[发明专利]利用虚拟领航机进行空中交通管制系统及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及空中交通管制中的一种进行空中交通指挥调度的系统及其运行方法。

背景技术

随着世界经济一体化的速度加快，世界航空业得到了快速发展，目前采用的程序导航、雷达导航、自动相关监视等空中交通管制系统已满足不了当前人们对航空出行安全快捷的需求。我国繁忙机场经常因管制手段落后，不能充分发挥跑道效率，导致空中交通拥堵。国外发达国家机场也时有发生起飞、降落飞机进入该机型禁用跑道、地面提前开机在滑行道走走停停排队等待起飞、空中盘旋等待降落、空中或地面刮碰等现象。采用目前已有的空中管制手段已不能彻底避免上述事件发生。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术之不足，提供一种利用虚拟领航机进行空中交通管制系统及其运行方法，旨在减轻地面管制员及飞行员工作量，同时提高跑道单位时间放行能力、节省航油、保护环境。

本发明的基本思路是：在计算机的显示终端上，实时地显示由现有空中交通管制系统实时提供的本管制区域内所有飞机位置信息。同时根据每架飞机的飞行预案，为每架飞机配备一个虚拟领航机。虚拟领航机严格按照事先制定的飞行预案引领飞机飞行，每个定位周期都能对飞行姿态进行修正，引领飞机由管制区边缘经终端区、进近点、进入降落程序、滑出跑道、进入滑行道行至停机位。反之，该系统亦可根据跑道的占用情况推算出请求出港的飞机多长时间后可以开机，管制员根据系统提示下达开机命令后，由虚拟领航机按照预案引领飞机由停机位经滑行道到达预案指定的跑道，起飞后引领该飞机离开本管制区。当飞机当前实际位置与虚拟领航机位置发生偏移时，系统自动发出报警信号和提示信息，自动提示管制员向飞行员发出修正航向指令，或将该信息直接发送到该飞机的机载数据终端显示器上，由飞行员根据管制员下达的修正航向和速度的指令或根据机载数据终端显示器显示的偏差值修正飞机的位置。

本发明是这样实现的：

系统由现有空中管制系统提供的实际飞机当前位置信息数据输入接口、基础数据库及虚拟领航机领航单元组成。

首先需要建立必要的基础数据，主要包括三维电子地图或基本信息数据表、飞机分段运动数据数据库、飞机进出港过程预案数据库、任务进程数据表。

三维电子地图或基本信息数据表：用于建立和动态显示本管制区范围内的各种信息。包括建立管制区、终端区和进近区范围信息；建立机场跑道路径段信息并编号；各跑道对应的进入降落程序点位置、跑道起飞点位置等信息；建立运动路径段信息，即在三维电子地图上画出或在基本信息数据表上显示本管制区内所有航路和机场地面所有滑行道的路径，并按节点分段、编号，所有运动路径段编号都是唯一的，相邻的运动路径段相互连接；可动态显示管制区内的所有飞机的当前实际位置并自动数据标注等。三维电子地图三维坐标系使用经度、纬度和高度。在终端上显示时，使用二维平面坐标系，即经度和纬度，高度则通过目标不同的颜色来显示，从0至10000米使用红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色过渡来表示，以方便观看。在三维电子地图上显示实际飞机位置时，旁边同时数字标注该飞机的航班编号、飞机号、经度、纬度、高度等参数。

飞机分段运动数据库：用于保存各机型的飞机进出本管制区时，在各飞行段或滑行段的运动数据，即各航班、各机型在降落或起飞时，在本管制区内的空中、跑道及滑行道上，以秒为单位的每一相对时刻应处的位置，主要字段包括运动路径段编号、机型、相对时刻、对应经度、对应纬度、对应高度、特殊点标志等。特殊点标志为1表示跑道占用、特殊点标志为0表示未占用跑道(在空中飞行或在滑行道滑行)、特殊点标志为2表示该点为降落航班的进近点。飞行数据可通过飞行记录获得，并通过电子地图画图方式或基本信息数据表录入方式输入到数据库中。

飞机进出港过程预案数据库：用于建立和保存本管制区内所有飞机的运动过程预案。可通过电子地图画图方式或表格数据录入方式输入，主要字段包括：航班日期、航班编号、机型、进港或出港标志、计划进港或出港时间、使用跑道编号、所途径的运动路径段编号等。每建立一条飞机进出港过程预案记录，系统立即根据该预案修改任务进程数据表。进港或出港标志为1表示进港降落任务、为2表示出港起飞任务、为0表示过境无起降任务。