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《中国民用航空飞行学院》 2020年
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基于TIS-B的A-SMGCS控制方法与技术研究

颜栋  
【摘要】:近年来,先进的场面活动引导和控制系统(A-SMGCS)在提升机场空侧运行安全和效率方面正发挥着越来越重要的作用。根据国际民航组织发布的《先进的场面活动引导和控制系统手册》(DOC9830)的指导意见,A-SMGCS应具有监视、路由、引导、控制等四大功能,其中,“控制”采用的方法和技术路线对于A-SMGCS分级具有决定性的作用。目前国内外针对A-SMGCS控制功能方面的研究还不够成熟,尤其在不同机场规模下对控制实现方法的选择尚没有明确的定论,本文主要研究在获得航空器监视数据的情况下,如何在终端生成航空器路由数据,并通过广播式交通信息服务(TIS-B)技术将路由数据和航空器监视数据传输给移动端用于引导机场场面航空器,从而达到控制的目的。本文的主要研究内容包括以下几个方面。(1)确定路由控制信号的传输方式。在基于petri网的机场场面路网模型的基础上,分析机场场面航空器路由信息的要素及组成,通过对常用的几种地空数据链通信技术方法进行比较,最终确定使用TIS-B实现A-SMGCS引导信号传输的技术方案。(2)TIS-B技术分析与应用场景规划。TIS-B系统将传输信息形成TIS-B报文进行传输,为此,首先对TIS-B报文格式进行分析,进而研究其数据的精度和完好性;综合航空器监视数据和航空器路由数据作为A-SMGCS引导信号传输内容,因机场规模不同A-SMGCS引导信号中路由信号所占报文长度不同,并考虑TIS-B建设成本问题,为大型机场和中小型机场分别制定A-SMGCS引导信号传输方案,大型机场采用自定义的TIS-B传输A-SMGCS引导信号,中小型机场采用ADS-B中的拓展功能ADS-B IN传输A-SMGCS引导信号。(3)研究A-SMGCS引导信号传输方案中路由数据的生成及管理。在根据当前机场场面监视技术获得航空器监视数据的情况下,重点研究航空器路由数据的生成,以机场场面路网模型为基础,使用改进的dijkstra算法规划航空器静态滑行路径预选集合,将静态滑行路径预选集合作为动态免冲突路由规划的可行解,规划航空器动态免冲突路由,完成航空器路由数据的生成;在机场场面TIS-B地图上对生成的路由数据进行管理,显示生成的航空器路由数据,引导航空器在机场场面的滑行,完成控制的目的。(4)以A-SMGCS引导信号传输方案为基础,研究TIS-B技术如何识别和处理A-SMGCS移动传输信号。TIS-B技术根据脉冲的相对位置进行信号识别,判断接收到的信号是否为TIS-B报文形式的A-SMGCS移动传输信号,确认接收到的信号为A-SMGCS移动传输信号后,航空器机载系统对接收的TIS-B报文进行数据处理,获取航空器的引导信息。(5)对本文提出的通过TIS-B技术传输A-SMGCS引导信号的方法进行原理测试,验证本文研究内容的可行性。
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