專利名稱：一種基于雷達(dá)航跡的偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于雷達(dá)航跡的偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)方法，具體地涉及一種基于雷達(dá)航跡信息的航班偏航狀態(tài)判斷、修正計(jì)劃航路航路點(diǎn)過點(diǎn)時(shí)間的方法。
背景技術(shù)：
目前我國的空中交通流量管理服務(wù)一直處于滯后、低效的狀態(tài)，與高速增長的空中交通流量之間的矛盾日益突出，需要建立一套科學(xué)有效的空中交通流量管理體系以對(duì)空中交通流量進(jìn)行科學(xué)管理，而進(jìn)行流量管理的前提和基礎(chǔ)就是需要對(duì)空中交通的實(shí)際狀況、以及流量的分布與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)。目前國內(nèi)的航跡推測(cè)方法主要針對(duì)航空器在計(jì)劃航路上正常飛行的情況進(jìn)行過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)，并由此預(yù)測(cè)計(jì)劃航路上的飛行流量。但是如果航空器由于特殊情況(如雷達(dá)引導(dǎo))在部分時(shí)間內(nèi)偏離了計(jì)劃航路，上述方法將無法預(yù)測(cè)航空器的過點(diǎn)時(shí)間，因而導(dǎo)致 預(yù)測(cè)飛行流量時(shí)出現(xiàn)誤差，不利于制定科學(xué)的飛行流量管理措施。因此，解決偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)問題對(duì)于提高航跡預(yù)測(cè)的精度并提高飛行流量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于雷達(dá)航跡的偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這種基于雷達(dá)航跡的偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)方法包括以下步驟(1)根據(jù)航班的計(jì)劃航跡信息和雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)，識(shí)別航班是否偏航；(2)識(shí)別偏航航班飛行的目標(biāo)航路點(diǎn)，預(yù)測(cè)目標(biāo)航路點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間；(3)識(shí)別偏航航班旁經(jīng)的計(jì)劃航路點(diǎn)，預(yù)測(cè)旁經(jīng)航路點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間。該方法利用正射投影將偏航航班旁經(jīng)的原計(jì)劃航路上的航路點(diǎn)映射到雷達(dá)航跡上，通過預(yù)測(cè)映射點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間近似得到原計(jì)劃航路點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間，彌補(bǔ)了國內(nèi)航跡預(yù)測(cè)方法中對(duì)偏航航班航跡預(yù)測(cè)的空白。


圖I為本發(fā)明的核心原理圖；圖2為識(shí)別偏航航班流程圖；圖3為識(shí)別并預(yù)測(cè)偏航航班飛行目標(biāo)航路點(diǎn)過點(diǎn)時(shí)間流程圖；圖4為識(shí)別并預(yù)測(cè)偏航航班旁經(jīng)的計(jì)劃航路點(diǎn)過點(diǎn)時(shí)間流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖I為本發(fā)明的核心原理圖。這種基于雷達(dá)航跡的偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)方法包括以下步驟(I)根據(jù)航班的計(jì)劃航跡信息和雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)，識(shí)別航班是否偏航；(2)識(shí)別偏航航班飛行的目標(biāo)航路點(diǎn)，預(yù)測(cè)目標(biāo)航路點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間；(3)識(shí)別偏航航班旁經(jīng)的計(jì)劃航路點(diǎn)，預(yù)測(cè)旁經(jīng)航路點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間。圖2為步驟(I)的流程圖。所述步驟(I)包括以下分步驟(1. I)讀取航班計(jì)劃航跡起點(diǎn)到終點(diǎn)之間每相鄰兩航路點(diǎn)連成的航線段集合ILpL2,…LJ ；(1.2)計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R在各航線段(LijL2, -LJ的正射投影(RijR2, -RJ ；(1.3)若(LijL2, ...Lj中存在航線段Li和其雷達(dá)航跡正射投影Ri,使得以下三個(gè)條件同時(shí)成立，則航班未發(fā)生偏航，否則航班發(fā)生偏航正射投影Ri落在Li的中心線上(非延長線上)；雷達(dá)航跡點(diǎn)R與正射投影Ri之間的距離RRi ( Li半寬A的磁方位角與雷達(dá)航跡點(diǎn)R的航向相同。圖3為步驟⑵的流程圖。所述步驟⑵包含以下分步驟(2. I)讀取航班計(jì)劃航跡包含的航路點(diǎn)集合(P1, P2,…PJ ； (2. 2)計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R與(P1, P2,…PJ連線的磁方位角{ 0 p 0 2，…0 J ; (2. 3)若存在一個(gè)航路點(diǎn)Pi使得RPj連線的磁方位角0 j與雷達(dá)航跡點(diǎn)R的航向相同，則Pj為航班飛行的目標(biāo)航路點(diǎn)，記為PDe;st ； (2. 4)讀取雷達(dá)航跡點(diǎn)R的速度\ ； (2. 5)讀取基于歷史航跡數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的目標(biāo)航路點(diǎn)Pltest的經(jīng)驗(yàn)速度Vltest ； (2. 6) 計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R與目標(biāo)航路點(diǎn)Pllest的平均速度f = Vr+卜；(2. 7)計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R與目標(biāo)航路點(diǎn)PDe;st之間的距離L ； (2. 8)計(jì)算航班從雷達(dá)航跡點(diǎn)R飛到目標(biāo)航路點(diǎn)Pltest所需的時(shí)間& = 4 ; (2. 9)計(jì)算航班目標(biāo)航路點(diǎn)Pllest的過點(diǎn)時(shí)間^ =T +Af，其中^為雷達(dá)
V^Dest，%標(biāo)
航跡點(diǎn)R的時(shí)標(biāo)。圖4為步驟(3)的流程圖。所述步驟(3)包含以下分步驟(3. I)讀取航班計(jì)劃航跡包含的航路點(diǎn)集合{ 1，？2，吣匕-1，？1)#}，其中？!)@為步驟⑵中識(shí)別的飛行目標(biāo)航路點(diǎn)；(3.2)初始化計(jì)劃航跡上的旁經(jīng)航路點(diǎn)集合FlyBy =??；(3. 3)分別計(jì)算航路點(diǎn)(P1, P2，…Pj-J在雷達(dá)航跡點(diǎn)R與目標(biāo)航路點(diǎn)Pllest連線上的正射投影{P' 1,P/ 2，…P' J-J ； (3. 4)對(duì)任意航路點(diǎn)Pm e (P1, P2,"十^}，若P' m的正射投影點(diǎn)P' m在雷達(dá)航跡點(diǎn)R與目標(biāo)航路點(diǎn)PDest的連線上(非延長線上)，則Pm為計(jì)劃航跡上偏航航班旁經(jīng)的航路點(diǎn)，將其正射投影點(diǎn)P' >加入集合FlyBy ; (3. 5)若FlyBy關(guān)(^，對(duì)其中任意元素P' mEFlyBy，依次按步驟(3. 6)-(3. 9)計(jì)算；(3. 6)讀取雷達(dá)航跡點(diǎn)R的速度Vk ； (3. 7)讀取基于歷史航跡數(shù)據(jù)
統(tǒng)計(jì)的P' 的經(jīng)驗(yàn)速度; (3.8)計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R與P' u之間的平均速度f = Mk;
(3.9)計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R與P' m之間的距離L;(3.10)計(jì)算航班從雷達(dá)航跡點(diǎn)R飛到P' m
所需的時(shí)間A/ = 4;(3. 11)計(jì)算P' 的過點(diǎn)時(shí)間r =T +^P1 對(duì)應(yīng)的原計(jì)劃航跡上
Vp ~標(biāo)
的旁經(jīng)航路點(diǎn)Pm的過點(diǎn)時(shí)間近似視為=Tpm，其中Alts為雷達(dá)航跡點(diǎn)R的時(shí)標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種基于雷達(dá)航跡的偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)根據(jù)航班的計(jì)劃航跡信息和雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)，識(shí)別航班是否偏航； (2)識(shí)別偏航航班飛行的目標(biāo)航路點(diǎn),預(yù)測(cè)目標(biāo)航路點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間； (3)識(shí)別偏航航班旁經(jīng)的計(jì)劃航路點(diǎn)，預(yù)測(cè)旁經(jīng)航路點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于雷達(dá)航跡的偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(I)包括以下分步驟 (I. D讀取航班計(jì)劃航跡起點(diǎn)到終點(diǎn)之間每相鄰兩航路點(diǎn)連成的航線段集合IL1,L2, ---Lj ； (1.2)計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R在各航線段ILnL2,…LJ的正射投影{R1;R2，-Rj； (1.3)若ILnL2,…LJ中存在航線段Li和其雷達(dá)航跡正射投影Ri,使得以下三個(gè)條件同時(shí)成立，則航班未發(fā)生偏航，否則航班發(fā)生偏航正射投影Ri落在Li的中心線上(非延長線上)；雷達(dá)航跡點(diǎn)R與正射投影Ri之間的距離RRi ( Li半寬A的磁方位角與雷達(dá)航跡點(diǎn)R的航向相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于雷達(dá)航跡的偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(2)包括以下分步驟 (2. I)讀取航班計(jì)劃航跡包含的航路點(diǎn)集合{P1;P2，…PJ ； (2.2)計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R與{P1;P2，…PJ連線的磁方位角P1,θ2, ... 0J ； (2. 3)若存在一個(gè)航路點(diǎn)P」使得RP^連線的磁方位角Θ i與雷達(dá)航跡點(diǎn)R的航向相同，則Pj為航班飛行的目標(biāo)航路點(diǎn)，記為PDe;st ； (2. 4)讀取雷達(dá)航跡點(diǎn)R的速度Vk ； (2. 5)讀取基于歷史航跡數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的目標(biāo)航路點(diǎn)Pllest的經(jīng)驗(yàn)速度Vltest ； (2. 6)計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R與目標(biāo)航路點(diǎn)Pllest的平均速度P =; (2. 7)計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R與目標(biāo)航路點(diǎn)Pllest之間的距離L ； (2. 8)計(jì)算航班從雷達(dá)航跡點(diǎn)R飛到目標(biāo)航路點(diǎn)Pllest所需的時(shí)間Δ = 4 ; V (2. 9)計(jì)算航班目標(biāo)航路點(diǎn)Pltest的過點(diǎn)時(shí)間Cdcs, = +At，其中7^#為雷達(dá)航跡點(diǎn)R的時(shí)標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于雷達(dá)航跡的偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟(3)包括以下分步驟 (3. I)讀取航班計(jì)劃航跡包含的航路點(diǎn)集合{P1;P2，…Pj^PllesJ，其中Pltest為步驟(2)中識(shí)別的飛行目標(biāo)航路點(diǎn)； (3.2)初始化計(jì)劃航跡上的旁經(jīng)航路點(diǎn)集合FlyBy= Φ ； (3. 3)分別計(jì)算航路點(diǎn){P1;P2，…PjJ在雷達(dá)航跡點(diǎn)R與目標(biāo)航路點(diǎn)Pllest連線上的正射投影{P' W 2，…F J^1I ； (3. 4)對(duì)任意航路點(diǎn)Pm e (PijP2,…PjJ，若Pm的正射投影點(diǎn)P! m在雷達(dá)航跡點(diǎn)R與目標(biāo)航路點(diǎn)PDest的連線上(非延長線上)，則Pm為計(jì)劃航跡上偏航航班旁經(jīng)的航路點(diǎn)，將其正射投影點(diǎn)P' m加入集合FlyBy ； (3.5)若FlyBy古Φ，對(duì)其中任意元素P' m e FlyBy，依次按步驟(3.6)-(3.9)計(jì)算；(3. 6)讀取雷達(dá)航跡點(diǎn)R的速度Vk ； (3. 7)讀取基于歷史航跡數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的P' m的經(jīng)驗(yàn)速度*· (3.8)計(jì)算雷達(dá)航跡點(diǎn)R與P' 間的平均速度
全文摘要
一種基于雷達(dá)航跡的偏航航班過點(diǎn)時(shí)間預(yù)測(cè)方法包括以下步驟(1)根據(jù)航班的計(jì)劃航跡信息和雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)，識(shí)別航班是否偏航；(2)識(shí)別偏航航班飛行的目標(biāo)航路點(diǎn)，預(yù)測(cè)目標(biāo)航路點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間；(3)識(shí)別偏航航班旁經(jīng)的計(jì)劃航路點(diǎn)，預(yù)測(cè)旁經(jīng)航路點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間。該方法利用正射投影將偏航航班旁經(jīng)的原計(jì)劃航路上的航路點(diǎn)映射到雷達(dá)航跡上，通過預(yù)測(cè)映射點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間近似得到原計(jì)劃航路點(diǎn)的過點(diǎn)時(shí)間，彌補(bǔ)了國內(nèi)航跡預(yù)測(cè)方法中對(duì)偏航航班航跡預(yù)測(cè)的空白。
文檔編號(hào)G08G5/00GK102819966SQ201210330999
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者彭瑛, 胡明華, 謝華, 張穎, 李 杰, 許俐, 顧欣 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)