[發(fā)明專利]一種面向民航空管的飛行技術(shù)分析驗證系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410814041.4
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104503824A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹力;徐森;楊益;于吉洋;倪茂偉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種民航飛行技術(shù)和空域協(xié)同管理的分析與驗證系統(tǒng)，特別一種面向民航空管的飛行技術(shù)分析驗證系統(tǒng)。

背景技術(shù)

一直以來，民航飛行新技術(shù)被視為是解決有限空域資源和航班快速增長之間矛盾的重要手段。然而，航空飛行的高風(fēng)險屬性決定了民航通常會非常慎重的對待飛行新技術(shù)。事實上，任何一項民航飛行新技術(shù)，從概念的提出到技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用推廣過程中，需要不同層面的理論分析和系統(tǒng)驗證。其核心就是飛機自身的飛行性能和其在空域內(nèi)的協(xié)同飛行能力是否能夠滿足飛行安全的要求，這也是決定民航飛行新技術(shù)的推廣應(yīng)用成敗的關(guān)鍵。

但由于缺少完備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和分析驗證手段的支持，民航現(xiàn)階段還主要采用大量的實飛測試進行飛行新技術(shù)應(yīng)用前的分析驗證。這樣做一方面能夠獲取豐富而可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，支持理論分析；另一方面現(xiàn)階段民航也只能通過實際飛行測試來驗證理論結(jié)果的合理性。隨著飛行新技術(shù)推出速度的加快，這種耗時長、成本高、風(fēng)險大的分析驗證手段已成為阻礙民航快速發(fā)展的主要因素之一。

半實物仿真是一種針對實際過程的實時仿真技術(shù)，更具有經(jīng)濟性、真實性的特點。文獻[1]～[3]利用dSPACE、xPC等通用半實物仿真平臺，開展無人機控制系統(tǒng)的仿真和驗證。近年來，隨著飛行模擬軟件日趨成熟，基于飛行模擬軟件的半實物仿真技術(shù)已應(yīng)用于無人機飛行控制技術(shù)的研究中。文獻[4]和[5]利用X-Plane構(gòu)建的半實物仿真系統(tǒng)開展小型無人機飛行控制算法的研究。但目前相關(guān)研究更加關(guān)注飛行器自身的控制技術(shù)。

民航的飛行技術(shù)更加關(guān)注空域內(nèi)機群的整體協(xié)調(diào)控制能力，因此對于這種面向民航機隊的飛行技術(shù)的分析驗證，不僅需要驗證飛機自身的飛行能力，更需要驗證飛行技術(shù)的改變對空域內(nèi)飛機間的相互影響。建立一個符合民航飛行規(guī)范和空域運行環(huán)境的模擬系統(tǒng)，滿足民航所有機型飛機實現(xiàn)符合規(guī)范的可控飛行，實現(xiàn)飛行技術(shù)應(yīng)用前期分析驗證的低成本、低風(fēng)險和高效率是解決問題的有效手段。

參考文獻：

[1].謝道成，王中偉，程見童，曾慶華.基于dSPACE的飛行器控制半實物仿真系統(tǒng)快速搭建[J].宇航學(xué)報,2010,31(11):2557-2562.

[2].王翌丞，胡延霖，陳雄，閻永祿.基于xPC目標(biāo)的無人機飛控半實物仿真技術(shù)研究與應(yīng)用[J].艦船電子工程,2011,31(6):112-114.

[3].鄧紅德，鮑鑫，吳佳楠.小型無人機飛控系統(tǒng)半實物仿真平臺實時性研究[J].測控技術(shù),2012,31(1):121-123.

[4].Santos,S.R.B.,Nascimento,C.L.Jr.,Givigi,S.N.Jr.,Bittar,A.,Oliveira,N.M.F.Modeling?of?a?Hardware-In-The-Loop?simulator?for?UAV?autopilot?controllers[C].21th?International?Congress?of?Mechanical?Engineering,2011.

[5].Adriano?Bittar.Hardware-In-the-Loop?Simulation?with?X-Plane?of?Attitude?Control?of?a?SUAV?Exploring?Atmospheric?Conditions[J].Journal?of?Intelligent&Robotic?Systems,2014,73(1-4):271-287.

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種面向民航空管的飛行技術(shù)分析驗證系統(tǒng)，是一種可以真實反映指定空域內(nèi)飛機飛行狀態(tài)和空中交通態(tài)勢演化的模擬系統(tǒng)，在此系統(tǒng)上可以開展民航飛行新技術(shù)應(yīng)用前的理論分析和驗證工作。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：