案，通过泰勒级数展开推导了水平位置精度因子的表达式，并分析了导航点和声信标的相对几何位置关系对导航精度的影响，最终提出了航路规划方案。在此基础上，还提出了自主水下航行器(autonomous underwater vehicle，AUV)从其他位置接近最优航路的方法，包括两部分：一是建立以时延为观测量的滤波模型，利用滤波算法实时获取AUV的位置估计值；二是基于可观测度分析结果对最优航路接近过程的轨迹进行了设计。二者的结合使得AUV高效率且高精度地逼近最优航路。仿真证明了采用所提出的航路规划方案和最优航路接近方法可以提高导航精度，航路规划方案使得AUV位置估计的均方根误差近似为2 m。