基于DME/DME误差椭圆的ANP算法

PBN运行能否确保飞行安全,很大程度上取决于导航系统的实际导航性能(ANP)是否满足所需导航性能(RNP)要求。目前,综合考虑机载设备、导航精度和更新降级等问题,我国民航目前主要使用基于DME/DME位置更新的区域导航程序。本文提出一种基于DME/DME系统误差椭圆的DME/DME的ANP计算方法,并给出双DME系统下的ANP仿真分析,为航路设计和DME/DME布站规划提供了基础。

近距平行跑道配对进近侧向碰撞风险评估

为研究近距平行跑道配对进近侧向碰撞风险及相关参数对碰撞风险的影响，首先分析飞机位置误差的影响因素；其次基于配对进近的2架飞机实际运行过程和尾流避让的要求，考虑侧向误差概率密度函数截断补偿系数，建立近距平行跑道配对进近侧向风险评估模型；然后计算不同实际导航性能（ANP）条件下的侧向碰撞风险值；最后编制ANP数值表，并建议配对飞机速度差不超过7．5m／s，初始安全间隔为1000～1200m。结果表明，后机采用进近偏角可以有效降低对ANP的要求；大风速时，侧向碰撞风险对风向更敏感。

实现PBN技术的陆基DME台选择算法

航路飞行阶段的导航台选择是区域导航(area navigation,RNAV)运行的主要环节。在RNAV选台过程中通常会遇到换台频繁或台站跳变问题。根据测距机(distance measure equipment,DME)/DME导航方式提出了实际导航性能(actual navigation performance,ANP)的计算方法,并通过设定ANP阈值结合最小ANP值的方法设计航路飞行阶段DME台站选择算法。对京沪航线及其周围的DME台站数据进行了仿真实验,结果表明,该选台算法在满足导航精度要求的情况下有效避免了换台频繁和台站跳变问题。

机载组合导航系统实际导航性能计算方法

机载组合导航系统的实际导航性能计算是民航实施基于性能的导航(PBN)的关键技术,PBN要求机载组合导航系统能够利用相关数据实现其自身实际导航性能的实时评估计算,从而达到高可靠性要求下的缩小航路间隔,提高空域利用的目的。提出了机载组合导航系统实际导航性能实时计算评估的方法。通过分割卡尔曼滤波器的协方差矩阵获取位置误差矩阵,求解实际导航性能的标准差椭圆,利用二维高斯分布概率特性,将误差椭圆转换为概率为95%的误差圆,从而得到机载组合导航系统实际导航性能。利用Matlab以及GPS/IRS和DME/DME/IRS组合导航数据对该方法进行了仿真验证,结果证明,该方法切实可行,能准确评估计算导航系统性能,且计算简单。

基于多传感器的RNP水平导航仿真研究

针对基于机载多传感器的水平导航实现问题,通过卫星自主完好性监控、导航传感器实际导航性能评估、飞行误差监控以及总系统误差监控技术的综合设计运用,使机载导航系统具备了所需导航性能的运行能力。针对国际民航组织提出的导航性能指标要求,采用西安咸阳机场到北京首都机场的真实航路进行了RNP仿真验证。结果表明,提出的方法能够满足在航路段RNP-4、最终进近段RNP-0.3性能要求。

基于DME/DME导航的实际导航性能计算

针对DME/DME导航系统逐步成为常规仪表飞行程序设计和RNAV运行的主要方式,在对DME测量误差分析的基础上,提出一种适用于DME/DME陆基导航系统的飞机实际导航性能(ANP)的计算方法。利用Matlab软件以及DME/DME导航数据对该方法进行仿真验证。结果表明,通过该方法能准确计算飞机实际导航性能(ANP)并能达到95%的有效误差估算精度,且计算简单,为DME/DME陆基导航系统的飞机实际导航性能评估提供了可行方案。

惯性/卫星导航系统实际导航性能评估算法

针对惯性/卫星组合导航进行实际导航性能(Actual Navigation Performance,ANP)评估,是保证飞机所需导航性能(Required Navigation Performance,RNP)及航空运行安全的关键。提出了惯性/卫星组合导航系统实际导航性能评估算法,从卡尔曼滤波器位置协方差矩阵开展分析,结合导航数据二维高斯分布特性,求解出标准误差椭圆。根据概率分布特性,将误差椭圆转换为95%概率误差圆,进而计算出ANP值。最后惯性/卫星组合导航数据进行仿真验证。结果表明,方法切实可行,且便于工程实践。

实际导航性能计算方法研究

实际导航性能(ANP)是基于性能的导航(PBN)中的一个重要概念,根据实际导航性能的定义,提出了评估导航性能的一种近似计算方法和一种精确计算方法,并基于PBN导航中常用的DME/DME陆基导航定位方式,针对北京到上海和西安到北京两条真实的飞行航路,对两种实际导航性能计算方法进行定量模拟仿真,对比分析两种算法的优劣性。

陆基区域导航实际导航性能评估方法研究

甚高频全向信标(VOR)系统和测距仪(DME)系统是目前最常用的无线电导航系统,而VOR/DME导航和DME/DME导航更是区域导航(RNAV)系统推荐的方式。为满足区域导航所需导航性能要求,对区域导航系统的实际导航性能评估成为关键。在对无线电测量误差分析的基础上,对VOR/DME和DME/DME两种导航方式的实际导航性能评估方法进行了研究,并采用数字仿真对提出的方法进行验证。试验结果表明,提出的实际导航性能评估方法正确,能够有效跟踪实际导航误差,对于后续无线电区域导航技术在机载航空电子设备上的应用具有重要的参考价值。

BDS系统下RAIM算法可用性及结果分析

本文介绍了接收机自主完好性监测(RAIM)算法的可用性、故障检测及故障排除的原理及方法流程,结合BDS系统下定位精度的需求,通过仿真计算,得到了BDS系统下RAIM算法的可用性结果,并分析了DOP值对RAIM算法可用性及实际导航性能(ANP)的影响。

基于NUCp的PBN实际导航性能质量分析

实际导航性能(ANP)作为基于性能的导航(PBN)的重要参数,反映了飞机实时位置的误差估计,决定飞机是否能够满足所需导航性能(RNP)的要求,对ANP的性能质量分析是实施RNP的关键技术。本文提出了利用导航位置不确定度(NUCp)来评估ANP性能质量的方法,利用NUCp正态性的检验,对NUCp报告误差进行矫正,最后利用NUCp统计特性计算,结合最小二乘法计算ANP数值,结果证明,该方法计算量小,能准确估计实际导航性能。

民用飞机组合导航实际导航性能计算方法

提出了一种民用飞机组合导航实际导航性能计算方法,通过提取组合导航卡尔曼滤波器的误差协方差矩阵,并对水平位置误差进行近似拟合,获得95%的概率误差圆半径,即为组合导航实际导航性能。该方法计算过程简单,易于实现,具有较强实用价值。

面向民机导航系统的实际导航性能计算方案

随着民用航空运输业的发展,传统导航方式的低性能、低精度问题日益突出,已经无法满足现代民航需求。基于性能的导航(PBN)概念包含了区域导航(RNAV)和所需导航性能(RNP)的全部关键技术,其在水平方向上用实际导航性能(ANP)概念来评价导航性能。提出针对民机在单一导航源和多源导航模式下的实际导航性能评估计算方案,灵活运用精度因子、误差协方差、瑞利分布等概念计算ANP值。通过仿真可知,该方法在单一导航源工作模式下可以将ANP精度提高2%至7%,在多导航源模式下可以将ANP精度提高1%至4%,且两者计算复杂度不会有明显提高,为后续民机实际导航性能计算方法的设计提供了有效的思路。

RNP运行对机载飞行管理系统功能性影响分析

通过对RNP运行规范进行剖析、梳理其对飞行管理系统提出的功能需求,在保持飞行管理系统功能框架的前提下,将需求分配至可执行的子功能模块。随后对所涉关键技术进行研究,为RNP导航的机载实现奠定基础。

基于机载RNP性能评估的多源综合导航管理方法

为提高民用飞机的综合导航性能,确保RNP运行,提出了一种基于机载RNP性能评估的多源综合导航管理方法。设计了基于导航性能评估的多源综合导航管理方法,研究了综合导航模式和单一导航模式下的实际导航性能估计算法。仿真实验结果表明:实际导航性能算法能够在95%时间内评估导航系统实时误差特性,具有较高的评估精度,而且综合导航管理方法在多传感器配置的飞机中选择最佳的导航信息,满足RNP运行要求。

基于数值积分的机载导航系统ANP评估算法

为了准确评估飞机的实际导航性能,确保飞行安全,研究了基于性能导航运行方式下的机载综合导航系统的位置误差二维正态分布特性,建立了ANP评估中飞机估计位置的误差模型,推导了其概率误差圆的数值积分,并提出了一种基于导航误差数值积分的机载综合导航系统ANP实时评估算法。以大型客机的典型综合导航方式为例,对评估算法进行了仿真验证。仿真结果表明:ANP值能有效达到95%的误差估算精度,算法能可靠地评估组合导航系统的实时误差特性,具有较高的实际导航性能评估精度,是一种切实有效的方法。