空中防撞系统避撞机制的数学模型

在TCAS系统中,到达最接近点的时间Tau、HMD和VMD是描述空中碰撞物理过程的主要参数,利用该组参数能够完整地描述TCAS系统的防撞机制。该文通过对到CPA时间的近似,引入对Tau时间的物理解释;并通过坐标变换,采用本机和入侵飞机的相对距离、相对距离变化率和相对距离加速度推导出了HMD的数学表达式;分析了工程实际应用中的修正模型。

自动空中防撞系统的技术特点

介绍了自动空中防撞系统(Auto ACAS)的功能要求和技术特点,着重讨论了Auto ACAS的逃避时间、逃避机动、声明空间和最优协同逃避角度,给出了Auto ACAS的原理框图和算法结构,并对Auto ACAS工程应用中的问题进行了讨论。

基于状态预测的空中防撞系统多机避碰性能改进方法

目前随着空中交通流量的大幅提升,空域密度不断增加,发生双机、多机冲突的可能性增大,但空中防撞系统(TCAS)不能解决所有多机态势下的防撞问题。因此迫切需要提高其在多机态势下的防撞性能。本文通过数学描述传统的TCAS防撞机制,并实现其在水平方向上的拓展,从而提出基于状态预测的垂直与水平方向综合优化的TCAS避碰策略选择算法。算法以高度和垂直速度调整为核心,辅以水平变向,多机协同,采取最优化的策略避免碰撞。仿真实验验证了方法的有效性。

航空航天术语:空中防撞系统

What is the TCAS?The traffic collision avoidance system(TCAS),also known as an airborne collision avoidance system(ACAS),is a family of airborne devices that function independently of the ground-based air traffic control(ATC)system,and provide collision avoidance protection for a broad spectrum of aircraft types.

空中自动防撞系统最优逃避机动的确定

采用最优控制理论对空中自动防撞系统确定其最优的逃避机动.首先将空中自动防撞系统逃避机动的确定问题抽象为一个具有复合性能指标的可变终端时刻的最优控制问题,然后采用二次曲线拟合的方法,求出两架飞机最靠近的终端时刻.最后根据极大值原理和飞机的状态方程,推算出为使两架飞机在最靠近时,实现最大距离的逃避机动所应采用的最优滚转角速度和法向过载,并给出了最优解的解析表达式.

空中防撞与近地告警综合系统的研究

在民航飞机飞行的过程中,有两大系统非常重要,分别是空中防撞系统与近地告警系统,属于民航飞机必备的航电设备,能够保障民航飞机的飞行安全。本文主要针对于空中防撞系统与近地告警系统在未来发展中的融合趋势进行分析,希望能够通过本文的分析来让该综合系统的发展得到提升。

空中交通警戒与防撞系统的主要技术特点

分析了TCAS(空中交通警戒与防撞系统 )的一些主要技术特点 ,重点讨论了TCAS的告警、告警提前或避让预留时间、协调解脱、RA信息的选择和干扰抑制等技术。

提高空中防撞系统(TCAS)与空中交通管制(ATC)兼容性的第一步

美国公法100—223和101—236要求所有在美国空域飞行的30个座位以上的运输机都要安装TCAS Ⅱ(Traffic Alert and Collision Avoidance System),即空中交通告警及防撞系统二型(以下简称了CASⅡ)。TCAS Ⅱ成品组件于1990年6月第一次投入飞行使用,从那时起,在世界范围内已有6 000多架运输机和商业用飞机安装了该系统,并且已累积了2 500万多个飞行小时。

美国空军积极发展自动空中防撞系统

通过不断完善数据传输和软件判定等能力，自动空中防撞系统（Auto ACAS）可持续地计算和判断出战斗机飞行轨迹之间存在的潜在冲突，以便在关键时刻及时接管飞行控翩系统，操纵战斗机采取规避机动，以避免发生空中相撞事故。

民机空中交通警戒与防撞系统目标跟踪算法

空中交通警戒与防撞系统(TCAS)是航空电子综合环境监视系统的一个重要组成部分,它能有效降低空中飞行器间的碰撞威胁,对于提高飞行安全有着非常重要的意义。TCAS是一种不依赖地面设备的空中交通防撞系统。它能够探测在其领域内装有空中交通管制应答机的飞机,向驾驶员报告潜在的相撞目标。目标跟踪是TCAS的一个重要模块,能提供目标的飞行状态信息,并对目标的未来飞行状态进行预测。对空中目标进行稳定、高精确度的跟踪是目标跟踪模块的重要任务。本文介绍了基于扩展卡尔曼和交互式多模型(IMM-EKF)的目标跟踪算法,实现对目标的精确跟踪。通过仿真验证,证明算法能实现精确的目标跟踪,对防止空中相撞起到了积极作用。

基于数据链的无人机空中自动防撞技术

分析了一种基于数据链的自动空中防撞技术,从空中自动防撞系统需求出发,描述了系统基本工作原理和流程。采用二次曲线拟合方法,给出了最优控制数学模型,以求解无人机航路间的最小距离,实现最优机动操作组合。仿真分析结果表明,空中自动防撞系统可在碰撞发生前的最后时刻有效完成逃逸操作,避免发生飞行碰撞,可为无人机编队提供进近飞行的安全防护。

多设备数据融合的空中防撞预警研究

空中防撞预警是保证飞行安全的一项重要课题,而随着各大机场吞吐量的不断攀升,航路日益拥堵,对空中防撞性能的要求也随之增加。为了提高目前空中防撞探测距离和探测精度,利用ADS-B和本机GPS接收机获取入侵飞行器的相对位置信息,以GPS报文中的EPU值为质量参数,对ADS-B数据和TCAS数据融合,获得最优线性融合,最后滤波输出高精度位置信息。仿真实验结果表明,通过EPU数据的引入该融合算法运算速度快,精度高,提高了相对位置探测精度和预警范围,为空中防撞策略提供了更为准确的判断依据,可以显著提高空中防撞预警能力。

通用原子能公司测试无人机自动防撞系统

近日，通用原子能公司与NASA联手，于2014年11月对装在“死神”无人机（MQ-9 Reaper）的一无人机空中防撞系统（感知与规避系统）验证方案进行了飞行验证。据透露，在将一无人机型号纳入空域管理之前，根据美联邦航空管理局（FAA）的规定，该机必须具备与其他空中物体保持安全距离的“适当性判断”能力。

TCAS系统故障隔离及容错架构设计方法研究

针对TCAS系统运行过程典型功能危险场景和架构设计过程,本文采用系统工程过程的正向设计流程方法,针对潜在的功能失效风险,开展TCAS系统域的故障检测和容错设计技术研究,形成覆盖系统、软件和硬件层级的故障检测及隔离架构设计方案,以提高装机运行过程中防撞告警的置信度,减少由于误警和虚警对飞行安全产生的不利影响。

现代民机告警系统综述

现代民用飞机告警系统是驾驶员与飞机最主要的接口之一,对飞行员了解飞机各系统状态,持续安全飞行提供了重要操作依据。该文简述了告警系统的发展历史,介绍了告警系统的定义,对业界易混淆的相近术语进行区分说明,细化告警系统的主要作用,明确划分告警系统现有的三种工作模式,以两种常见角度对告警系统进行分类并以国外现有飞机型号举例,最后对现有适航条款要求进行说明。对能够全面了解现代民机告警系统,后续优化告警系统设计起到帮助。

TCAS系统多目标机冲突决策处理的研究

本文主要介绍空中交通多目标机冲突的Pairwise决策方式。以空中交通警戒和防撞系统（TCAS）对多目标冲突处理为例，介绍了Pairwise处理方式在实际案例中的应用。详细分析了TCAS系统对多目标机冲突处理的原理、处理流程以及主要处理功能模块。介绍了TCAS对多目标机冲突的分类以及分类后的具体Pairwise处理方式。最后对比了Pairwise与Global两种多目标机冲突的处理方式，分析了两种处理方式的优缺点。

TCAS故障诊断专家系统设计与研究

文中分析了TCAS的故障现象,根据专家系统理论,结合故障树故障诊断理论,建立了TCAS故障诊断专家系统,并论述了知识库的构建、推理机的设计。采用Visual C++作为软件开发环境,利用SQL Server实现整个专家系统框架设计。

基于FACE架构的直升机TACS系统设计

本文基于FACE架构,提出了一种直升机TCAS系统设计方案,能够有效降低系统体积和重量,并方便移植到各类飞行器平台中。