[发明专利]一种面向民航空管的飞行技术分析验证系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种民航飞行技术和空域协同管理的分析与验证系统，特别一种面向民航空管的飞行技术分析验证系统。

背景技术

一直以来，民航飞行新技术被视为是解决有限空域资源和航班快速增长之间矛盾的重要手段。然而，航空飞行的高风险属性决定了民航通常会非常慎重的对待飞行新技术。事实上，任何一项民航飞行新技术，从概念的提出到技术的大规模应用推广过程中，需要不同层面的理论分析和系统验证。其核心就是飞机自身的飞行性能和其在空域内的协同飞行能力是否能够满足飞行安全的要求，这也是决定民航飞行新技术的推广应用成败的关键。

但由于缺少完备的基础数据和分析验证手段的支持，民航现阶段还主要采用大量的实飞测试进行飞行新技术应用前的分析验证。这样做一方面能够获取丰富而可靠的基础数据，支持理论分析；另一方面现阶段民航也只能通过实际飞行测试来验证理论结果的合理性。随着飞行新技术推出速度的加快，这种耗时长、成本高、风险大的分析验证手段已成为阻碍民航快速发展的主要因素之一。

半实物仿真是一种针对实际过程的实时仿真技术，更具有经济性、真实性的特点。文献[1]～[3]利用dSPACE、xPC等通用半实物仿真平台，开展无人机控制系统的仿真和验证。近年来，随着飞行模拟软件日趋成熟，基于飞行模拟软件的半实物仿真技术已应用于无人机飞行控制技术的研究中。文献[4]和[5]利用X-Plane构建的半实物仿真系统开展小型无人机飞行控制算法的研究。但目前相关研究更加关注飞行器自身的控制技术。

民航的飞行技术更加关注空域内机群的整体协调控制能力，因此对于这种面向民航机队的飞行技术的分析验证，不仅需要验证飞机自身的飞行能力，更需要验证飞行技术的改变对空域内飞机间的相互影响。建立一个符合民航飞行规范和空域运行环境的模拟系统，满足民航所有机型飞机实现符合规范的可控飞行，实现飞行技术应用前期分析验证的低成本、低风险和高效率是解决问题的有效手段。

参考文献：

[1].谢道成，王中伟，程见童，曾庆华.基于dSPACE的飞行器控制半实物仿真系统快速搭建[J].宇航学报,2010,31(11):2557-2562.

[2].王翌丞，胡延霖，陈雄，阎永禄.基于xPC目标的无人机飞控半实物仿真技术研究与应用[J].舰船电子工程,2011,31(6):112-114.

[3].邓红德，鲍鑫，吴佳楠.小型无人机飞控系统半实物仿真平台实时性研究[J].测控技术,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.

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种面向民航空管的飞行技术分析验证系统，是一种可以真实反映指定空域内飞机飞行状态和空中交通态势演化的模拟系统，在此系统上可以开展民航飞行新技术应用前的理论分析和验证工作。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：