[发明专利]基于4D航迹和雷达数据的中期空中交通冲突探测方法

摘要

基于4D航迹和雷达数据的中期空中交通冲突探测方法涉及空中交通管制自动化。将精确4D航迹数据、实时雷达数据投影到空中交通管制系统的显示平面，根据精确4D航迹数据和实时雷达数据，对每一航空器对进行过滤处理，排除未来30分钟内没有可能与其他航空器发生冲突的航空器；然后对有潜在冲突的航空器对进行重点探测，根据两架飞行器的垂直间隔和时间间隔，利用坐标转换计算出航空器对的相对速度和相对位置的协方差，再计算出在t时刻预测位置间隔小于安全间隔的概率，得出探测报告。本发明弥补长期和短期冲突探测的缺点，将长期、中期和短期冲突探测结合起来保证飞行安全。进行一次冲突探测平均耗时约为0.028秒，具有较强的实时性。

主权项

一种基于4D航迹和雷达数据的中期空中交通冲突探测方法，其特征在于：将精确4D航迹数据、实时雷达数据投影到空中交通管制系统的显示平面，根据精确4D航迹数据和实时雷达数据，对每一航空器对进行过滤处理，排除未来30分钟内没有可能与其他航空器发生冲突的航空器；然后对有潜在冲突的航空器对进行重点探测，根据两架飞行器的垂直间隔和时间间隔，利用坐标转换计算出航空器对的相对速度和相对位置的协方差，再计算出在t时刻预测位置间隔小于安全间隔的概率，得出是否存在冲突的探测结果；本方法包括如下步骤：第一步：通过飞行数据处理和精确4D航迹处理获得每一飞行计划的精确4D航迹信息，将4D航迹投影到空中交通管制系统的显示平面；第二步：通过导航监视系统获得每一航空器的实时雷达数据，特别是空中位置参数，将其位置投影到空中交通管制系统的显示平面；第三步：根据精确4D航迹信息和实时雷达航迹数据，对每一航空器进行简单过滤处理，排除未来30分钟内没有可能与其他航空器发生冲突的航空器；第四步：根据位置关系，选择有潜在冲突的航空器对；第五步：根据精确四维航迹，计算未来30分钟内两架航空器间距最小的时刻以及两架航空器各自的位置；第六步：对航空器对进行从航向坐标系到惯性坐标系的坐标系转换；第七步：利用从航向坐标系到惯性坐标系转换计算出航空器对的相对速度和相对位置的协方差；第八步：分别计算航空器对在水平方向和垂直方向上的冲突概率；第九步：计算航空器对的冲突概率，并判断未来30分钟内是否存在冲突。