[发明专利]一种基于飞行器航迹预测的空域冲突检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于飞行器航迹预测的空域冲突检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，将待分配空域资源离散划分为若干“立体小方块”，“立体小方块”体积大小等于飞行器安全间隔空间大小，构建空域资源模型；

所述步骤S1具体为：

将待离散划分的空域资源定义为Q，空域资源边界面集合定义为L：L＝{l₁,l₂,...,l_i}，利用空域资源边界面L对空域资源Q进行分割，得到Q＝{q₁,q₂,...,q_i}，其中q_i表示“立方体空域小方块”，即为飞行器安全间隔空间大小；

S2，利用petri网理论知识对飞行器在空域资源模型中的运行过程进行建模，构建空域资源运行模型；

S3，根据飞行器飞行计划、历史飞行航迹、气象条件以及飞行器性能，对各飞行器在空域资源运行模型中的飞行航迹进行预测，预测出各飞行器所占用的“立体小方块”以及占用时间；所述步骤S3具体为：

根据飞行器飞行计划，获取飞行器类型、飞行起始时间、终止时间、飞行起始地点信息，结合空域资源划分信息，确定飞行器初始占用空域资源q_k，结合历史飞行航迹、气象条件以及飞行器性能，确定飞行器初始飞行速度v_k以及在初始占用空域资源q_k中的飞行路径l_k，进而预测出飞行器经过的空域资源航迹为Q_x＝{q_kx,q_mx,...,q_nx}，飞行路径为L_x＝{l_kx,l_mx,...,l_nx}，各空域资源飞行速度V_x＝{v_kx,v_mx,...,v_nx}以及占用这些空域资源的时间为H_x＝{h_kx,h_mx…h_nx}；

S4，根据空域冲突判定规则和检测算法，推导出存在空域资源使用冲突的飞行器，以及空域资源冲突区域；步骤S4中所述的判定规则为：

针对某一空域资源q_k，飞行器a进入该空域资源的时刻为τ_a，在该空域资源中飞行时间为h_ka，则飞行器a在空域资源q_k中得时间窗口为[τ_a,τ_a+h_ka]；当且仅当下列条件同时满足，飞行器a,b在空域资源上存在使用冲突：

(1)

(2)

2.根据权利要求1所述的一种基于飞行器航迹预测的空域冲突检测方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下内容：

1)定义空域资源运行模型

空域资源运行模型petri网模型定义为其中，P为库所集合，P＝{p₁,p₂,...,p_i}；T为变迁集合，T＝{t₁,t₂,...,t_i}；Pre表示为T×P的流关系，其权重为w_pre；Post表示为P×T的流关系，其权重为w_post；m为状态标识，反映飞行器在空域资源中的分布姿态，m(p_i)表示空域资源是否占用的标识；为库所每次被标识应持续的时间函数，其中H＝(h₁,h₂,...,h_i)为持续时间集合，反应飞行器占用空域时间；

2)定义库所映射

空域资源Q到库所集合P的映射为δ:映射规则为：空域资源q_i经映射对应的库所为p_i；

3)定义变迁映射

飞行器经过空域资源边界时间集合C到变迁集合T的映射为：λ:映射规则为：飞行器经过空域边界l_i经映射对应的变迁为t_i。