摘要：无人机的探测与避让(Detect and Avoid, DAA)系统是无人机防撞的重要保证,监视跟踪算法对于DAA系统的可靠工作至关重要。基于DAA最低性能标准的描述,以雷达跟踪器、广播式自动相关监视和主动监视应答器监视跟踪入侵飞机的航迹信息,先用α-β滤波保证稳定跟踪,然后再用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)进行航迹估计,通过航迹管理算法计算出中心航迹,以供DAA系统作出警报和导引。通过基于ARM的嵌入式Linux平台设计的仿真验证系统和实验平台,验证了设计的DAA系统监视跟踪算法具有良好的监视跟踪性能。

摘要：为了提高分布式相参雷达的时间同步精度,利用FPGA使用灵活和并行执行的特点,设计了一种基于时间数字转换和恒比定时时刻鉴别法的高精度时间同步单元。叙述了高精度时间同步单元的硬件设计方案和软件实现流程。测试结果表明,应用恒比定时时刻鉴别法将时间间隔的测量精度平均提高了1.787 ns,时间同步单元的测量精度可达1 ns,分辨率为90 ps。

摘要：针对机载防撞系统(TCAS)空对空通信时存在的同步混扰,采用飞机分布因子结合问询功率和问询速率的控制方法,建立了干扰限制的数学模型,给出了TCAS监视功能干扰限制的设计流程。按照DO-185B标准定义的高密度飞机分布环境,采用计算机仿真得到了TCAS干扰限制功能在高密度空域中统计性能,对不同监视区域中TCAS应答机的占用率与DO-185B的设计需求进行比较,验证了设计的干扰限制功能的有效性和实用性。仿真结果表明干扰限制算法能够满足高密度空域中TCAS监视功能的要求,在TCAS干扰限制功能的设计和性能评估方面具有实际应用价值。

摘要：由于机载防撞系统(TCAS)是针对具有较大垂直高度变化率的大型飞机设计的,系统设定条件和与之相关的解脱建议并不能适用于通航飞机。针对通用航空的防撞问题,提出了一种基于马尔可夫决策过程(MDP)的防撞逻辑设计方法。首先,将飞机空中相遇过程的动态模型转换为离散转移函数;然后,基于防撞系统结果事件末端效用函数进行MDP建模,采用动态规划方法导出了最优防撞逻辑的迭代方程;最后,给出了通航飞机最优化防撞逻辑的设计流程并对最优防撞逻辑进行了计算机仿真。仿真结果表明,通过调整效用比参数可以在保证安全性能的同时有效降低系统告警率。在垂直相遇高度小于30 m的相遇过程占比高达18%的情况下,当告警率大于0.85时系统的碰撞概率仅为2.88×10-4左右。该设计方法对我国在低空空域通用飞机防撞系统的研究具有一定的参考价值。

摘要：为了解决传统ARINC429总线电路设计中采用进口协议芯片带来的占用面积大、不便灵活扩展等问题,提出一种基于国产FPGA的ARINC429总线协议的设计方案,并结合国产驱动芯片,设计了多通道ARINC429的硬件原理图。利用硬件描述语言VerilogHDL进行了发送部分和接收部分的总线协议的设计,并且对其进行了仿真和验证。除FPGA外,外围电路只需要搭配国产总线驱动器,简化了PCB电路的设计,节省了板卡面积,可灵活扩展ARINC429总线通道,有效地提升了数据通信模块的处理能力和集成度。

摘要：为了实现机载防撞系统(TCAS)主机与外围功能单元的高效连接,需要定义和设计相关的接口协议。根据美国航空无线电设备标准ARINC735A定义的TCAS系统必须满足的DO-185A的接口和协议,分析和讨论了ARINC735A协议模块在TCAS系统中的功能和上下文关系,在此基础上详细描述了ARINC735A协议模块各组件的功能。采用软件工程的设计方法,系统地定义和设计了实现该协议模块功能组件的状态和流程,并给出了相应的状态转换图。讨论了在嵌入式环境下对AR-INC735A的多任务实现方法,并且在VxWorks嵌入式操作系统环境下,实现了ARINC735A协议的多任务软件模块。

摘要：由于设备性能的限制,民航飞机目前使用的机载防撞系统TCASⅡ不能适用于编队飞行防撞。为了解决飞机编队飞行防撞以及与民航飞机TCASⅡ兼容的问题,给出了一种基于二次雷达(SSR)和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统的设计方案。该方案采用了TCAS主动监视和被动监视相结合的方法,利用唯一的24位S模式地址来识别和归类目标飞机,将TCAS的监视数据和ADS-B的监视数据进行数据融合来完成对目标飞机的监视和跟踪。通过将大型编队划分为多个编队单元的方法,由长机负责保持各个编队单元之间的安全间距。采用收发器将长机产生的位置保持和碰撞避免的操纵指令通过高频数据链路传送给各个编队单元,各个编队成员按照操纵指令调整自己飞机的位置,完成对整个编队的位置保持和碰撞避免的集中控制和分散执行。该方案可以为机载编队防撞系统的设计和实现提供参考和帮助。

摘要：高度跟踪器对于机载防撞系统(TCAS)能否可靠工作至关重要。传统的高度跟踪器采用线性α-β跟踪器,高度报告的"粗量化"精度将导致线性α-β跟踪器的性能劣化。为此,设计了一种对30 m量化精度高度报告的非线性跟踪器。核心思想是利用多次高度层穿越占用时间以及穿越高度层数来计算高度率,并将飞行过程划分为5个不同状态,不同状态采用不同高度率修正公式。仿真结果及误差分析显示非线性高度跟踪器在跟踪精度和响应时间两方面均优于线性α-β跟踪器,有效提高了TCAS做出防撞决策的可靠性。

摘要：依据ARINC429总线的传输规范,提出了ARINC429总线接口的一种设计方案。设计采用国产FPGA芯片SL2-25E,详细描述了结构设计与软件开发,以及集成在FPGA内部的发送、接收等模块的功能。仿真测试结果表明,基于国产FPGA的ARINC429总线接口能够完成数据无误收发,并且符合总线规范的要求,结构简单,易于扩展,对其他串行总线数据通信以及航空电子系统的发展具有借鉴意义。

摘要：在南北半球高纬度地区,使用简洁位置报告(CPR)编码方法传输纬度和经度,经度还原值和真实值偏差较大。为了提高经度编解码的准确性,对经度Zone数量公式(NL)进行了逆向推导,修正了NL变值部分计算公式,修正了NL为常量值2的过渡线位置。为了更清晰的体现改进效果,对两处改进单独进行验证。仿真表明,变值公式NL的改进提高了CPR算法经度编解码的准确性和稳定性;过渡线位置改进,纬度和经度的CPR编解码准确性得到提高。