信息融合技術在空中交通管制中的應用探討

劉海鈺

摘要：萊特兄弟在20世紀初期發(fā)明了飛機。隨著技術的進步和發(fā)展，飛機作為航空公司的交通工具變得越來越重要。而且，由于其方便快捷的功能，已被許多人接受。作為一個航空大國，我國正在建設越來越多的機場并開通越來越多的航班路線，但是不能任由飛機在空中飛翔。飛行需要一定程度的控制和路線規(guī)劃，否則可能導致航空事故。如何有效地管理飛機的飛行是國家和相關技術服務部門需要解決的問題。因此本文從空中交通管制的現(xiàn)狀、多雷達數(shù)據(jù)系統(tǒng)簡介及工作原理、多雷達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及多雷達數(shù)據(jù)的配送等方面對本課題進行了研究。

關鍵詞：信息融合技術;空中交通管制;應用

隨著飛機成為人們?nèi)找嬷匾慕煌üぞ?，也構成了一些潛在的危害。空中飛行的飛機必須遵循設定的軌跡。如果偏離指定路線，將失去對飛機的控制，并危及機上人員的生命。除了監(jiān)督飛機安全起飛的優(yōu)秀飛行員外，還需要有效的空中交通管制，以確保對飛機進行不間斷的監(jiān)控。此外，這些員工必須認真履行職責，做好工作，以便人們在登機時得到更多的安全感。

1空中交通管制的現(xiàn)狀

空中交通管制在我國民航系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，但應用過程仍然面臨著復雜的挑戰(zhàn)。一方面，在空中交通管制過程中，為調(diào)度人員提供語言交流。由于他的語言不可識別，因此很難持續(xù)監(jiān)控他的工作條件，很難合作來發(fā)現(xiàn)和糾正缺點。同時，高空飛行不可避免地會承受氣流?？罩薪煌ü苤茻o法有效消除氣流對飛行的影響。當前，有兩個選項可用于優(yōu)化空中交通管制任務。一方面，空中交通管理系統(tǒng)的所有主要組成部分都得到了改進。此方法有效，但是不可能。該計劃將需要大量的金錢，時間，精力和物質(zhì)資源，并且如果可能的話，系統(tǒng)的復雜性最終將增加管理的復雜性。其次，為了在空中交通管制功能中實施信息技術，將信息數(shù)字化，并使用計算機技術來分析和處理數(shù)據(jù)。此解決方案有很多解決方案。從實時數(shù)據(jù)交換開始，并隨時檢查突發(fā)情況或意外情況，并生成報告以降低飛機墜毀的風險。其次，信息集成技術可以通過連接和融合不同的工作單元來降低成本和提高效率，從而提高管理效率。

2多雷達數(shù)據(jù)系統(tǒng)簡介及工作原理

通過將信息傳輸?shù)礁采w同一區(qū)域的多個雷達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在多個級別處理數(shù)據(jù)，例如檢測、分類、互聯(lián)、相關、融合等，以創(chuàng)建一個統(tǒng)一的系統(tǒng)。達到您的飛行目標。它具有相同的雷達，目標丟失或檢測精度低?？梢酝ㄟ^同時跟蹤多個測速攝像機來有效地避免此問題。充分利用雷達數(shù)據(jù)，以后再使用更多雷達數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理。提交并訪問雷達數(shù)據(jù)和警報系統(tǒng)以進行進一步分析。根據(jù)其各種特性，數(shù)據(jù)融合處理方法可以分為三個方面。雷達數(shù)據(jù)必須在第一層進行處理，這必須符合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的基本要求。第二級是確定原始數(shù)據(jù)并跟蹤由位置數(shù)據(jù)（尤其是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)）標識的目標目的地的處理。通過分析重新處理的數(shù)據(jù)并執(zhí)行采集時間模型，可以實現(xiàn)處理未知的問題。第三級過程基于數(shù)據(jù)集成提供的有針對性的動作狀態(tài)分析，以支持決策。當前沒有非常精確的算法來集成來自多個雷達的天線數(shù)據(jù)記錄。運動中的飛機的運動是隨機的，無法預先精確地估計，但是可以通過檢測來估計，并使用某些技術方法進行校正。建議使用卡爾曼濾波器進行濾波。建造觀察系統(tǒng)。還可以使用算法來處理數(shù)據(jù)，并使目標位置更接近飛機的當前位置。分布式處理系統(tǒng)現(xiàn)在比空中交通管制系統(tǒng)更為普遍。實際上，分布式處理系統(tǒng)具有結構配置靈活，系統(tǒng)冗余度高，簡單性和可靠性高的優(yōu)點，并且符合空中交通管制的使用要求。

3多雷達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

多雷達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)必須使用多個雷達在一個位置上測量空中數(shù)據(jù)，并不斷將它們集成在一起以進行同時處理，以提供更準確的目標位置。建立一個完整的系統(tǒng)來實現(xiàn)。同時，使用系統(tǒng)組織信息可以使您對不同的數(shù)據(jù)執(zhí)行多種操作，從而可以更準確，更快地處理信息。

如果僅使用搜索雷達，則可能會遇到問題，例如，雷達出現(xiàn)問題，被跟蹤目標消失或準確性出現(xiàn)問題時，管理人員將解決這些問題。當使用多臺雷達進行數(shù)據(jù)處理時，一臺雷達存在跟蹤時間問題，另一臺雷達及時且準確地返回了信息，并提高了信息傳輸?shù)臏蚀_性。因此，有必要分析信息，在信息處理過程中充分利用雷達產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。經(jīng)過一系列分類后，將其移交給空中交通管制和信號員進行進一步審查。判斷其接下來應該進行的方案

對多個數(shù)據(jù)進行排序的過程可以分為幾個步驟。第一等是目標是滿足基本數(shù)據(jù)處理要求。許多雷達獲得的位置和飛行特性會影響目標數(shù)據(jù)庫，對飛行路徑和原始數(shù)據(jù)進行確定

第二等包括評估和糾正飛機的位置。系統(tǒng)定義被監(jiān)視對象的目標數(shù)據(jù)與目標之間的關系進行模型比較。

第三等是包括對目標空間位置的全面分析和對總體計劃的確定，以便該計劃還考慮飛機飛行過程中的總體環(huán)境。

為了實現(xiàn)第一等的處理，必須使用包含一組幾何目標的多方位角算法。從多個雷達接收的數(shù)據(jù)將同時進行分類和分析，以實現(xiàn)信息之間的高度相關性和數(shù)據(jù)庫進行對比，目標評估其狀況，以便可以獲得最準確和相對準確的數(shù)據(jù)處理。

為了實現(xiàn)各種空中交通管制數(shù)據(jù)的匯總和分類，我們找不到能夠保證其準確性和簡便性的算法。但是，當前路線經(jīng)常使用直航，緊急剎車系列。這是任何飛機（包括跑道和轉(zhuǎn)彎）航行的障礙，并且這里存在一些不確定性。因此，在采取措施之前無法進行準確的估算，所以只能在其發(fā)生之后使用自適應濾波對其進行補償。

加權合并算法是當前飛機上使用最廣泛的算法，從某種意義上講可以提供更準確的定位。理想情況下，使用此算法時，應使用所有數(shù)據(jù)來驅(qū)動特定目標。使用該算法的過程中需要使用所有數(shù)據(jù)在某一時間點的目標狀態(tài)進行估算，同時需要將各種矩陣變?yōu)榧訖嘁蜃舆M行計算。

多雷達數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)可以提供高效的多傳感器數(shù)據(jù)融合，更有針對性的信息接收以及高效的多數(shù)據(jù)集成和多路傳輸。當前，最廣泛使用的空中交通管制系統(tǒng)是分布式處理系統(tǒng)。靈活性和強大的可靠性一方面可以滿足流量管理應用程序的需求，另一方面可以滿足高安全性應用程序的需求。

圖2 雷達數(shù)據(jù)融合

4多雷達數(shù)據(jù)的配送

在使用帶有多個雷達的分布式數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的過程中，必須通過組合中央處理路徑上的多個雷達的局部跡線，使每個雷達與中央處理周期相匹配。此過程是從多個雷達分發(fā)數(shù)據(jù)以進行空中交通管制。

使用該系統(tǒng)時，雷達性能可能會有所不同，并且會在分析方向上做出錯誤的決定。這些錯誤的決定是多雷達數(shù)據(jù)分配中的錯誤。該錯誤主要是由于并非所有雷達制造商都具有單一標準。例如，同一地區(qū)的雷達網(wǎng)絡沒有用于檢測來自每個站的數(shù)據(jù)的性能標準，因此每個雷達都沒有用于測量跑道的標準。另外，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換錯誤是由于無法準確測量距地面測量值的距離而引起的。第四，在坐標變換過程中，不能滿足變換公式的準確性，需要對匯總數(shù)據(jù)進行最終的改進。

5結語

如今，那些追求高效率和低時間消耗人們對航空運輸?shù)男枨笕找嬖鲩L。特別是對于長途旅行，有些人優(yōu)先選擇飛機。同時，人們對飛行安全的要求也越來越高。在空中交通管制中使用信息融合技術可提高運行效率和準確性，并繼續(xù)從中受益。但是，由于在多雷達處理系統(tǒng)中每個雷達數(shù)據(jù)收集過程中的一定誤差，在數(shù)據(jù)收集過程中通常會遇到系統(tǒng)誤差。因此，有必要對具有不同雷達定位誤差的中央系統(tǒng)誤差進行比較和分析，并對飛行數(shù)據(jù)進行校正，以有效地減少這些誤差。

【參考文獻】

[1]王濤.基于大數(shù)據(jù)的空中交通管制運行安全預警分析[J].電子世界，2020（13）：54-55.

[2]楊倖.信息融合技術在空中交通管制中的應用探微[J].中國新技術新產(chǎn)品，2017（22）：18-19.

[3]郝寧.信息融合技術在空中交通管制中的應用探討[J].通訊世界，2016（06）：295.

[4]韓亮亮.信息融合技術在空中交通管制中的應用分析[J].內(nèi)江科技，2014，35（07）：24.