基于碰撞模型的ADS-B间隔研究

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安全是民航的核心,飞机在空中飞行时,飞行员和管制员通过飞行间隔来保证飞行的安全。大的间隔固然能够保障安全,但是随着飞行流量的增加,大的间隔会影响空域的使用,造成空域的浪费。不同的管制方式对应着管制间隔,管制方式先后经历了程序管制、雷达管制和目前正在发展的基于卫星定位的ADS-B管制。程序管制和雷达管制其管制间隔的研究都已经非常成熟并且其间隔标准的安全性在空中交管工作中得到验证。ADS-B作为一种新的管制手段在全球卫星导航定位系统日趋完善的今天正在成为一种趋势。美国、欧洲、澳大利亚和我国都在一些区域开始实施ADS-B管制并制定了相应的管制间隔,怎么样评估这些间隔的安全性是目前研究的主要方向。当前各国制定的ADS-B管制间隔都相对保守,基本都是参照本国雷达管制间隔标准,并没发挥出基于卫星导航的ADS-B管制的性能。ADS-B是基于全球卫星导航定位系统的一种监视手段,和雷达定位相比,全球定位导航系统具有全天候,高精度,无缝隙的特点,雷达定位的精度会随着飞机和雷达距离的增大而变差,并且没有雷达信号覆盖的地方不能实施雷达管制,ADS-B管制弥补了雷达管制的这些缺陷,ADS-B管制应该具备比雷达管制更为安全合理的飞行间隔。安全风险评估是评估飞行间隔和缩小飞行间隔的有效方式,碰撞模型是研究空中间隔的具体手段。典型的飞行间隔安全评估模型有Reich碰撞风险模型、基于冲突区域的碰撞风险模型、基于位置误差概率的碰撞风险模型、基于随机微分方程的碰撞风险模型、基于事件的碰撞风险模型和基于事故树的风险分析模型和基于CNS性能的评估模型。本文先介绍ADS-B技术,然后分析碰撞风险模型,建立适合ADS-B监视手段下空中交通管理的飞行间隔模型。并且分析同高度同航路前后飞机的纵向间隔和平行航路侧向间隔以及中国民航飞行学院训练飞行,反解出航路采用ADS-B技术飞行的飞机的飞行间隔,得到训练飞行的安全空中间隔为缩短训练飞行安全间隔、提高训练飞行空域容量和提高训练飞行量供理论支持。
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