低空空域监视对策研究

论文摘要

2010年11月,国务院、中央军委印发了《关于深化我国低空空域管理改革的意见》,低空空域开放也逐渐摆上日程,伴随着低空空域的深入开放,必将带来通用航空飞行的大时代,对现有空域监视方式提出了新课题,研究如何在低空空域提供相适应的监视方式是本文的主要工作。本文从我国目前低空空域现状以及监视技术发展情况入手,阐述了目前低空空域开放和监视技术覆盖不完善之间的矛盾。如何建立健全符合我国国情的低空监视体系,需要认真评估雷达监视、多点定位技术（MLAT）和自动相关监视（ADS）的特点,然后根据各种监视技术的优势和劣势选择适用的低空空域。雷达监视技术是世界范围内使用最为广泛的监视技术,但是其成本高昂且低空监视效果不甚理想,较难全面推广使用。目前国际上推荐使用ADS-B和MLAT提供监视服务。第三章重点分析了ADS-B监视体系原理、监视精度和数据链,使用AMCP/5、RTCA MASPS和EUROCONTROL TLAT等三种评价体系评估了ADS-B的三种数据链模式；第四章分析研究了MLAT定位原理、方法、定位精度和评估方法,特别深入研究了MLAT基站数量和布局与低空监视高度之间的关系,并且提出了一种适用于监视精度要求不高空域的基于移动基站的定位方法。由于ADS-B和MLAT的全面应用尚需时日,本文在第五章研发了一种基于航空数字地图的辅助监视系统,该系统可以在无现有监视技术覆盖区域提供监视服务,也可以在过渡阶段对其它监视技术进行补充。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 选题依据和课题背景
• 1.2 低空空域监视国内外现状
• 1.2.1 国内外ADS-B的现状
• 1.2.2 国内外MLAT现状
• 1.3 课题研究目的
• 1.4 论文的主要工作及结构
• 第二章 低空空域
• 2.1 管制空域
• 2.2 监视空域
• 2.3 报告空域
• 2.3.1 飞行动态报告方式
• 2.3.2 报告内容
• 2.4 监视
• 2.4.1 监视的概念及方式
• 2.4.2 监视技术的分类及比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 自动相关监视ADS
• 3.1 ADS概念及其分类
• 3.2 广播式自动相关监视系统（ADS-B）
• 3.2.1 ADS-B概念
• 3.2.2 ADS-B系统组成
• 3.2.3 ADS-B信息系统
• 3.2.4 ADS-B优缺点
• 3.3 ADS-B的数据链分类及其特征
• 3.3.1 1090ES模式ADS-B
• 3.3.2 UAT模式（Universal Access Transceiver）
• 3.3.3 VDL-4模式
• 3.3.4 ADS-B三种数据链模式比较
• 3.4 ADS-B监视精度（对比雷达）
• 3.5 ADS-B在低空监视中的应用实例
• 3.6 本章小结
• 第四章 多点定位方法MLAT
• 4.1 多点定位（MLAT-Multilateration）技术
• 4.2 MLAT定位数学模型
• 4.3 MLAT定位精度评价
• 4.3.1 定位解均方差（MSE）
• 4.3.2 圆/球误差概率（CEP/SEP）
• 4.3.3 几何精度因子（GDOP）
• 4.3.4 MLAT地面基站的布局
• 4.3.5 MLAT高度与精度分析
• 4.4 MLAT技术与经济指标（对比雷达）
• 4.5 基于移动基站的多点定位系统
• 4.6 本章小结
• 第五章 无常规监视技术覆盖空域辅助监视系统
• 5.1 无常规监视技术覆盖空域辅助监视系统背景来源
• 5.2 辅助监视系统研究方法与设计实现
• 5.3 监视系统中飞行算法设计
• 5.3.1 数据结构描述
• 5.3.2 航空器的运动算法
• 5.3.3 设置及调整航行三要素
• 5.3.4 航空器加入航线算法
• 5.3.5 航路飞行算法设计
• 5.4 航路可飞行检验算法
• 5.4.1 高度检测算法
• 5.4.2 位置检测算法
• 5.5 辅助监视系统的功能设计
• 5.5.1 该区域高精度地图载入
• 5.5.2 航线的绘制和分析
• 5.5.3 航线航路判断分析
• 5.5.4 航空器管理
• 5.5.5 地图测量
• 5.5.6 系统其它配套模块
• 5.6 本章小结
• 总结和展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢