【摘 要】
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为了提高距离高度显示器模式激光雷达的尾涡探测与反演精度,提出了基于涡核区域分割的机场激光雷达最佳选址求解算法,研究了激光雷达横向和纵向安装位置对尾涡反演精度的影响;考虑尾涡消散和下沉影响,建立了激光雷达动态回波数据仿真模型;推导了尾涡区域分割径向距离公式,根据区域分割后的速度极值点确定了尾涡涡核位置;对涡核位置进行探测时间差修正后代入诱导速度方程,利用涡核附近的特征点径向速度构建了联立方程组,求解了尾涡环量相对误差;结合机场的机型占比数据,设计了激光雷达最佳选址的计算流程;基于国内某机场一周的运行数据,提
【机 构】
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中国民航大学 空中交通管理学院,天津 300300;中国南方航空股份有限公司北京分公司,北京 101318
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为了提高距离高度显示器模式激光雷达的尾涡探测与反演精度,提出了基于涡核区域分割的机场激光雷达最佳选址求解算法,研究了激光雷达横向和纵向安装位置对尾涡反演精度的影响;考虑尾涡消散和下沉影响,建立了激光雷达动态回波数据仿真模型;推导了尾涡区域分割径向距离公式,根据区域分割后的速度极值点确定了尾涡涡核位置;对涡核位置进行探测时间差修正后代入诱导速度方程,利用涡核附近的特征点径向速度构建了联立方程组,求解了尾涡环量相对误差;结合机场的机型占比数据,设计了激光雷达最佳选址的计算流程;基于国内某机场一周的运行数据,提取了5种典型机型数据进行机场激光雷达选址影响分析,确定了该机场的最佳激光雷达布局位置.研究结果表明:激光雷达选址的横向距离对反演精度影响较大,且存在最佳横向距离,大约为飞机翼展的10倍;最佳横向距离附近大约200 m是较佳的选择范围,该范围内探测精度变化不大;纵向距离选择存在最小值,最小值与尾涡下沉速度成正相关,对于典型民航大型飞机,大约为800 m;当纵向距离大于最小值时,其变化基本不影响尾涡探测精度;机场激光雷达的最佳选址区域为横向位置在最佳横向距离附近、纵向距离大于最小值的长条形区域.可见,机场激光雷达最佳选址求解算法是有效的,可以应用于尾涡探测试验或动态尾流间隔系统的激光雷达选址决策分析.
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