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机场场面移动目标监视和避撞技术研究

作　者: 李敏
导　师: 王帮峰
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 机场场面监视 DGPS ADS-B 视频监视地理信息系统冲突探测
分类号: V351.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着民用航空运输业的高速发展，机场场面上的飞机和车辆不断增多，场面安全问题日益突出。由于我国大部分机场的基础设施建设不足以及采用传统的目视监视方法，机场的容量已经无法满足航班起降架次的增长，场面上经常出现移动目标之间的运行冲突，在大雾、夜视等低能见度气象条件下，情况更为严重。为了提高机场的运行能力和安全水平，场面监视技术的发展和应用得到了广泛重视，本文的研究目的是为移动目标配备监视终端，通过提供视觉和程序辅助来保证机场场面上的飞机和车辆安全、高效地活动。本文对当前的场面监视技术进行了分析和比较，结合先进场面活动引导和控制系统的功能要求，设计了基于DGPS、ADS-B、视频监视和GIS技术的移动目标监视系统。通过采用相关监视和独立监视相结合的方式，移动目标实现对周围交通态势的综合感知，并以此为基础来完成冲突探测。本文的主要研究内容是：对系统涉及的技术进行分析和阐述，构建移动目标监视系统框架；建立实验室实物与计算机仿真相结合的移动目标监视终端原理验证平台，设计了平台的软硬件结构、工作流程和所需的功能模块；采用MSComm控件、MapX控件、DirectShow和多线程技术完成了平台部分功能模块的开发；结合卫星定位和ADS-B提供的数据，对移动目标运行时的冲突探测算法进行了研究。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-18
  1.1 课题研究背景和意义  12-13
  1.2 国内外研究现状和相关技术  13-16
  1.3 课题来源和本文的研究内容  16-18
第二章移动目标监视系统相关技术  18-28
  2.1 GPS 技术  18-21
    2.1.1 GPS 组成和工作原理  18-19
    2.1.2 差分 GPS 技术  19-21
  2.2 ADS-B 技术  21-25
    2.2.1 ADS-B 工作原理和功能  21-23
    2.2.2 ADS-B 数据链技术  23-24
    2.2.3 ADS-B 数据类型和应用  24-25
  2.3 GIS 技术  25-27
    2.3.1 GIS 概述  25-26
    2.3.2 GIS 开发方式  26
    2.3.3 组件式 GIS 开发  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章移动目标监视系统架构设计  28-35
  3.1 基于 ADS-B 的场面监视系统  28-30
    3.1.1 基于 ADS-B 的场面监视系统功能  29
    3.1.2 基于 ADS-B 的场面监视系统结构  29-30
  3.2 移动目标监视终端原理验证平台设计  30-34
    3.2.1 验证平台的组成结构  31-32
    3.2.2 验证平台软件功能模块的设计  32-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章监视终端原理验证平台功能开发  35-50
  4.1 串口数据通信模块  35-37
    4.1.1 串口通信开发方法  35
    4.1.2 MSComm 控件介绍  35-36
    4.1.3 基于 MSComm 控件的串口通信  36-37
  4.2 GPS 数据处理模块  37-41
    4.2.1 GPS 数据格式  37-39
    4.2.2 GPS 数据提取  39-41
  4.3 ADS-B 报告处理模块  41-44
    4.3.1 ADS-B 协议的基本组成  41-43
    4.3.2 ADS-B 协议的应用解析  43-44
  4.4 基于 MapX 控件的信息显示  44-47
    4.4.1 MapX 控件介绍  44
    4.4.2 基本 GIS 功能的实现  44-47
    4.4.3 移动目标实时显示  47
  4.5 图像显示和处理模块  47-49
    4.5.1 DirectShow 概述  48
    4.5.2 原始和经过处理的图像显示  48-49
  4.6 本章小结  49-50
第五章移动目标碰撞冲突探测算法研究  50-60
  5.1 移动目标位置的坐标转化  50-51
  5.2 ADS-B 位置参考点的含义  51-53
  5.3 碰撞冲突描述和探测算法  53-59
    5.3.1 移动目标安全区域的建立  54-56
    5.3.2 冲突探测逻辑  56-58
    5.3.3 算例分析  58-59
  5.4 本章小结  59-60
第六章总结与展望  60-62
  6.1 总结  60
  6.2 展望  60-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
在学期间的研究成果及发表的学术论文  66

机场场面移动目标监视和避撞技术研究

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