基于安全性建模的民机ILS信号设计

针对当前均匀分布的仪表着陆系统(instrument landing system, ILS)信号无法反映出真实安全性变化的问题,提出了基于高斯量化的ILS安全性信号设计方法。首先,基于运行安全性确定安全范围并在此基础上进行逆向设计,对飞行安全性进行高斯量化。然后,从提高飞行员情景意识出发,提出在安全范围内的不同偏移角度下,仪表刻度变化率与安全性变化率保持一致的安全性信号设计方法。最后,构建了飞行员认知模型,在民机最后进近场景中,对不同初始偏航角度进行了仿真实验。仿真实验结果表明,所提方法提升了民机进近着陆阶段的安全性。

Research on Signal of Field Monitor of 7220A Localizer Beacon Subsystem of ILS

From the actual perspective of working principle of localizer beacon subsystem of Instrument Landing System (ILS), consideration of the distance information from localizer antenna to field monitor antenna and wide aperture effect of localizer antenna, broke through the limitation of signals synthesized only far-field (FF), established the near-field (NF) model. The three-dimensional mathematical model of localizer beacon was designed, and the signals at both near-field and far-field were analyzed qualitatively. At the environment of Antenna Fault as well as Antenna Distribution Unit (ADU) phase shifter simulation, the characteristics of near-field and far-field were also compared. The simulation results showed that the model met the requirement of theory of localizer beacon, and the gap between two models was so evident, which resulted from the broken geometric symmetry in NF area. The model could provide valuable theoretical basis for performance evaluation and maintenance of the ILS, and meanwhile, provide reference for the further analysis of localizer beacon.

劳动力流动能够影响农地资源配置效率吗?——来自全国农村固定观察点调查的证据

农地资源配置效率直接关系到现代化农业强国目标的实现,劳动力流动在其中发挥着重要影响。基于2009—2015年全国农村固定观察点数据,运用工具变量法识别劳动力流动对农地资源配置效率的影响。结果表明,劳动力流动能提高农地资源配置效率,这主要来源于土地过度配置时农户劳动力流动,而土地配置不足时这一效应消失。机制检验证实,劳动力流动通过土地流转和农业机械化机制,提高农地资源配置效率,但未发现资本回流机制发挥作用。因此,应破除劳动力流动的体制障碍,完善土地经营权流转服务体系和加快农机装备的推广应用,以优化农村土地资源配置和推进农业现代化发展。

基于GRU的仪表着陆系统故障预测方法研究

故障预测技术在保障仪表着陆系统的可靠运行、提高空管效能等方面具有重要应用价值。结合仪表着陆系统运行特征和实际运行维护工作,提出一种基于GRU的仪表着陆系统故障预测方法。以航向信标为研究对象,在分析其监控参数与设备运行状态之间的关系后,将监控参数作为故障特征参数;根据监控参数时间步长、时变性特征显著的特点,采用GRU预测监控参数的未来变化趋势;根据监控参数的隶属函数计算出参数未来时刻可能发生“故障”的概率,实现对航向信标故障的预测。结果表明:基于GRU的仪表着陆系统预测方法的相对预测精度在95%以上。

星载GNSS-R检测太湖水华可行性分析

星载全球导航卫星系统反射信号(GNSS-R)属于被动遥感技术,具有数据重访周期高、全天时、全天候、信号源丰富等优势。基于此,研究星载GNSS-R检测太湖水华的可行性。星载GNSS-R可以有效检测反射面的粗糙程度,通过使用相干反射表征反射面的粗糙度,研究不同风速区间内相干反射与蓝藻水华的关系。利用2020年4—8月美国气旋全球导航卫星系统(CYGNSS)数据,计算CYGNSS镜面反射点的时延多普勒图(DDM)功率比。以“哨兵-3”卫星水色遥感仪器(OLCI)影像最大特征峰高度(MPH)算法反演出的太湖叶绿素浓度作为参照,与欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的风速产品进行时空间线性匹配,分析发现,在1~2.5 m/s风速区间内,叶绿素浓度达到0.1 mg/L以上时,极易引起镜面反射点发生相干反射,且功率比与叶绿素浓度的相关系数为0.84,具有良好的相关性。实验结果证明了利用星载GNSS-R的功率比及相关特性实现太湖水华检测的可行性。

基于INS/ILS/RA组合导航的自动着陆系统

针对民航机精密进近着陆过程容易受地场环境、电磁干扰等空间噪声和接收机噪声的影响,对波束误差信号进行滤波相位滞后的问题,提出基于INS/ILS/RA组合导航的自动着陆系统(ALS)。该系统将仪表着陆系统(ILS)及无线电高度表(RA)和惯性导航系统(INS)输出的位置之差作为量测,运用卡尔曼滤波器进行估计,将组合导航系统的输出航迹角及纵向轨迹角替代波束偏差,分别送入横纵向控制回路。仿真结果表明,INS/ILS/RA组合位置解算方位角偏差精度优于0.3°,下滑角偏差精度优于0.2°。该系统可显著改善波束误差控制信号的动态品质,降低噪声影响,提高ILS自动进场着陆控制回路的稳定性和闭环性能。

甚高频全向信标(VOR)/仪表着陆系统(ILS)标准信号源设计

甚高频全向信标/仪表着陆系统标准信号源可用于甚高频全向信标/仪表着陆系统机载设备的检测与维修。本文较详细阐述了该标准信号源的设计原理;简要介绍了标准信号源中采用的目前较为先进DSP技术、锁相式多波段频率合成技术、数字式直接频率合成技术(DDS)等7种技术的应用情况;论述了设计过程中遇到的多种低频调制信号的合成、高精度调制度差值的实现等难点问题的解决方法。文中介绍的标准信号源已经小批量推广应用,其使用技术具有一定的借鉴意义。

基于DSP的ILS机载接收机基带信号处理

仪表着陆系统是国际目前通用的飞机着陆设备。常规的ILS机载接收机基带信号处理部分采用模拟电路实现,测量精度低,电路实现复杂。基于DSP器件,基带信号处理部分全部在数字域进行,采用了定长的FIR滤波器和多速率信号处理算法,并针对硬件条件,对软件的处理速度和存储空间进行了优化。将该软件在DSP开发板上进行了仿真,计算结果稳定、精确,总体性能优于常规ILS机载接收机基带信号处理模块。

基于模糊故障树的ILS接收机的故障诊断

仪表着陆系统是飞机导航系统的重要子系统,其可靠性直接关系到飞机能否安全运行。为了准确描述故障对仪表着陆系统功能的影响程度,文中基于对仪表着陆系统接收机故障概率的分析,将模糊数学和故障树方法相结合,以AIR-BUS 320仪表着陆系统接收机为例,详述了模糊故障树的建模过程,并通过对其进行失效分析,给出了仪表着陆系统接收机的故障诊断算法。仿真结果表明,所建立的模型满足仪表着陆系统对接收机的故障诊断要求,且建模方法具有广泛的适用性。

仪表着陆系统下滑信标运行保护区仿真研究

仪表着陆系统下滑信标运行保护区的科学防护,对于确保民用航空导航空间信号质量、保障航空器进近阶段运行安全、提升机场运行效率均具有重要意义。结合下滑信标运行保护区概念的演进,对民用航空国家标准、行业标准,以及国际民用航空公约附件十第I卷要求的下滑信标运行保护区的划设情况进行了对比分析。以特大型航空器A380-800为例,对特定运行类别的下滑信标运行保护区进行了研究,以期作为国际民用航空公约附件十第I卷关于下滑信标保护区相关数据的补充和实际工程论证的示例。给出了针对特定机场实际运行进行下滑信标场地保护的典型研究方法以及下滑信标运行保护区的保护建议,为机场的建设和运行提供参考。

基于卡尔曼滤波的仪表着陆机载设备解算处理

仪表着陆系统在测量中用到了多种滤波来提高精度,例如数字滤波器等,可系统在测量中仍然会受飞行姿态、环境、测量不确定性等因素的影响,在测量值与真值之间出现一定偏差,亦或测量值出现部分毛刺跳变。考虑到滤波算法都是需要一定的运算数据和硬件资源,算法越复杂占用资源越多。从实际工程应用出发,选用具有计算效率高、稳定性强和存贮量要求不高等特点的卡尔曼滤波算法,将其应用于仪表着陆机载设备中,来提高测量精度。

基于DWILS的无人机着陆导引与控制仿真

导引和控制技术是大型无人机实现自动着陆的两项关键技术。针对分米波仪表着陆系统(DWILS)的无人机着陆导引与控制技术的仿真验证,为了提高导引的可靠性,给出了基于DWILS的无人机着陆地面仿真系统的结构,着陆导引仿真设备,根据DWILS的工作原理给出了导引信号的计算公式,同时设计了着陆控制器。根据导引设备的原理建立了基于DWILS的无人机着陆导引与控制仿真系统模型,并进行仿真验证。仿真结果表明,基于DWILS的导引方式满足无人机着陆导引的需要,设计的着陆控制器具有较好的控制效果。

土地流转对农户多维相对贫困的影响及机制研究——基于生产资源优化配置视角

研究目的:探讨土地流转对农户多维相对贫困的因果影响、作用机制及异质性,为进一步深化农村土地制度改革、构建缓解农村相对贫困的长效机制提供实证依据和有益启示。研究方法:利用2010—2018年中国家庭追踪调查数据,构建了多维相对贫困评价指标体系,通过BP神经网络赋权模型和双界限法测度农户多维相对贫困状况,然后使用工具变量法探讨土地流转对农户多维相对贫困的影响及作用机制。研究结果:(1)土地流转显著减轻了农户的多维相对贫困状况,且土地流出对5个子维度的相对贫困均存在稳健的减贫作用,而土地流入的减贫效应主要集中于家庭可行能力、发展机会、社会保险3个维度。(2)土地流转主要通过优化农户的土地和劳动力资源配置实现多维度的减贫效应。(3)土地流转对西部地区和农业产值较低县域的农户,以及家庭劳动力年龄较低和土地价值较低的农户的减贫效应更为明显。研究结论:土地流转有助于提升相对贫困群体的内生动力,培育自我发展的长效机制,其福利效应可以缩小地区间和人群间差异。基于此,为实现共同富裕的发展目标,需要进一步建立健全统一的土地经营权流转市场,促进土地规范有序流转。

基于NM7000B的仪表着陆系统设备健康管理系统设计

故障预测与健康管理的提出和相关技术的发展为解决设备状态信息的实时感知、维修保障需求的快速响应提供了有效技术途径。文章对此提出以NM7000B为基础的仪表着陆系统模拟器改装方案。该系统采用数据模型仿真以展示设备运行状态并预测设备运行趋势。文章选择国内某大型枢纽机场信息系统提供的数据进行仿真测试。研究结果证明,文章提出的健康管理系统能有效应用于仪表着陆系统的运维,具有较高的估计精度。

INS/ILS组合高精度进近着陆系统仿真研究

针对进近着陆过程中仪表着陆系统(ILS)受日益繁忙的空域和外界环境的干扰产生导引偏角误差,影响着陆导引精度的问题,提出一种惯性导航系统(INS)/ILS组合导航系统,以提高着陆导引性能。由ILS的调制度差(DDM)得到飞机偏离基准航道的航向偏角及下滑偏角,结合距离量测得到飞机三维位置信息,以此位置信息和:INS解算位置的差值作为量测量,运用卡尔曼滤波器对航向偏角误差和下滑偏角误差进行估计和修.1eo仿真结果表明,INS/ILS组合导航系统明显减小了ILS的偏角误差范围,航向导引偏差由0.3°减小至0.1°以内,下滑导引偏差由0.2°减小至0.1°以内;同时,组合导航系统有效抑制了ILS的位置噪声,提高了位置导引精度。

RF航段衔接ILS进近程序的最大下降角设计方法

RNP程序的RF航段与传统ILS精密进近程序相结合能充分利用两类程序的优势,但两种程序的过渡阶段需要考虑最大下降角度的设计。本文分析过渡阶段程序的平面与剖面几何设计参数限制条件,以及从星基导航方式转为陆基无线电导航方式需要稳定截获航向信号与下滑台信号的运行限制条件;结合两种限制条件,设计一种可以从不同最后进近定位点(FAP)高度计算下滑道的偏离量与到最后航向截获点(FACF)的弧距离关系进行判断,从而确定最大下降角度的方法,并进行仿真验证。结果表明:该方法可以在不同过渡航渡长度与不同最后进近下降角度的限制下,根据给定最高程序假设温度计算得到符合两种限制条件的最大下降角,为RNP程序与ILS程序衔接过渡的下降剖面设计提供了一种基于理论基础且具有可行性的设计方法。

基于TMS320VC5402的ILS信号处理的实现方案

介绍了一种采用TITMS320VC5402数字信号处理器对仪表着陆系统信号进行处理的设计方案,比较了时域处理和频域处理两种算法的性能,并详细讨论了在频域对ILS信号进行处理的实现方案。这种方案降低了运算结果的不确定度,可以提高系统的性能。

基于软件无线电的ILS通信导航信号分析

仪表着陆系统(ILS)是现代飞机无线电导航系统的重要组成部分。通过分析仪表着陆系统信号组成及特性,介绍了两种基于软件无线电原理的ILS通信导航信号分析方法,即基于时域的ILS信号分析方法和基于频域的ILS信号分析方法。笔者设计了一种加Hanning窗能量重心校正方法,算法简单,计算速度快,信号参数分析精度完全能够满足当前ILS导航设备测试需求。

ILS进近过程中多障碍物碰撞风险评估方法研究

为优化碰撞风险模型(Collision Risk Model,CRM)遮蔽角,从而准确计算基于仪表着陆系统(Instrument Landing System,ILS)进近过程中航空器与多障碍物的总碰撞风险,避免过度评估问题,首先,基于广播式自动相关监视(Automutic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)数据计算得到航空器位置偏差,并研究其水平分布特征;然后,建立障碍物分布模型,从而计算得到航空器与障碍物碰撞风险;最后,基于条件概率,得到沿跑道中线和垂直跑道中线(或其延长线)不同位置处的遮蔽角。结果表明:航空器水平分布不为正态分布,可通过拟合数据得到概率密度函数及累计分布函数,从而计算碰撞风险;沿飞行方向,遮蔽角逐渐增大,但变化范围不大;沿垂直跑道中线(或其延长线)方向,由近及远遮蔽角先减小后增大,距离较远时,遮蔽角甚至可超过14°。

对ILS小功率干扰的效能评估与仿真研究

在电子对抗中,小功率干扰技术是近几年研究的焦点,本文研究了小功率干扰对仪表着陆系统(instrument landing system,ILS)性能的影响,为ILS干扰环境的效能评估提供参考。首先,推导了ILS的测量参数调制度差(difference of degree of modulation,DDM)受干扰影响的数学表达式;其次,以干扰源的功率、位置等关键参数为参变量,通过计算机仿真分析了在着陆引导区域内DDM产生的误差。理论分析与仿真结果表明,小功率干扰对ILS性能影响明显,必须采取相应的干扰抑制技术,以改善系统的引导性能。