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复杂地形条件下考虑航空器RAIM可用性的低空航迹规划 [交通运输工程与信息学报]

发布者: [发表时间]:2025-10-14 [来源]: [浏览次数]:

【背景】国务院推动北斗系统在低空航空器导航和监视中的应用,但北斗的可用性易受卫星运行状态及地形遮蔽影响,开展接收机自主完好性监测(Receiver Autonomous Integrity Monitoring, RAIM)预测对提升通用航空安全性能与运行效率具有重要支撑作用。【目标】针对低空作业航迹规划的导航自主完好性的需求,在考虑地形遮蔽的基础上,采用遗传算法生成四维航迹,结合地形遮蔽角计算实现了可见卫星数与精度衰减因子(Dilution of Precision, DOP)值的双重优化开展导航完好性可用性验证,从而评估规划航迹在复杂地形下的导航性能。【方法】首先,依据飞行任务需求,建立航迹规划模型,并通过混沌映射种群初始化的遗传算法进行求解,进而通过速度分配确定飞行时间,获得航空器过航迹点的时刻;最后,在考虑地形对卫星可见性产生影响的条件下,计算卫星的观测仰角、方位角及地形遮蔽角,判断卫星的可见性,依据可见卫星对规划航迹进行RAIM预测。【结果】以湖北省部分区域为例进行仿真验证,结果显示改进遗传算法规划的航迹路径长58.317 6 km、预计飞行1 587 s,所有航迹点可见卫星数超5颗,水平保护级别(Horizontal Protection Level, HPL)值在25~45之间,各DOP值均小于1.5。【结论】提出的改进遗传算法能够实现航迹的快速规划,可见卫星分析方法也能够将受地形遮蔽影响的卫星排除在外,从而实现规划航迹的RAIM可用性验证。

[1]汤新民,郭滨箐.复杂地形条件下考虑航空器RAIM可用性的低空航迹规划[J/OL].交通运输工程与信息学报,1-21[2025-10-14].https://doi.org/10.19961/j.cnki.1672-4747.2025.06.034.