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系統識別號 U0026-1307201513322300
論文名稱(中文) 以無線電結合地理資訊系統之機載動態追蹤自動回報監視
論文名稱(英文) Airborne Automatic Dependent Surveillance via Radio Communication by Integration with Geodetic Information System
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Aeronautics & Astronautics (on the job class)
學年度 103
學期 2
出版年 104
研究生(中文) 吳健明
研究生(英文) Chien-Ming Wu
學號 P47021082
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 76頁
口試委員 指導教授-林清一
口試委員-尤芳忞
口試委員-詹劭勳
中文關鍵字 地理資訊系統  全球定位系統  無線電傳輸  動態追蹤  自動回報監視 
英文關鍵字 GIS  GPS  radio communication  dynamic tracking  automatic dependent surveillance 
學科別分類
中文摘要 國際民用航空器透過傳統的二次雷達或現代的廣播式自動回報監視(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B)建立飛航管制服務機制。但軍用及公務航空器並未在其規範內,陸軍各航空基地內均無雷達設施,平日由航管人員以目視管制航線飛行,使用通信回報追蹤的方式,來記錄航機離開航線後的位置,因此每當能見度不佳,航管人員無法全程目視航空器,就容易發生空中接近事件。當發生飛安事件時,更無相關的飛航紀錄資料可協助調查。本研究以機載GPS接收器獲得衛星定位訊號,透過STM32F103微處理器將GPS及飛行數據整合,由機載XBee Pro 900Mhz無線電傳輸裝置,廣播回報至結合Google Earth的地理資訊系統(Geodetic Information System, GIS)之地面監控站,實現航機即時動態追蹤監視的目的。本系統使用的XBee Pro 900Mhz無線電傳輸,地面監控可達半徑10公里範圍內的航機即時動態,能有效掌握機場周邊所有航機的動態位置與空域管理,藉以輔助管制航機起飛、降落及飛行隔離。機載微處理器裝置及地面裝置均具備紀錄飛行資料的能力,達到黑盒子的功能,提升後續任務的飛航管理參考運用。
英文摘要 In this thesis, a XBee-Pro 900HP is selected for helicopter as data transponder to access position tracking for flight surveillance. The STM32F103 microprocessors is selected to deal with GPS and flight data automatic deliver to the ground control station for 10 km range. The ground control station uses Google Earth Geodetic Information System from airborne radio communication to achieve real-time dynamic aircraft tracking and surveillance. The airborne microprocessor device and the ground control station can both record flight data to achieve the black box data record function as a follow-up mission replay application.
論文目次 中文摘要.............................Ⅰ
英文摘要.............................Ⅱ
誌謝................................V
目錄................................VⅠ
圖目錄..............................X
表目錄...............................XⅠⅠⅠ
第一章 緒論..........................1
1.1 研究背景與動機....................1
1.2 研究目的.........................3
1.3 文獻回顧.........................4
1.3.1 即時監視功能應用................4
1.3.2 定位與圖資整合應用..............5
1.3.3 回報通訊應用...................7
1.4 研究範圍與限制...................10
1.5 研究流程........................10
1.6 論文大綱........................12
第二章 技術背景探討..................13
2.1 全球衛星定位系統.................13
2.1.1 GPS系統組成...................15
2.1.2 GPS基本定位原理................16
2.1.3 影響GPS定位精度的因素..........18
2.2 地理資訊系統.....................19
2.2.1 GIS基本概念...................19
2.2.2 GIS主要功能...................20
2.3 Google Earth....................21
2.4 飛航記錄器.......................23
2.5 某機場現況.......................27
2.5.1機場環境.......................27
2.5.2 助導航設施.....................30
2.5.2.1 無方向性無線電信標台..........30
2.5.2.2 太康導航.....................33
2.5.3 航機管制現況...................34
2.5.3.1 塔台值勤現況.................35
2.5.3.2 地面滑行階段.................36
2.5.3.3 航線飛行階段.................36
2.5.3.4 空域訓練階段.................38
2.5.4 噪音陳抗.......................39
2.6 小結.............................40
第三章 系統配置......................41
3.1 系統架構.........................41
3.2 實驗硬體架構.....................42
3.2.1 機載GPS模組....................45
3.2.2 MCU微處理器....................46
3.2.3 XBee-Pro 900HP無線傳輸模組......46
3.2.4 地面監控站.....................48
3.3 飛行管理系統介面及流程設計.........51
3.3.1 即時飛行資料...................54
3.3.2 航機即時監控...................55
3.3.3 無線模組連線設定...............56
3.4 U-Center........................57
3.5 小結............................58
第四章 系統測試與實驗成果分析..........59
4.1 系統測試環境.....................59
4.2 系統展示與實驗...................60
4.2.1 飛行管理系統設定................62
4.2.2 航線飛行監控...................63
4.2.3 Google Earth 3D即時監控........65
4.2.4 飛行航跡紀錄...................67
4.2.5 飛航資料動態播放................70
4.3 實驗結果分析.....................70
4.4 小結............................71
第五章 結論..........................72
參考文獻.............................74
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