[发明专利]基于STP模型的大型无人机碰撞概率计算方法

权利要求书

1.一种基于STP模型的大型无人机碰撞概率计算方法，其特征在于，其包括如下步骤：

(1)根据飞行意图构建椭圆STP模型：以计划路径为椭圆STP模型的长半轴，以与计划路径成垂直关系的路径为椭圆STP模型的短半轴；

(2)将自由飞行下的三维相关性随机微分方程与椭圆STP模型相结合，计算椭圆STP模型的短半轴和长半轴；

其中，b为椭圆STP模型的短半轴长度；x_n为模型设为起点的X轴坐标，x_n+1为椭圆上除半轴坐标的其他任意一点的x坐标；y_n为模型设为起点的Y轴坐标，y_n+1为椭圆上除半轴坐标的其他任意一点的y坐标；t为在可达域内一点的时间，t_j为到达过去椭圆圆心的时间；a为椭圆STP模型的长半轴长度；为在此时间段的平均速度；x_a(t)为t时刻在X轴椭圆上一点的坐标；

(3)计算椭圆STP模型可达域面积；

其中，S可达域为可达域的面积；f_B(x)为可达域函数表达式；b为椭圆STP模型的短半轴长度；x_n为模型设为起点的X轴坐标；y_n为模型设为起点的Y轴坐标；a为椭圆STP模型的长半轴长度；

(4)计算椭圆STP模型的碰撞概率值；

当时，未来椭圆与过去椭圆相交，其上下界为：

椭圆的基本参数可得：

飞机在t时刻到达(x,y,)的概率为：

其中，为的概率密度函数；

为的概率密度函数；

为的概率密度函数；

为椭圆STP模型x坐标轴上下界累计密度函数的差值；

为椭圆STP模型y坐标轴上下界累计密度函数的差值；

为椭圆STP模型z坐标轴上下界累计密度函数的差值；

用EP来表示飞机在两架飞机时空可达域交汇点的暴露概率，STPCS是时空交汇点两个飞机的可达域，则A机与B机的EPs如下：

用Dh表示两架飞机之间的最小间距水准，CP表示对两架飞机之间发出冲突的风险进行评估；

可得：

可得：

参考飞机与其他飞机的航路重合概率：

多机冲突概率：

多机相遇概率：