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基于无迹卡尔曼滤波的飞行航迹预测方法研究

2021-11-17陈明强傅嘉赟

计算机仿真 2021年6期
关键词:卡尔曼滤波模型

陈明强,傅嘉赟

(中国民用航空飞行学院,四川 广汉 618307)

1 引言

近年来,我国民航运输业高速发展,中国民航总局数据统计资料显示:空域日益拥挤,飞行冲突愈加严重,航班架次按每年10%水平持续增加,空中交通流量持续增大,导致航空器碰撞可能性大幅提高,尤其是在大雾等能见度较低的恶劣天气条件下[1]。ADS-B(广播式自动相关监视)作为未来重要的监视手段,地面空管人员能够通过ADS-B数据准确的获取航空器位置、轨迹,并对航空器运行状态进行监视,因为ADS-B位置数据源自GNSS 卫星,所以精度很高[2-3]。然而也要面临一些不良因素干扰,包括ADS-B 接收站差异、信号阻隔、数据解析等,进而造成数据点丢失,无法准确的判断航空器的位置。航迹预测既为快速、有效明确某时间点航空器最有概率存在位置,亦为更好地满足空管自动化系统对飞行轨迹实时、高效的要求,以免航空器与地面障碍物之间、航空器与航空器之间发生相撞,因此被人们视作全新空管自动化系统最关键技术之一[4-6]。

目前,各国研究者们围绕航迹预测进行探索时,一般选择以下方法来完成。

1)基于空气动力学或运动学模型。朱吾[7]提出了一种基于滑动窗口线性回归的飞机运动模型转移算法实现了对飞行轨迹预测。Prretta M[8]等人提出了一种综合考虑飞行意图信息和风速影响的运动学模型进行航班轨迹预测。徐琴等[9]构建了航空器等速巡航运动学与等角航迹推测两种模型,引入极大似然法则和Newton-Raphson迭代算法辨识模型内巡航地速,求出过点时间。……

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