Correction and Optimization of 4D aircraft trajectories by sharing wind and temperature information
Correction et Optimisation de trajectoires d'avions 4D par partage des informations de vent et de température
Résumé
This thesis is related to air traffic management systems current changes. On the ground and in flight, trajectory calculation methods and available data differ. Wind and temperature are two ubiquitous parameters that are subject to and cause prediction bias. We propose a concept to limit this bias. Our "Wind and Temperature Networking" concept improves trajectory prediction, using wind and temperature information from neighboring aircraft. We detail the effects of temperature on the aircraft performances, allowing for temperature to be taken into account. The concept evaluation is done on 8000 flights. We discuss the calculation of optimal trajectories in the presence of predicted winds, to replace the current North Atlantic Tracks, and to provide optimized and robust groups of trajectories. The conclusion of this thesis presents other fields of wind sharing applications, and addresses the need for new telecommunications infrastructures and protocols.
Cette thèse s'inscrit dans l'amélioration de la gestion du trafic aérien. Le vent et la température sont deux paramètres omniprésents, subis, et à l'origine de nombreux biais de prédiction qui altèrent le suivi des trajectoires. Nous proposons une méthode pour limiter ces biais. Le concept "Wind and Température Networking" améliore la prédiction de trajectoire en utilisant le vent et la température mesurés par les avions voisins. Nous détaillons les effets de la température sur l'avion, permettant sa prise en compte. L'évaluation du concept est faite sur 8000 vols. Nous traitons du calcul de trajectoires optimales en présence de vent prédit, pour remplacer les actuelles routes de l'Atlantique Nord, et aboutir à des groupes de trajectoires optimisées et robustes. Dans la conclusion, nous présentons d'autres champs d'applications du partage de vents, et abordons les besoins en nouvelles infrastructures et protocoles de communication, nécessaires à la prise en compte de ce nouveau concept.
Mots clés
Wind networking
Temperature networking
Flight trajectories
Aircraft robust optimal trajectory
Trajectory prediction (aerospace
Trajectory optimisation (aerospace)
Aircraft navigation
Clustering algorithms
Wind estimation
Wind prediction
Temperature estimation
Temperature prediction
Wind information sharing
Temperature information sharing
Flight trajectories wind profiles
Flight trajectories temperature profiles
Driftdown calculations
Wind field estimations
Temperature field estimations
Partage d'informations de vent
Partage d'informations de température
Trajectoires d'avion
Trajectoires d'avion optimales et robustes
Prédiction de trajectoires (aéronautique)
Optimisation de trajectoires (aéronautique)
Navigation aérienne
Algorithmes de classification
Estimation de vent
Prédiction de vent
Estimation de température
Prédiction de température
Partage de vents
Partage de températures
Trajectoires d'avions et vents en altitude
Trajectoires d'avions et températures en altitude
Calcul de trajectoires d’urgence
Estimation de champs de vents
Estimation de champs de température
Domaines
Autre| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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