[發(fā)明專利]自由飛行模擬仿真平臺(tái)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410280719.5
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN104020681B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張兆寧;賈愛萍;劉珍;高俊英;盧婷婷;王莉莉;盧飛;程韜;李才華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國民航大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及民航空中交通管理的領(lǐng)域，特別涉及一種自由飛行模擬仿真平臺(tái)，主要應(yīng)用于研究自由飛行方面的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集所用。為他們提供模擬飛行的相關(guān)數(shù)據(jù)，輸出模擬日志，使仿真數(shù)據(jù)直觀的展現(xiàn)于用戶眼前，便于用戶計(jì)算飛行中的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，來研究影響自由飛行安全性的因素，為早日實(shí)現(xiàn)自由飛行提供技術(shù)支持。?

背景技術(shù)

????目前，研究自由飛行方面的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集采用借鑒參考當(dāng)前非自由飛行下相關(guān)實(shí)際數(shù)據(jù)的方法，尚無任何模擬飛行的相關(guān)數(shù)據(jù)作為參考，在預(yù)測碰撞風(fēng)險(xiǎn)、自由飛行安全性方面還是空白，因此設(shè)計(jì)一種自由飛行模擬仿真平臺(tái)，?提供模擬飛行的相關(guān)數(shù)據(jù)，輸出模擬日志，使仿真數(shù)據(jù)直觀的展現(xiàn)于用戶眼前，便于用戶計(jì)算飛行中的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，來研究影響自由飛行安全性的因素，然而目前全球沒有任何一家單位或者個(gè)人開發(fā)出針對自由飛行的模擬仿真系統(tǒng)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自由飛行模擬仿真平臺(tái)，提供模擬飛行的相關(guān)數(shù)據(jù)，輸出模擬日志，使仿真數(shù)據(jù)直觀的展現(xiàn)于用戶眼前，便于用戶計(jì)算飛行中的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，來研究影響自由飛行安全性的因素，?

本發(fā)明的目的(1)、設(shè)計(jì)自由飛行下的飛行規(guī)則以及沖突避讓規(guī)則。目的(2)、得到統(tǒng)計(jì)整個(gè)程序運(yùn)行的時(shí)間，每次模擬設(shè)置的飛機(jī)放行間隔，水平安全間距，垂直安全間距的數(shù)據(jù)，以及所有飛機(jī)的飛行總小時(shí)數(shù)，飛機(jī)總數(shù)，撞毀的飛機(jī)總數(shù)，以及采取何種沖突避讓的飛機(jī)總數(shù)，通過研究這些數(shù)據(jù)來計(jì)算在自由飛行下飛行中的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，來研究影響自由飛行安全性的因素。

????本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：自由飛行模擬仿真平臺(tái)，其特征在于，包括模擬設(shè)置系統(tǒng)，數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)、權(quán)限設(shè)置系統(tǒng)；實(shí)景模擬系統(tǒng)；?

????所述模擬設(shè)置系統(tǒng)由飛行環(huán)境模塊、模擬速率模塊和飛行參數(shù)模塊構(gòu)成；

飛行環(huán)境模塊包括對通信導(dǎo)航監(jiān)視性能(Communication?Navigation?Surveillance,?CNS)及空中防撞系統(tǒng)(Traffic?Collision?Avoidance?System,?TCAS)的進(jìn)行設(shè)置的功能；由于通信導(dǎo)航監(jiān)視對飛行定位誤差的影響，需要將CNS性能即所需通信性能(Required?Communication?Performance,?RCP)、所需導(dǎo)航性能(Required?Navigation?Performance,?RNP)、所需監(jiān)視性能(Required?Surveillance?Performance,?RSP)中影響飛機(jī)位置最直接的因素量化；本系統(tǒng)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系將CNS性能影響設(shè)置為??=75種不同的權(quán)重值，設(shè)置不同的權(quán)重值對飛機(jī)的定位誤差影響不同，按用戶當(dāng)前設(shè)置結(jié)果，將數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)重分析，將誤差結(jié)果傳回給飛機(jī)，則飛機(jī)按照當(dāng)前含有誤差的位置報(bào)告進(jìn)行飛行；利用可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系將TCAS的可靠性進(jìn)行專家打分后進(jìn)行評(píng)估得到參數(shù)0.9630；

????通信導(dǎo)航監(jiān)視性能分為所需通信性能RCP、所需導(dǎo)航性能RNP、所需監(jiān)視性能RSP，根據(jù)國際民航組織(International?Civil?Aviation?Organization,?ICAO)的規(guī)定，詳細(xì)說明如下：

?所需導(dǎo)航性能RNP是指在某一空域或某一條航路上，能夠保證飛機(jī)在空域飛行的95％時(shí)間內(nèi)達(dá)到期望導(dǎo)航性能的精確性數(shù)值；目前已經(jīng)定義的幾種RNP類型，精確性單位為nmile；性能參數(shù)中精確性是導(dǎo)致飛機(jī)位置偏航的直接因素，所以在本系統(tǒng)中主要考慮由RNP精確性導(dǎo)致的飛機(jī)定位誤差；

表1?RNP類型

所需通信性能RCP是以性能參數(shù)處理時(shí)間、連續(xù)性、可用性和完整性來描述的；國際民航組織(International?Civil?Aviation?Organization,?ICAO)建議的RCP類型，處理時(shí)間單位為：秒，其他三個(gè)參數(shù)單位為：概率/飛行小時(shí)；通信性能主要依賴于通信處理時(shí)間；所以在本模擬仿真平臺(tái)中主要考慮RCP處理時(shí)間導(dǎo)致的飛機(jī)定位誤差；

表2?RCP類型

所需監(jiān)視性能RSP是在特定的精確度和刷新率條件下，得到航空器的位置、速度和目的的能力，它的性能要求可以用精確性即刷新率和反應(yīng)時(shí)間、可用性、完整性、連續(xù)性來描述；而監(jiān)視的精確性是導(dǎo)致飛機(jī)位置偏航的直接因素，所以在本模擬仿真平臺(tái)中主要考慮由RSP的精確性即刷新率、反應(yīng)時(shí)間導(dǎo)致的飛機(jī)定位誤差；

表3?RSP類型