自由飞行模式的多飞行器轨迹优化

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1、万方数据浙江大学硕士学位论文VIII2．4初始化策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一292．4．1优化算法与初值点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯302．4．2初始值策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯302．4．3Raghunathan的“三步骤”初始化策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．312．4．4基于递归思想的初始化策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯332．5数值计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．342．5．1两机冲突解脱问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯342．5．

2、2四机冲突解脱问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯352．5．3八机冲突解脱问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯402．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4l第三章基于非配置点误差估计的剖分有限元算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．433．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．433．2自由飞行冲突解脱的动态优化研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．443．2．1自由飞行冲突解脱的命题构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯443．2．2连续系统仿真验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯46

3、3．2．3非配置点误差估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯473．2．4剖分有限元算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯483．3数值计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．533．3．1两机冲突解脱问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯533．3．2四机冲突解脱问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯583．3．3两种方法的数值结果对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯663．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一67第四章基于椭球状保护区的自由飞行问题的动态优化研究⋯⋯⋯⋯⋯

4、．694．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．694．2冲突探测模型的保护区模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．704．2．1立方体保护区⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯704．2．2圆柱体保护区⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯714．2．3球状保护区⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7l4．2．4椭球状保护区⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72万方数据目录4．3基于椭球体保护区的自由飞行冲突解脱的命题构造⋯⋯⋯⋯．．724．4数值计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一744．4．I两机冲突解脱问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯744．4．2四机冲突解脱问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯764．4．3八机冲突解脱问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯774．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一79第五章结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．815。l全文回顾⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一8l5．2未来展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．82参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83作者攻读硕士学位期间取得的成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．89万方数据第一章绪论第一章绪论1．1自由飞行问题的背景介绍1．1．1背景概述民航业是我国国民经济发展的基础性、战略性和先导性产业。进入21世纪以来，我国的民航业一直处在高速发展时期，发展速度是世界平均水平的两倍以上。根据民航行业发展统计公报，2013年中国民航运输总周转量已达671．72亿吨公里，较去年增加61．40亿吨公里，同期增长10．1％，其中旅客周转量501．43亿吨公里，货邮周转量170．29

7、亿吨公里；2013年，全行业完成旅客总运输量35397万人次，较去年增加3461万人次，同期增长10．8％⋯。目前，我国民航业已进入需求旺盛时期，在此后很长时间内都将保持快速增长的趋势，预计到2018年我国将形成覆盖全国的辐射式航线网络，届时，除三大航空港上海、北京、广州外，一些中小型旅游城市都将成为区域航空中心Ⅲ。随着经济社会的不断发展，航空运输以其高效、灵活、便捷的特性为人们带来了巨大的便捷。但与此同时，空域飞行量的急剧增长造成了飞行航路日益拥挤，飞行器发生潜在冲突的可能性不断增大，飞行安全问题随之而

8、来。在目前的空中交通管制的模式下，空中交通流量的激增和有限的空域资源之间的矛盾日益突出，成为了民航业进一步发展的瓶颈。为了解决航线拥挤并提高空域的利用率，美国联邦航空管理局(FederalAviationAdministration，FAA)在1994年8月提出了“自由飞行”的概念托1，并且于1998年成立了一个特别工作组来制定自由飞行的详细计戈lj(FreeFlightProgram，FFP)b1。“自由飞行”是指飞行器在自