[發明專利]一種民用飛機地形感知與告警系統的告警包線生成方法

有效

• 申請號: 201310257397.8
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103354041A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 庹紅婭;陳廣永;錢云燕;敬忠良
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: G08G5/04
• 分類號: G08G5/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及的是一種用于告警包線生成技術領域的方法，特別涉及一種基于系統性能曲線的民用飛機地形感知與告警系統的告警包線生成方法。?

背景技術

地形感知與告警系統（Terrain?Awareness?and?Warning?System，TAWS）是航電綜合環境監視系統（Aircraft?Environment?Surveillance?System，AESS）的一個重要組成部分，擁有六種傳統告警模式以及前視告警，可有效避免可控飛行撞地（Controlled?Flight?into?Terrain，CFIT）的發生，確保飛行安全。?

TAWS一般為離散的決策系統，需要不停地檢測多個參數并根據目前狀態來決定是否發出告警，其中，告警閾值的設置是影響其性能好壞的重要指標之一。若告警閾值設置較大，可以為操作人員提供足夠的時間采取補救措施，有效減少漏警的發生，但是預測軌跡存在的不確定性過多，產生虛警產生的可能性也相應增大；反之，若是告警閾值設置較小，預測軌跡相對精確，可以減少虛警發生的，同時也使得因為告警不及時而發生事故的概率增大。近幾年，國外生產的民用飛機地形感知與告警系統產品陸續推向市場，但在告警性能方面，各個產品都還有很大的提升空間。?

Markov：馬爾科夫，俄國著名數學家，以數論和概率論方面的研究著稱，其研究成果被廣泛應用于自然學、工程技術和公共事業中。?

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，綜合考慮虛警和漏警對告警系統的影響，提供一種民用飛機地形感知與告警系統的告警包線生成方法，其最終生成的告警包線更加合理，可有效減小虛警和漏警情況的發生。?

本發明通過以下技術方案實現：?

一種民用飛機地形感知與告警系統的告警包線生成方法，包括：?

S1：根據飛機初始飛行狀態，建立無告警情況下的正常飛行軌跡模型，生成無告警正常軌跡；同時建立飛行員規避操作模型，生成飛機告警后規避軌跡；將兩段飛行軌跡分別與一階Markov隨機地形數據作比較，判斷此次飛行仿真是否告警成功；?

S2：進行大量飛行仿真，統計虛警率和告警成功率作為系統的告警性能指標，生成SOC曲線，權衡虛警率和告警成功率對系統的影響，選取最佳告警閾值點；?

S3：重復步驟2，得到多個最佳告警閾值點，并根據多個最佳告警閾值點生成整個告警包線。?

較佳的，步驟S1進一步包括：?

S11：生成一階Markov隨機地形：?

一階高斯Markov地形中，數據序列下一時刻的值y_n+1的概率密度函數僅與最近的上一時刻的值y_n有關，即?

f(y_n+1|y₀,y₁,y₂,y₃...y_n-1,y_n)=f(y_n+1|y_n)?

對于離散的Markov過程，則y_n+1與y_n滿足以下關系：?

y_n+1=e^-βy_n+ξ_n

同時，此過程也是高斯過程，β=1/l₀，其中l₀為數據的相關長度；ξ_n是服從均值為0，方差為σ2(1-e^-2β)正態分布的隨機變量，即?

ξ_n～N(0,σ²(1-e^-2β))?

調節模型參數σ²和l₀即得到各種不同的地形；?

S12：根據飛機初始飛行狀態，生成飛機無告警情況下的正常軌跡模；?

S13：根據飛機初始飛行狀態，生成告警后規避軌跡；?

S14：將兩段飛行軌跡分別與一階Markov隨機地形數據作比較，判斷此次告警是否成功。?

較佳的，步驟S12進一步包括：?

假設為勻速運動的運動軌跡，設飛機的初始高度為h₀，航跡角為θ₀，空速為V_a，風速為v，兩者與全向速度V有如下矢量關系：?