丁松滨， 管吉晨, 刘计民

(1.南京航空航天大学民航学院， 南京 211106; 2.中国民用航空华东空中交通管理局， 上海 200335)

国际民航组织(International Civil Aviation Organization，ICAO)将空中交通管理(air traffic management,ATM)定义为“通过与各方合作，提供设备和服务，对空中交通和空域进行动态、集成管理，以实现安全，经济和高效的目标[1]。随着空中交通需求激增，传统空中交通管制方式弊端日渐增多，空中交通拥堵现象时有发生。因此，基于轨迹运行(trajectory based operation,TBO)的空中交通管理理念应运而生[2]。TBO的核心在于四维轨迹的共享，这不仅要求实时轨迹传输，还要求短时、高精度轨迹预测。借助轨迹预测可以实现飞行轨迹精细化管理，增加空域容量，降低冲突可能性，为空管人员提供辅助决策。

飞行轨迹预测应用广泛，现有航空器飞行轨迹预测方法主要分为三类：一是基于数理统计的预测方法，朱晓辉等[3]将飞机动态数据与飞行意图结合，利用似然估计原理计算飞机在指定时间区间内处于某一空域邻域的概率以预测飞行轨迹；张军峰等[4]构建离散、连续动态航迹预测模型，深入分析飞机原始状态、意图、性能等因素对预测精度的影响，有效降低预测不确定性；Franco等[5]基于对数正态分布的航段平均地速建立概率轨迹预测模型，通过输入航段平均地速，分别计算得到飞行时间与燃油消耗的概率密度函数，成功量化风不确定性对航迹预测的影响。二是基于空气动力学模型的预测方法，王超等[6]提出基本飞行模型，据此建立各航段垂直、水平和速度剖面并实现完整轨迹拟合；……