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近地告警系统是当飞机与地面危险接近时,为避免飞机与地面相撞而给机组人员提供报警、从而增加飞机安全性的一种告警系统。近地告警曲线是是否需要报警的唯一依据,因此近地告警曲线的设计方法是近地告警系统研究中的关键性技术。
本文首先介绍了近地告警系统的概念和国内外的研究现状,归纳出了当前计算近地告警曲线阈值的一些主要方法,如基于性能指标的阈值研究方法和基于飞行实验的阈值研究方法,针对这些方法,本文做了详细地比较,指出了各种方法的优缺点。在此基础上,本文提出了一种新的近地告警曲线阈值计算方法--模拟实验统计法。此方法利用飞机运动模型和地形模型,实时仿真计算飞机高度并与地形模型高度相比较,从而找出飞行状态空间中飞机临界撞地的初始状态点,本文定义此状态为临界撞地点。重复进行以上过程,将所有临界撞地点的信息记录到状态空间中,用曲线拟合撞地临界点就可以得到飞机的近地告警曲线。在充分介绍近地告警系统工作原理和告警曲线计算方法的基础上,本文分别针对传统的近地告警系统五个方式的曲线。运用模拟实验统计法进行了仿真实验。将实验得到的告警曲线分别与霍尼韦尔公司标准的告警曲线进行分析和比较,可以看出,基于本模拟实验统计法所得出的告警曲线与标准曲线十分吻合,很好地验证了此模拟实验统计法的可行性和正确性.
在研究近地告警曲线的基础上,本文还设计和开发了符合实际要求、具有良好人机界面的近地告警系统仿真平台,以验证和展示近地告警系统的功能。
总之,本文通过仿真平台的工作原理分析、仿真平台报警算法的实现、仿真平台报警界面的设计等三个方面的分析和设计,阐述了近地告警曲线的设计原理、介绍了仿真平台的工作原理和实现过程,并仿真验证了所设计的报警曲线的可行性和合理性。