[发明专利]基于区块链技术架构的UAM四维航迹分享和管理方法

说明书

本发明公开了基于区块链技术架构的UAM四维航迹分享和管理方法，包括区块链技术架构，区块链技术架构由UAM飞行器节点、信息服务系统节点和空中交通管制部门节点组成，任一节点需要凭借唯一识别码注册上链。所有节点按特定权限获得区块链CA的批准，不同节点间的信息交互以区块链账本形式记录在区块链技术架构上。区块链技术架构用于UAM四维航迹分享和管理，其分享和管理方法包括如下步骤：S1、获取第一信息，生成初始四维航迹；S2、实时更新管制信息和服务信息，得到第二信息；S3、验证后确定最终的四维航迹。本发明解决了四维航迹信息管理中分享与保密的问题、不可篡改和可追溯性问题以及数据的可信互通的问题，降低了系统复杂度。

技术领域

本发明涉及空中交通管理技术领域，尤其涉及基于区块链技术架构的UAM四维航迹分享和管理方法。

背景技术

城市空中交通（UAM, Urban Air Mobility），是指通过无人/有人机在空中运送人员和货物的城市交通系统。该系统普遍采用新能源作为UAM飞行器动力，能够为城市交通提供“三维立体交通”的解决方案。通过设置不同的短距/垂直起降场实现“端到端”的不同节点间物流运输和客运飞行。

然而当前的空域通信（例如，当飞机向最近的对等机广播其位置时；或者当它接收到来自 ATM 控制器的命令时）不能更改以启用私人通信（即，没有实施机制来确保定向/隔离通信），通讯可以被窃听。因此，应将隐私与数据本身（例如加密）一起考虑。

在数据和用户隐私方面，空中交通管理局仍然主张不向匿名飞机提供 ATC（AirTraffic Control）和 ATM （Air Traffic Management）服务。因此，迫切需要找到一种在用户隐私和数据可追溯性之间进行权衡的机制。

综上所述，现有飞行计划过程存在以下两个主要缺点：

1) 飞行计划不一致。网络越大，就越难以在其中保持对特定飞行计划的一致看法。因此，需要实施一种机制，以在对等网络中实现快速、安全的更新及其记录。

2）新系统导致的隐私泄露。新开发的组件（例如 ADS-B系统）不一定包含隐私保护和安全功能。事实上，飞行数据目前不被视为机密数据。然而，它们高度敏感，在某些情况下，对操作和操作人员的安全至关重要。因此，它们对恶意对手变得更有价值，更容易成为目标并导致严重的安全漏洞。作为以安全为保障流程的一部分，我们需要定义和应用一个额外的安全层来保护航空数据并通过现有的通信协议确保它们的共享。

发明内容

本发明的目的是提供一种区块链技术架构，可以提高UAM飞行器飞行计划的效率和安全性。去中心化是提高性能和提高安全性的关键，这样可以防止通过入侵中央机构而劫持整个系统，同时也不能将系统所代表的高价值资产作为抢劫目标。此外，通过分布式数据存储和计算，消除了与单点故障相关的所有风险，例如服务和数据的不可用、飞行计划的更改、记录信息的泄露。

本发明的另一目的是提供一个基于区块链技术架构的UAM四维航迹分享和管理方法，由于ATC 和 ATM 物理基础设施不能更改。因此，本发明并非旨在为整个物理系统提出新的架构，而是一种通信协议，允许以低调的方式记录航空数据，同时保证系统及其参与者的安全和保障。本发明将航空数据的保护范围设定为四维航迹的管理，即飞行计划的管理（提交、验证和记录）。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

基于区块链技术架构的UAM四维航迹分享和管理方法，包括区块链技术架构，所述区块链技术架构由UAM飞行器节点、信息服务系统节点和空中交通管制部门节点组成，任一节点需要凭借唯一识别码注册上链；