【摘 要】
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驾驶舱间隔管理(FIM)是美国航空航天局(NASA)开发的基于ADS-B IN的新一代空中交通管理解决方案,机组人员能够通过FIM系统提供的速度信息,实现指定的目标间隔,对飞行间隔进行更有效和更精确的执行,达到降低人员负荷的目的。本文针对基于FIM运行的飞行间隔调配,主要做了以下工作。首先,考虑到FIM是基于ADS-B IN的应用,对ADS-B IN监视原理进行介绍。包括GNSS系统原理、ADS-
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驾驶舱间隔管理(FIM)是美国航空航天局(NASA)开发的基于ADS-B IN的新一代空中交通管理解决方案,机组人员能够通过FIM系统提供的速度信息,实现指定的目标间隔,对飞行间隔进行更有效和更精确的执行,达到降低人员负荷的目的。本文针对基于FIM运行的飞行间隔调配,主要做了以下工作。首先,考虑到FIM是基于ADS-B IN的应用,对ADS-B IN监视原理进行介绍。包括GNSS系统原理、ADS-B系统原理以及基于ADS-B IN的部分典型应用,并对FIM的应用发展现状进行详细阐述。然后,针对在航路实施FIM运行时必须依赖精准的预达时刻(ETA)来进行间隔调控,而现阶段的预测误差远不能满足精细化管理的要求。采用基于滑动窗口的小波神经网络(SWA-WNN)预测方法,利用实时更新的ADS-B IN数据建立预测模型,对ETA进行精准化预测。仿真结果表明采用SWA-WNN的预测方法能够感知指定空域内未来运行态势,提高了预测精度,同时有较强的鲁棒性,为开展FIM间隔管理做好关键性的前期的工作。最后,分析了导航数据质量对FIM运行的影响,主要对导航精度和完好性两个参数进行深入研究,进而对FIM运行的可用性进行仿真计算,结果表明在以GPS为单一导航源时能够满足最低运行性能要求。同时对基于FIM的航路飞行间隔调配进行研究,采用速度调节的间隔调配方式,根据实际运行状况细化分为单架航空器和同航路多架航空器两种状况。对于单架航空器,利用ETA和所需到达时刻(RTA)的差值作为速度调节信号,构建比例微分控制模型,生成满足相应的的速度引导信息。对于多航空器的状况,利用ADS-B IN的状态交互信息,同时考虑其他航空器的速度及历史位置信息,基于其飞行状况为本机飞行机组提供动态调整的速度引导信息,最大化接近目标间隔。仿真结果表明,基于ADS-B IN生成的速度剖面信息作为引导数据运行的时间间隔误差在10秒内,能够提高间隔调配的运行效率及运行精度。同时分析了误差对间隔调配的影响,证明了对FIM运行可用性分析的必要性。
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