[发明专利]基于ADS-B的防撞检测方法

权利要求书

1.基于ADS-B的防撞检测方法，其特征在于，包括依次进行的以下步骤：

步骤1、建立一个三层球体保护区，其中，三层球体保护区以本机为中心，由内至外依次为冲突区域、保护区域及监视区域；

步骤2、获取本机和入侵至三层球体保护区的入侵飞机的飞行数据；

步骤3、分析本机与入侵至三层球体保护区的入侵飞机的飞行趋势，若两机为远离飞行或静止飞行，则不再进行碰撞分析，若两机为接近飞行，则进入下一步骤；

步骤4、根据水平方向航向位置关系和航向角判断本机与入侵飞机是否存在碰撞的危险，若不存在则不再进行碰撞分析，若存在则进入下一步骤；

步骤5、根据两机前一时刻的飞行数据和此刻的飞行数据构建飞行轨迹公式，通过两机的飞行轨迹公式计算两机的最接近距离，如果最接近距离大于本机冲突区域的半径，则判定两机不会发生碰撞，否则判定两机具有发送碰撞的危险，立即发出告警信息；

所述步骤2中获取的飞行数据包括飞机在WGS-84坐标系下的地理位置、飞机的速度、飞机的航向角及飞机的俯仰角；其中，本机的信息包括(x1，y1，h1，V1，ω1，θ)，x1、y1、h1为本机在WGS-84坐标系下的地理位置，V1为本机的速度，ω1为本机此时的航向角，θ1为本机的俯仰角；入侵飞机的信息包括(x2，y2，h2，V2，ω2，θ)，x2、y2、h2为入侵飞机在WGS-84坐标系下的地理位置，V2为入侵飞机的速度，ω2为入侵飞机此时的航向角，θ2为入侵飞机的俯仰角；

所述步骤4进行碰撞分析具体包括以下步骤：

根据两机在水平上的坐标结合航向得出入侵飞机相对于本机的位置关系：左前侧、左后侧、右前侧、右后侧；

当入侵飞机在本机右前侧时，ω1与ω2关系为ω₂∈(ω₁，ω₁+π)时两机不会发生碰撞；当入侵飞机在本机右后侧时，ω1与ω2关系为时两机不会发生碰撞；当入侵飞机在本机左前侧时，ω1与ω2关系为ω₂∈(ω₁+π，ω₁+2π)时两机不会发生碰撞；当入侵飞机在本机左后侧时，ω1与ω2关系为时两机不会发生碰撞；当入侵飞机在相应的位置上航向角不满足上述四种包含关系时，则判定两机具有碰撞的危险；

所述步骤5中本机前一时刻的飞行数据点为(x1_t-1，y1_t-1，h1_t-1)，此时刻的飞行数据点为(x1_t，y1_t，h1_t)，构建的本机的飞行轨迹为：

入侵飞机前一时刻的飞行数据点为(x2_t-1，y2_t-1，h2_t-1)，此时刻的飞行数据点为(x2_t，y2_t，h2_t)，构建的入侵飞机的飞行轨迹为：

结合本机的飞行轨迹和入侵飞机的飞行轨迹采用以下公式计算两机最接近距离：

式中，v₁＝(x1_t-x1_t-1，y1_t-y1_t-1，h1_t-h1_t-1)，v₂＝(x2_t-x2_t-1，y2_t-y2_t-1，h2_t-h2_t-1)，M₁＝(x1_t，y1_t，h1_t)，M₂＝(x2_t，y2_t，h2_t)；

计算最接近距离d与本机的冲突区域半径R_CAZ差值，计算公式为：

S₂＝d-R_CAZ

若S₂＞0则表示两机不会相撞，若S₂＜＝0表示两机的最接近距离小于或等于本机的冲突区域的半径，则两机具有碰撞的危险，立即发出告警信息。