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基于改进卡尔曼滤波的四维飞行航迹预测模型
  • ISSN号:1001-9081
  • 期刊名称:计算机应用
  • 时间:2014.6.10
  • 页码:1812-1815
  • 分类:TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国民航大学空中交通管理学院,天津300300
  • 相关基金:国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合资助项目(61039001);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(ZXH2012D002,3122014D043).
  • 相关项目:空管运行智能服务的基础理论与关键技术研究
中文摘要:

为解决空气动力学模型在四维飞行航迹预测中存在的参数过多、预测精度偏低等问题,提出了一种对预测模型中的系统噪声进行实时估计的改进卡尔曼滤波(IKF)算法.首先,对雷达数据进行处理,根据航空器飞行中航向、航速进行速度转换;然后,采用传统卡尔曼滤波(KF)算法和IKF算法分别建立航迹预测模型;最后通过同一实例计算,比较两种算法在X、Y、Z方向上的预测偏差,取偏差小者为优.实验结果表明:IKF算法在X、Y方向上的预测偏差比KF算法分别降低了17.65%和98.03%,而Z方向上采用KF算法有较小的预测偏差.此外,针对IKF算法进行不同时间间隔的预测分析,在进场飞行程序的保护区宽度(9.46 km)范围内,预测间隔可以增大至20 s.

英文摘要:

To solve the problem of too many parameters and low prediction precision in the traditional aerodynamic 4D trajectory prediction models, an Improved Kalman Filter (IKF) algorithm was proposed to estimate the 4D trajectory, which increased the accuracy of trajectory prediction through real-time estimation of system noise. First, according to the varying direction and velocity of aircraft during flight, the velocity was shifted. Then, the prediction models were set up separately by KF and IKF. Finally, by comparing the predictive deviations in X, Yand Z directions by two algorithms, the smaller one was selected. The simulation results illustrate that the deviations respectively reduce by 17.65% and 98.03% in Xand Ydireetions by IKF; meanwhile, KF has higher accuracy in Z direction. Besides, according to the analysis of IKF in different time interval, within the width of protection zone of arrival procedure (9.46 km), the time interval could be increased to 20 s.

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期刊信息
  • 《计算机应用》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:四川省计算机学会中国科学院成都分院
  • 主编:张景中
  • 地址:成都市人民南路四段九号科分院计算所
  • 邮编:610041
  • 邮箱:xzh@joca.cn
  • 电话:028-85224283
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9081
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1307/TP
  • 邮发代号:62-110
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊一等奖,国家期刊奖提名奖,中国期刊方阵双奖期刊,中文核心期刊,中国科技核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:53679