Altitude Estimation from Flight Data Recorder Data by Fuzzy Logic Method

Year 2019, Special Issue 2019, 171 - 176, 31.10.2019

Sancak Demiryürek Mustagime Tülin Yıldırım

https://doi.org/10.31590/ejosat.637780

Cited By: 1

Abstract

Altitude information is one of the basic elements of flight safety for an aircraft. Altimeter is used to provide informatiopn by pilots as one of the basic flight insturments in order to cruise within flight safe limits. This case emphasizes the impotance of flight accidents happened due to altimetre that are welded. In order to obtain altitude information from aircraft Pilot-Static system and air data computer is needed. The aircraft altimeter is basically a barometer which measures the height with upon sea level. Some destructive factors and geographical factors in the layers of the atmosphere that consists of measurements due to deviations in altitude. The altimeter with its all back-up system is affected in the case of disruptive factor that is why it is needed to have an alternative system for the flight safety. The purpose of this study is to obtain access parameters using time domain that are acceleration data gained from different altimeter sytem and not affected by disruptive factors. Emergency acceleration data fed by the electrical system of these parameters, which are not affected by external destructive elements, do not require system calibration and maintenance supplied from the accelerometer. Another Fuzzy Logic, which is a parameter, is not affected by external causes in time domain defined as the input to the system. In the proposed study, two-input one-output Fuzzy Logic can be generalized by using the method-type and the Gaussian function with the performance comparison have been conducted according to the results that are gained from the study. As a result of benchmarking, the Generalized Bell function of the type of the Gaussian function showed better performance than observed. The altitude of the Gaussian function can be Generalized by the function that generated the type of knowledge produced that are based on the information of altitude is 95%, it is observed that fewer errors are made. The advantage of the proposed method, the correction parameters used in the Air Data Computer, without the need to Pitot-Static system faults in air and geographical elements that have created the destructive effects are not affected by the opposition of the flight data recorder altitude estimated from the data with which an alternative method of Fuzzy Logic System, so ultimate aim is to have an alternative sytem and calculation perspective for altitude estimation.

Keywords

Altitude estimation, fuzzy logic, flight data recorder, altimeter

Uçuş Veri Kaydedicisi Verilerinden Bulanik Mantik Yöntemi ile İrtifa Tahmini

Abstract

İrtifa
bilgisi uçaklar için emniyetli uçuşun temel unsurlarından birisidir. Uçuşun
güvenli seviyede seyredebilmesi için altimetre pilotlara bilgi sağlayan temel
uçuş aletlerinden birisi olarak kullanılmaktadır. Altimetre kaynaklı daha önceleri
meydana gelen uçak kazaları bu durumun önemini ortaya koymaktadır. İrtifa
bilgilerini elde edebilmek için uçaklarda Pitot-Statik Sistem ve Hava Veri
Bilgisayarına ihtiyaç duyulur. Temelde bir baromere olan altimetre uçağın deniz seviyesinden
yüksekliğini ölçmektedir. Atmosfer katmanındaki bazı bozucu etmenlerle birlikte
coğrafik etkilerden dolayı irtifa ölçümlerinde sapmalar oluşmaktadır. Altimetre
sistemi herhangi bir bozucu etken karşısında tüm yedek sistemleriyle birlikte
etkilendiğinden emniyetli uçuş için alternatif bir sisteme ihtiyaç duyulmaktadır.
Bu çalışmada amaç bozucu unsurlardan
etkilenmeyen, altimetreden ayrı bir sistemden alınan ivme verilerini, zaman domeni
kullanarak giriş parametreleri elde etmektir. Bu parametrelerden ivme verisi
acil durum elektrik sisteminden beslenen, dış bozucu unsurlardan etkilenmeyen,
kalibrasyon ve bakım gerektirmeyen ivme ölçer sisteminden temin edilmektedir.
Bir başka dış sebeplerden etkilenmeyen parametre olan zaman domeni de bulanık
mantık sistemine giriş olarak tanımlanmıştır. Önerilen çalışmada iki
girişli bir çıkışlı bulanık mantık yöntemi kullanılarak Genelleştirilmiş Çan
Tipi ve Gauss Fonksiyonu ile irtifa tahmini yapılmış, elde edilen sonuçlara
göre performans kıyaslaması gerçekleştirilmiştir. Kıyaslama neticesinde Gauss
fonksiyonunun Genelleştirilmiş çan tipi fonksiyonuna göre daha iyi performans
gösterdiği gözlemlenmiştir. Gauss fonksiyonunun üretmiş olduğu irtifa bilgisi
Genelleştirilmiş çan tipi fonksiyonunun üretmiş olduğu irtifa bilgisine göre
%95 daha az hata çıkardığı gözlemlenmiştir. Önerilen yöntemin avantajı, Hava Veri Bilgisayarında kullanılan düzeltme
parametrelerine gerek kalmaksızın, Pitot-Statik Sistemde oluşacak arızalardan
ve coğrafi etkilerle birlikte hava muhalefetinin oluşturmuş olduğu bozucu
unsurlardan etkilenmeyen; uçuş veri kaydedicisi verilerinden bulanık mantık
yöntemi ile irtifa tahmini yapan alternetif bir sistem ve hesaplama mantığı
getirmesidir.

Keywords

İrtifa tahmini, bulanık mantık, , uçuş veri kaydedicisi, altimetre

References

• EASA, 2016. TTS – Total Training Support Modüle 5.1 Volume 1 Elektronic Instrument Systems, Total Training Support Ltd, s 1-6.
• EASA, 2016. TTS – Total Training Support Modüle 11.5 Volume 2 Instrument/ Avionic Systems, Total Training Support Ltd s71-126. "atmospheric pressure." Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopædia Britannica, 2011.
• Collinson, R.P.G., Introduction to Avionics, Chapman &Hall London, 1997,s 16 – 56.
• Anderson, J. D., 2005. Introduction to Flight. McGraw-Hill, Fifth Edition, 1041 s.
• Kayton, M., Fried, W. R., 1997. Avionics Navigation Systems. John Wiley & Sons, Inc., Second Edition, 800 s.
• Grigorie, T.I., Dinca, L., Corcau, J.I., Grigorie, O., “Aircrafts' Altitude Measurement Using Pressure İnformation: Barometric Altitude and Density Altitude”, WSEAS Transactions on Circuits and Systems, 9(7): 502-513, 2010.