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《中国民用航空飞行学院》 2020年
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S模式二次雷达组网算法及评价系统研究

杨光  
【摘要】:随着经济的发展,更多人选择民用航空出行或选择民用航空作为运输方式,使得航班数量增加,空域流量增加,民用航空监视系统负荷加大。在此环境下,空管部门对飞机的监视和对运行的安全保障显得尤为重要。为了实现高效的监视,二次雷达系统S模式和ADS-B被认为是未来发展的主流趋势。在近期举办的国际民航组织亚太会议上,ICAO也对S模式雷达技术和ADS-B的下行数据链应用的推广工作非常重视,而其中的S模式更是研究的重点。论文首先简要介绍了二次雷达S模式的运行现状和其相关研究在国内外的发展动态,概述了二次雷达S模式组网系统的组成与其运行方式。而后,用举例阐述在不同空域条件下的运行方式,以此为基础发掘了组网设计思路,并分析了II码短缺的原因及解决方案。其次,介绍了遗传算法和模拟退火算法的原理,引出将两者结合的概念,并且对其中涉及到的基因染色体分组后变异和交叉的计算方法进行分析,并在此基础上结合矩阵论等方法生成组网迭代方案,结合组网各种因素的权重推算出目标函数模型,设计出能够达到最优解的混合模拟退火算法。此外,将仿真区域进行模拟,并且与传统遗传算法和枚举法进行比较证明算法优势。同时,采用了模糊层次分析法的评价系统,对比国内对二次雷达系统效能的评价,针对组网算带来的监视提升,建立新的评价指标并分析各指标权重,建立评价系统。最后,选取华东空域的二次雷达S模式监视系统为例,对航路,雷达分布和地面高程数据进行分析。根据分析的数据和混合模拟退火算法得到二次雷达S模式监视系统组网方案,并且对该区域的监视系统进行评价分析。根据评价结果得到组网系统的目标函数最小的方案,该方案可以兼顾高空和低空的空域,并减小雷达重叠范围内飞机的重叠应答问题。
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