基于SVM的激光雷达飞机尾涡识别方法

王 玄，潘卫军，韩 帅，吴郑源

(中国民用航空飞行学院空中交通管理学院， 四川 广汉 618307)

飞机尾流是飞机升力的产物，它在机翼后方呈现漩涡的形式[1]，尾流也被称为飞机尾涡，能够在空中较为稳定的存在一段时间[2]。当后机遭遇尾流时，由于飞机周围空气状态发生变化，气动性能会受到影响，严重时可能会发生滚转、掉高度、失速等情况[3-4]。

对飞机尾流的研究是保障飞行安全的前提，研究飞机尾流的常用方法包括基于计算流体力学 (CFD)的数值模拟、风洞试验和实地探测等方法[5]。Hallock等[6]在英国希思罗机场进行飞机尾流探测实验时，发现大型飞机尾涡消散和小型飞机与在低雷诺数风洞试验中的结果存在差异。Harris等[7]对比风洞试验飞机尾涡数据与雷达实地探测数据，提出了一种用于比较不同数据源的飞机尾涡方法。国内专家学者对尾流也进行了一定研究，牛凤梁等使用W波段雷达对飞机尾涡进行探测和识别，通过建立雨滴受力微分方程，对飞机尾涡的雷达回波的多种特性进行了研究[8-11]。刘俊凯等研究了潮湿大气下的飞机尾涡特性和飞机尾涡提取方法，给出了基于矩阵恒虚警率的飞机尾涡追踪检测方法[12-18]。但是，这些研究没有考虑尾涡探测中实际存在的非均匀风场等因素，导致传统识别模型和实际探测到的飞机尾流数据不能很好的匹配。

本文使用多普勒激光雷达在国内多个机场进行实地探测，前期研究中提出了基于波形相似匹配的尾涡识别方法[19]、基于Alex和基于K最近邻的尾涡识别方法[20-21]，波形相似匹配方法和Alex卷积神经网络法对于静风情况下的尾涡有较好的识别效果，但在一定风的影响下，识别效果有限。……