航迹预测

摘要： 在复杂飞行环境中,对航迹的准确预测是保障无人机(UAV)安全、有效执行任务的前提。提出一种数据融合的改进粒子滤波航迹预测算法。首先,用扩展卡尔曼滤波结合观测值计算粒子的均值与方差来指导重要性采样;然后,引入权重漂移参数优化重采样;最后,由标准线性最小方差加权规则融合多观测站滤波结果。仿真实验表明:该改进算法比传统非线性滤波算法的预测精度更高,并且比基本粒子滤波算法更稳定,可为三维航迹预测研究提供参考。

摘要： 依据AIS设备获取船舶航迹AIS数据,并统一化处理AIS数据,结合船舶航迹数据特征,应用大数据分析技术(数据挖掘算法)提取船舶航迹拟合需求数据,依据相邻时刻航向角差值将船舶航迹划分为直线阶段与曲线阶段,采用线性拟合法与最小二乘曲线拟合法分别拟合直线阶段与曲线阶段的船舶航迹,获取精确的船舶航迹线。实验数据表明:应用本文方法获得的航迹拟合需求数据提取时延小于给定最大限值,船舶航迹拟合结果与实际船舶航迹几乎保持一致,证实了本文方法航迹拟合效果较佳。

摘要： 采集空管大数据,根据空管大数据的特点,对数据进行数据融合,利用改进的聚类算法处理航迹数据,对得到的各类航迹数据分别构建模型,提高模型的预测精度。分别构建Stack LSTM和基于卷积LSTM的航空器轨迹预测模型,以真实雷达数据为例进行仿真实验,对仿真结果进行对比,其结果表明,基于卷积LSTM的航空器轨迹预测模型可以将预测的均方根误差控制在400 s内,验证了预测模型可以实现航空器轨迹的精确预测。

摘要： 针对传统航迹聚类预测算法对时间数据预测不准确的问题,本文提出了一种基于K-means++时间聚类的航迹预测算法。该算法使用ADS-B数据作为数据源,通过K-means++算法对时间数据进行聚类,使用修正欧式距离算法进行航迹相似度的计算,分别根据直线阶段和转弯阶段的特征分配不同的聚类方法得出聚类航迹,最后对聚类航迹进行当前位置修正得到预测航迹。通过实际航迹数据进行算例试验,结果显示该预测算法具有较高的准确性。

摘要： 随着人工智能技术、通信技术、网联技术的发展,以及无人机运行成本的降低等,我国民用无人机应用范围及应用领域日益扩展,已在城市物流、线路巡检、地质灾害预测、应急救援、地理测绘、山地运输等民用领域得到广泛应用。由于无人机种类繁多、运行环境复杂,无人机航迹分析及航迹预测已成为目前的研究热点。针对小型无人机运动特性及航迹预测问题,本文在搭建运行场景分析小型无人机运动特性的基础上,建立基于BP神经网络的四旋翼无人机航迹预测模型,利用SPARK小型四旋翼无人机实际飞行获取相关运动特性数据预测航迹,MATLAB仿真结果验证了模型的有效性。

摘要： 无人机产业近年来发展迅猛,在军用和民用方面都拥有广泛的应用前景。无人机的航迹记录在其航行过程中发挥着重要作用,无人机的航迹预测也成为当前世界研究的热点,使用神经网络进行航迹预测更可以充分发挥其优势。首先对国内外学者关于航迹预测的文献进行了梳理,根据航迹预测的原理对目前飞行器航迹预测算法进行了总结和分类,针对利用神经网络模型预测无人机航迹并逐步改进模型以提高预测精度的问题进行了研究。接着对于传统神经网络模型预测精度不够高的问题,提出一种带误差修正的嵌套长短期记忆(ENLSTM)神经网络预测模型。ENLSTM在嵌套长短期记忆网络模型的基础上引入了误差修正项,从而使得预测精度更高。最后使用BP、RNN、LSTM和ENLSTM四种神经网络模型分别对无人机的真实航迹数据和模拟航迹数据进行仿真实验,得出结论:循环神经网络相对BP神经网络在无人机航迹的预测上更具有优势,基于基础循环神经网络的逐步改进提升了模型的预测能力,ENLSTM模型对于无人机的航迹预测具有更好的效果。

摘要： 针对基于博弈理论设计应对多枚拦截弹的协同突防控制方案时需要确定博弈对象的问题,提出了一种基于长短时记忆(LSTM)网络的拦截弹攻击对象匹配方法。基于传统防空导弹飞行时序与流程构建拦截弹飞行轨迹库,以轨迹库为训练样本对LSTM网络进行训练,并以此为基础构建航迹预测模型与对象匹配模型,实现对拦截弹攻击对象的识别。仿真结果表明,该方法能够有效识别拦截弹拦截目标,为后续的巡航弹突防研究提供支撑。

摘要： 随着世界民航业的发展,繁忙机场的终端区交通愈发拥挤,影响航班正常的起飞和降落,随之带来了许多空域拥挤导致的航班延误问题。对此,欧美等航空发达国家提出了基于航迹运行(trajectorybased operation,TBO)的运行模式,在此模式下可以实现大流量,小间隔,高密度的空域管理。TBO运行模式的核心是航迹预测规划,对航迹预测规划展开深入研究对于空管手段的更新发展很有必要。本文采用基于深度学习神经网络的四维航迹预测方法,通过对ADS-B数据的分析挖掘,实现对航迹的精准预测。结果表明:本文所建立的模型能够较准确地对航迹进行预测规划,可为未来航迹运行模式的发展提供有效帮助。

摘要： 针对空中目标原始数据中数据不连续、航迹点缺失等问题,提出基于卡尔曼滤波的航迹预测模型,对空中目标构建运动状态方程和观测方程,然后将已获取的空中目标原始数据进行输入方程中,并通过卡尔曼滤波完成航迹预测,再利用预测数据对原始数据进行插值处理,达到数据预处理的目的。最后通过对插值数据与原始数据进行比较分析,验证了卡尔曼滤波算法对空中目标数据预处理的可行性。

摘要： 针对单一长短时记忆(LSTM)网络在航迹预测上无法有效提取关键信息以及难以精准拟合数据分布等问题,提出基于注意力机制和生成对抗网络(GAN)的飞行器短期轨迹预测模型。首先,引入注意力机制对航迹赋予不同的权重,以提升航迹中重要特征的影响力;其次,基于LSTM提取航迹序列特征,并经汇聚层汇集时间步长内所有的飞行器特征;最后,利用GAN在对抗博弈下不断优化的特性来优化模型,从而提高模型的准确性。相较于社会生成对抗网络(SGAN),所提模型在处于爬升阶段的数据集上的平均位移误差(ADE)、最终位移误差(FDE)及最大位移误差(MDE)分别降低了20.0%、20.4%和18.3%。实验结果表明,所提模型能更精确地预测未来航迹。

摘要： 卡尔曼预测方法仍是当前航迹预测的主要方法之一。通过众多的研究表明，卡尔曼预测结果的好坏与过程噪声和量测噪声的统计特性、状态初始条件等因素相关。实际上这些量都是未知的，在实际应用中都对它们进行了假设，如果假设的模型与真实模型相符，则预测结果就与真实航迹接近，而且随着采样点数的增加，两者的差异会减小。该结论与本文的实验结果是一致的。在本文的仿真实验中，运动点目标在Y轴纵方向（即南-北方向）上做匀速运动，在X轴方向（即西-东方向）上先做匀减速运动后做匀速运动，而卡尔曼预测中建立的是匀速运动模型，因此在X轴方向上的预测误差明显大于Y轴方向上的预测误差。这也是在实际战术机动目标航迹预测中必须重点考虑的一个问题，因为战术机动目标的机动规律非常复杂，而且有很大的不确定性，要建立一个完全符合其机动规律的数学模型几乎是不可能的，只能尽可能的接近真实的运动模型。目前最常见的解决思路是：增加状态的维数，通过多维参数来描述目标的运动的变化情况；采用变增益或者自适应增益；增加数据率，以增加采集数据中的有用信息。上述的思路在一定程度上可以缓解运动模型的差异问题，但同时也会增加算法的计算量。总之，卡尔曼预测方法既是目前最重要的一种航迹预测方法，同时也是稳定航迹预测研究的难点。

摘要： 基于协同驾驶的车辆追尾预警系统是通过共享车辆位置、速度等信息对局域网内车辆进行航迹预测,并结合碰撞模型分析潜在碰撞危险,为驾驶员提供碰撞预警信息的车辆安全辅助系统.本文对车辆追尾预警域模型加以分析研究,提出了一种包含驾驶员反应时间、通信延时等诸多参数的精确预警域模型,为预警策略提供了依据,并结合交通仿真对模型进行了验证。

摘要： 动态航迹推测方法应用等角航迹原理，对航空器飞行轨迹推测和航空器过点时间预测。动态航迹推测方法符合航空器运行规则，能及时修正航空器的飞行轨迹。文章通过引入了风的影响因子对动态航迹推测模型修正，并利用广州区域航路上的航班数据进行误差分析，发现航空器在飞行过程中的一些不确定性因素对动态航迹推测的精度造成很大影响。为了减少不确定性因素对预测的影响，在原航迹推测模型的基础上引入不确定性因素扰动因子。结果证明，改进模型大幅度的提高了动态航迹预测的精度。

摘要： 国内经过近几年的努力,已经研发出多套多种类型的无人机航空物探测量系统.其中物化探所基于彩虹-Ⅲ型无人机平台,研制的具备全自主、长航时、超低空、全天时、超视距、高精度测量为特点的无人机航空物探系统,各项技术指标均达到甚至优于传统的航空物探技术规范要求,已具备开展大面积航空物探测量的能力.无人机航磁关键技术指标能够满足相关规范及设计要求，具备实用化要求精确的测网规划、二维航迹计算模拟、飞行控制等技术的实现，使飞行高度及航线保持能够严格按设计测控其在长航时、夜航能力、测量效率、数据质狱、飞行控制精准度等方面一定程度上优于固定翼和直升飞机为平台的航空物探系统，与传统航空物探相比增效提质效果明显。

摘要： 国内经过近几年的努力,已经研发出多套多种类型的无人机航空物探测量系统.其中物化探所基于彩虹-Ⅲ型无人机平台,研制的具备全自主、长航时、超低空、全天时、超视距、高精度测量为特点的无人机航空物探系统,各项技术指标均达到甚至优于传统的航空物探技术规范要求,已具备开展大面积航空物探测量的能力.无人机航磁关键技术指标能够满足相关规范及设计要求，具备实用化要求精确的测网规划、二维航迹计算模拟、飞行控制等技术的实现，使飞行高度及航线保持能够严格按设计测控其在长航时、夜航能力、测量效率、数据质狱、飞行控制精准度等方面一定程度上优于固定翼和直升飞机为平台的航空物探系统，与传统航空物探相比增效提质效果明显。

摘要： 国内经过近几年的努力,已经研发出多套多种类型的无人机航空物探测量系统.其中物化探所基于彩虹-Ⅲ型无人机平台,研制的具备全自主、长航时、超低空、全天时、超视距、高精度测量为特点的无人机航空物探系统,各项技术指标均达到甚至优于传统的航空物探技术规范要求,已具备开展大面积航空物探测量的能力.无人机航磁关键技术指标能够满足相关规范及设计要求，具备实用化要求精确的测网规划、二维航迹计算模拟、飞行控制等技术的实现，使飞行高度及航线保持能够严格按设计测控其在长航时、夜航能力、测量效率、数据质狱、飞行控制精准度等方面一定程度上优于固定翼和直升飞机为平台的航空物探系统，与传统航空物探相比增效提质效果明显。

摘要： 国内经过近几年的努力,已经研发出多套多种类型的无人机航空物探测量系统.其中物化探所基于彩虹-Ⅲ型无人机平台,研制的具备全自主、长航时、超低空、全天时、超视距、高精度测量为特点的无人机航空物探系统,各项技术指标均达到甚至优于传统的航空物探技术规范要求,已具备开展大面积航空物探测量的能力.无人机航磁关键技术指标能够满足相关规范及设计要求，具备实用化要求精确的测网规划、二维航迹计算模拟、飞行控制等技术的实现，使飞行高度及航线保持能够严格按设计测控其在长航时、夜航能力、测量效率、数据质狱、飞行控制精准度等方面一定程度上优于固定翼和直升飞机为平台的航空物探系统，与传统航空物探相比增效提质效果明显。

摘要： 国内经过近几年的努力,已经研发出多套多种类型的无人机航空物探测量系统.其中物化探所基于彩虹-Ⅲ型无人机平台,研制的具备全自主、长航时、超低空、全天时、超视距、高精度测量为特点的无人机航空物探系统,各项技术指标均达到甚至优于传统的航空物探技术规范要求,已具备开展大面积航空物探测量的能力.无人机航磁关键技术指标能够满足相关规范及设计要求，具备实用化要求精确的测网规划、二维航迹计算模拟、飞行控制等技术的实现，使飞行高度及航线保持能够严格按设计测控其在长航时、夜航能力、测量效率、数据质狱、飞行控制精准度等方面一定程度上优于固定翼和直升飞机为平台的航空物探系统，与传统航空物探相比增效提质效果明显。

摘要： 本文使用专业仪表仿真软件GL Studio完成了对HUD的仿真，编写了HUD的行为驱动代码以及网络通信驱动程序。使用了基于最小二乘法的多项式拟合算法对飞机未来一段时间的飞行轨迹和姿态进行了预测，运用欧拉法转动坐标系变换的方法计算了预测飞行通道。通过在Vega Prime中调用动态链接库的方法，解决了GL Studio绘制的HUD 向基于Vega Prime的视景系统移植的问题，实现了HUD与预测飞行通道的叠加，同时还在视景系统中实现了地形告警的模拟。

摘要： 本文使用专业仪表仿真软件GL Studio完成了对HUD的仿真，编写了HUD的行为驱动代码以及网络通信驱动程序。使用了基于最小二乘法的多项式拟合算法对飞机未来一段时间的飞行轨迹和姿态进行了预测，运用欧拉法转动坐标系变换的方法计算了预测飞行通道。通过在Vega Prime中调用动态链接库的方法，解决了GL Studio绘制的HUD 向基于Vega Prime的视景系统移植的问题，实现了HUD与预测飞行通道的叠加，同时还在视景系统中实现了地形告警的模拟。

摘要： 本公开披露一种航迹预估到达时刻的预测方法、装置及自动预测系统，其中该方法包括：获取进入预测区域的航空器的实时位置信息；根据航空器的实时位置信息，触发预先建立的预测模型中的电子围栏，计算航空器当前所在电子围栏至收到对准跑道信号所需耗时的第一预测时间Td；根据航空器的对准跑道信息，获取从收到对准跑道信号至实际落地所需耗时的第二预测时间Ts；根据第一预测时间Td和第二预测时间Ts，基于当前时刻取和计算得到航空器的到达时刻。因此，通过实施本公开的预测方案，可以有效降低了由突发因素导致的预测偏差，提升了机场航班到达时刻预估精度，避免浪费机场保障资源，消除因到达时刻预测不准带来的安全隐患。

摘要： 本公开披露一种航迹预估到达时刻的预测方法、装置及自动预测系统，其中该方法包括：获取进入预测区域的航空器的实时位置信息；根据航空器的实时位置信息，触发预先建立的预测模型中的电子围栏，计算航空器当前所在电子围栏至收到对准跑道信号所需耗时的第一预测时间Td；根据航空器的对准跑道信息，获取从收到对准跑道信号至实际落地所需耗时的第二预测时间Ts；根据第一预测时间Td和第二预测时间Ts，基于当前时刻取和计算得到航空器的到达时刻。因此，通过实施本公开的预测方案，可以有效降低了由突发因素导致的预测偏差，提升了机场航班到达时刻预估精度，避免浪费机场保障资源，消除因到达时刻预测不准带来的安全隐患。

摘要： 本发明提出了一种基于空地航迹信息共享的飞机位置预测方法，属于空中交管领域，包括：首先，在飞行计划阶段，地面管制中心获取管制范围内所有飞机的基础数据；针对单架飞机，预测生成该飞机的初始四维飞行航迹；起飞前准备阶段，飞机与地面管制中心建立空地数据链连接，并通过ADS‑C共享由机载系统计算的拓展飞行剖面数据，基于该数据对初始四维航迹进行修正，生成参考四维航迹；飞行过程中，地面管制中心同时接收来自飞机的ADS‑C和ADS‑B数据实现空地航迹一致性的判断，如果不满足一致性条件，利用最新的ADS‑C和ADS‑B数据对参考四维航迹进行动态修正，实现飞机预测位置的更新。本发明为支持四维航迹运行的空管自动化系统和管制辅助决策工具的研制提供技术支持。

摘要： 本发明属于航迹运行的技术领域，特别涉及一种利用四维水平轨迹和垂直轨迹预测的方法完成的基于四维航迹运行的FMS航迹预测方法，所述方法的具体步骤为：S1)根据收到的飞机在所处航段飞行计划获得飞机计划段文件和计划点文件，S2)根据计划段文件，通过水平预测方法得到水平航迹的预测结果；通过垂直预测方法得到垂直航迹的预测结果；S3)根据S2)的预测结果，得到所处航段所的RNP值，完成该航段的精确飞行。由于采用上述技术方案，本发明的预测方法具有高精度的航迹预测能力，能够提高飞机运行效率，是飞机绿色安全飞行的有效保证。

摘要： 本发明公开了一种基于航迹融合和航迹预测的船舶避碰辅助决策方法及系统，该方法包括以下步骤：S1、获取船舶自动识别系统与雷达传输的船舶信息，并对其进行预处理得到船舶的位置、速度和方位信息；S2、对船舶的位置、速度和方位信息进行航迹关联和航迹融合；S3、根据航迹融合的结果对目标船进行航迹预测，并做出船舶碰撞危险评价、避让决策及目标船态势监测。本发明能够提高船舶航行数据来源的可靠性和稳定性，能够实时的、智能的监测船舶航行时的安全信息，避免船舶发生碰撞，且有助于船载设备的智能化和小型化，具有良好的实际应用价值。

摘要： 本申请提供了一种航迹预测方法、装置、预测设备以及计算可读存储介质，该方法包括：先通过预设的SVM回归模型对目标船舶的位置点信息进行回归拟合，得到目标船舶的候选预测目标点，然后再通过预设的知识图谱得到候选预测目标点之间的关联关系以及关联关系对应的关联值，根据关联值确定出目标船舶的预测目标点以及预测航迹。可见，本申请相对于现有技术来说，提高了航迹预测的精确度。

摘要： 课题在于，高精度地计算预测位置。解决手段在于，航迹预测装置(10)具备角速度计算部(30)、水平对地速度计算部(70)及预测位置计算部(80)。角速度计算部(30)对移动体的角速度进行计测或者计算。水平对地速度计算部(70)根据移动体的姿势角、对地去路及对地船速而计算水平对地速度。预测位置计算部(80)使用从当前时刻至预测目标时刻为止的时间和水平对地速度，若角速度超过转动检测阈值则使用角速度的积分运算来计算预测位置。

摘要： 本发明属于航迹运行的技术领域，特别涉及一种利用四维水平轨迹和垂直轨迹预测的方法完成的基于四维航迹运行的FMS航迹预测方法，所述方法的具体步骤为：S1)根据收到的飞机在所处航段飞行计划获得飞机计划段文件和计划点文件，S2)根据计划段文件，通过水平预测方法得到水平航迹的预测结果；通过垂直预测方法得到垂直航迹的预测结果；S3)根据S2)的预测结果，得到所处航段所的RNP值，完成该航段的精确飞行。由于采用上述技术方案，本发明的预测方法具有高精度的航迹预测能力，能够提高飞机运行效率，是飞机绿色安全飞行的有效保证。

摘要： 本发明公开了一种基于航迹融合和航迹预测的船舶避碰辅助决策方法及系统，该方法包括以下步骤：S1、获取船舶自动识别系统与雷达传输的船舶信息，并对其进行预处理得到船舶的位置、速度和方位信息；S2、对船舶的位置、速度和方位信息进行航迹关联和航迹融合；S3、根据航迹融合的结果对目标船进行航迹预测，并做出船舶碰撞危险评价、避让决策及目标船态势监测。本发明能够提高船舶航行数据来源的可靠性和稳定性，能够实时的、智能的监测船舶航行时的安全信息，避免船舶发生碰撞，且有助于船载设备的智能化和小型化，具有良好的实际应用价值。

摘要： 本申请提供了一种航迹预测方法、装置、预测设备以及计算可读存储介质，该方法包括：先通过预设的SVM回归模型对目标船舶的位置点信息进行回归拟合，得到目标船舶的候选预测目标点，然后再通过预设的知识图谱得到候选预测目标点之间的关联关系以及关联关系对应的关联值，根据关联值确定出目标船舶的预测目标点以及预测航迹。可见，本申请相对于现有技术来说，提高了航迹预测的精确度。