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1、一种飞行冲突检测系统的研究与设计杨新湦,等一种飞行冲突检测系统的研究与设计ResearchandDesignoftheFlightConflictDetectionSystem杨新高春燕王智(中国民航大学空中交通管理学院,天津300300)摘要:针对小型飞行器的飞行冲突问题,提出了一种飞行冲突预测的算法。结合该飞行冲突的预测算法,设计了一种基于GPS/IMU的飞行冲突检测系统。该系统以STM32为核心处理单元,采用GPS/IMU作为飞行器的位置和姿态传感器,接收其他飞行器的飞行位置信息、航向、高度等信
2、息;通过飞行冲突预测算法计算飞行冲突概率,判断是否存在飞行冲突。模型机试验结果证明,该系统可以实现飞行冲突的预先判断,能够及时检测到小型飞行器的飞行冲突。关键词:飞行冲突冲突检测冲突概率STM32GPS/IMU中图分类号:TH7;TP368文献标志码:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201507001Abstract:Aimingattheflightconflictproblemofsmallaircrafts,thepredictionalgorithmoff
3、lightconflictisproposed.Combiningwiththispredictionalgorithm,theflightconflictdetectionsystembasedonGPS/IMUisdesigned.WithSTM32asthecoreprocessingunit,andGPS/IMUasthepositionandattitudesensorsfortheaircraft,theinformationofotheraircrafts,includingpositi
4、on,heading,altitude,etc.,canbereceivedbythesystem.Thentheflightconflictprobabilityiscalculatedthroughflightconflictpredictionalgorithm,thustheexistenceoftheflightconflictcanbejudged.Themodelmachineexperimentalresultsprovethatthesystemcanprejudgethefligh
5、tconflict,andpromptlydetecttheflightconflictofsmallaircrafts.Keywords:FlightconflictConflictdetectionConflictprobabilitySTM32GPS/IMU块、气压传感器模块、空速测量模块、无线传输模块组0引言成。系统框图如图1所示。飞行冲突探测是指预测两架或者多架飞行器在某个同高度的地点出现相遇的情况。目前,飞行冲突探测一般是通过民航客机的大型机载计算机或者监视雷达实现的,不适用于小型或者微型
6、飞行器。随着小型飞行器和无人机的应用越来越广泛,飞行冲突的检测成为了一项关键技术。它是保证飞行安全的前提。图1系统框图本文提出一种基于飞行冲突预测算法的飞行冲突Fig.1Systematicblockdiagram检测系统的设计方案。该系统的创新点在于可以实现处理器系统采用了STM32F103VET6的32位72MHz飞行冲突探测系统的小型化,通过冲突预测算法实现主频的处理器,主要用于飞行器姿态提取、位置消息提取、飞行冲突探测,从而更好地实现风险隔离。该设计用飞行速度和飞行高度解算、飞行数据接收、飞行
7、冲突检测STM32作为核心处理器系统,采用GPS和惯性导航模等。GPS模块用于收集飞行器的经纬度位置和速度,IMU块、气压高度测量模块等作为信息源,利用无线模块与模块、气压传感器、空速管用于采集飞行器航向、气压传感对方交互飞行信息,并通过飞行冲突预测算法,计算飞器、飞行速度等信息。行冲突概率,判断是否存在飞行冲突。1.1GPS模块设计1系统设计GPS模块采用的是UM220芯片。和芯星通的低功耗GNSS芯片,是目前市场上尺寸最小的完全国产飞行冲突探测系统主要由STM32系统、GPS模化的北斗/GPS模块
8、混合定位模块,集成度高、功耗低,中央高校基本科研业务费资金资助项目(编号:3122013Z006)。[1]非常适合对尺寸、功耗要求高的北斗规模应用。整修改稿收到日期:2014-11-10。个GPS模块还包括AMS1117-3.3电源芯片,提供第一作者杨新湦(1966-),男,1991年毕业于法国国立民航大学交通运输专业,获硕士学位,教授;主要从事空中交通管理方面的研究。3.3V的工作电压;SMA有源天线接口,保证获取位置《自动化仪表》第36卷第7期201
