通航空中沖突檢測(cè)方法、裝置和通用航空器的制造方法

通航空中沖突檢測(cè)方法、裝置和通用航空器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種通航空中沖突檢測(cè)方法，首先，獲取本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，以及獲取他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置；然后，根據(jù)本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；最后根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)本機(jī)與他機(jī)是否存在沖突。本發(fā)明采用航向角、轉(zhuǎn)彎速率等參數(shù)進(jìn)行航跡預(yù)測(cè)，提高了通用航空器航跡預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高沖突檢測(cè)的準(zhǔn)確性，為通用航空提供了一種準(zhǔn)確性較高的空中沖突檢測(cè)方法。
【專利說(shuō)明】
通航空中沖突檢測(cè)方法、裝置和通用航空器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及通用航空技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通航空中沖突檢測(cè)方法、裝置和一 種通用航空器。
【背景技術(shù)】
[0002] 通用航空(GeneralAviation)，簡(jiǎn)稱通航，是指使用民用航空器從事公共航空運(yùn)輸 以外的民用航空活動(dòng)，包括從事工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和建筑業(yè)的作業(yè)飛行以及醫(yī)療衛(wèi)生、 搶險(xiǎn)救災(zāi)、氣象探測(cè)、海洋監(jiān)測(cè)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、教育訓(xùn)練、文化體育等方面的飛行活動(dòng)。通用航 空的飛行區(qū)域?yàn)榈涂湛沼?，我?guó)的低空空域通常是指真高l〇m以下的空間范圍，由于通用航 空活動(dòng)具有飛行高度低、機(jī)動(dòng)靈活性和實(shí)效性較強(qiáng)、受天氣等因素的影響大、活動(dòng)空間范圍 和類型廣泛等特點(diǎn)，地面通信、導(dǎo)航和監(jiān)視系統(tǒng)無(wú)法有效覆蓋該空域，管制員對(duì)這些航空器 看不到、聯(lián)不上，不提供管制服務(wù)，飛行安全由航空器駕駛員自己負(fù)責(zé)。所以，該空域飛行的 航空器采用看見(jiàn)避讓原則進(jìn)行飛行沖突避讓。
[0003] 傳統(tǒng)的看見(jiàn)避讓的通航飛行沖突避讓方法受天氣情況和空中飛行密度的影響較 大，在天氣情況惡劣、能見(jiàn)度低或空中飛行密度高時(shí)，駕駛員的視野受限，可能沒(méi)有足夠長(zhǎng) 的時(shí)間采取避讓措施而導(dǎo)致撞機(jī)等安全事故，鑒于此，需要提供一種適用于通航飛行的空 中沖突檢測(cè)方法以解決上述問(wèn)題。
[0004] 民用航空在空中飛行沖突檢測(cè)方面的研究要早于通用航空，目前民用航空普遍采 用的空中沖突告警方法是TCAS技術(shù)，受該技術(shù)工作原理限制，TCAS沖突檢測(cè)范圍限于距離 本機(jī)40海里以內(nèi)的范圍，另外TCAS技術(shù)中對(duì)航空器航跡預(yù)測(cè)采用的是勻速率模型，該模型 不允許飛行器隨意改變航向，所以更適用于航路上的航跡預(yù)測(cè)。隨著TCAS技術(shù)的不斷發(fā)展， 現(xiàn)行一種新型TCAS技術(shù)被提出，即TCAS與ADS-B相結(jié)合的空中沖突檢測(cè)方法，該技術(shù)在原有 TCAS沖突檢測(cè)有效范圍內(nèi)，將TCAS詢問(wèn)信息與ADS-B報(bào)文融合，目的是提高沖突檢測(cè)算法所 需數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，另外在原有TCAS沖突檢測(cè)失效范圍內(nèi)，利用ADS-B報(bào)文進(jìn)行周圍空域無(wú)威 脅飛機(jī)過(guò)濾。新型TCAS技術(shù)解決了原有TCAS的40海里有效沖突檢測(cè)范圍的問(wèn)題。
[0005] 然而，由于通用航空飛行特點(diǎn)與民用航空存在較大差別，TCAS采用的勻速率航跡 預(yù)測(cè)模型在機(jī)動(dòng)性大的通航飛行環(huán)境下，其航跡預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率大大下降，直接影響通航空中 沖突檢測(cè)結(jié)果，現(xiàn)有技術(shù)中適用于民用航空的飛行沖突檢測(cè)技術(shù)并不適用于通用航空，所 以，研究一套適用于通航飛行的空中沖突檢測(cè)方法迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種通航空中沖突檢測(cè)方法、裝置和一種通 用航空器，以提供一套適用于通航飛行的空中沖突檢測(cè)方法，以便于及時(shí)對(duì)飛行員發(fā)出告 警，避免發(fā)生空中飛行沖突危險(xiǎn)。
[0007] 第一方面，本發(fā)明提供的一種通航空中沖突檢測(cè)方法，包括：
[0008] 獲取本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，以及獲取他機(jī)當(dāng)前的航向 角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置；
[0009] 根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái) 一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和 位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；
[0010] 根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述 一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突。
[0011] 可選的，所述根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng) 前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速 率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，具體包 括：
[0012] 根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，采用趨勢(shì)外推法依次推 算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述本機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)，由所述本機(jī) 的多個(gè)軌跡點(diǎn)組成所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行 速度和位置，采用趨勢(shì)外推法依次推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述多個(gè)時(shí)間節(jié) 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述他機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)，由所述他機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)組成所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡。
[0013] 可選的，所述趨勢(shì)外推法的數(shù)學(xué)算法，包括：
[0014] % =￥|<-| +(p'::dt
[0015] Xk = Xk-i+v*cos(ik-i)*dt
[0016] Yk = Yk-i+v*sin(ik-i)*dt
[0017] Zk = Zk-i+vz*dt
[0018] 式中，也表示航向角；巾表示轉(zhuǎn)彎速率;v表示航行速度的水平分量，vz表示航行速 度的垂直分量;X、Y、Z表示軌跡點(diǎn)在本地坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)值;k的取值為1、2、3……，表示 所述軌跡點(diǎn)的序號(hào);dt表示相鄰所述時(shí)間節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。
[0019] 可選的，所述根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí) 刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突，具體包括：
[0020] 獲取所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域；
[0021] 根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述 一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)是否會(huì)進(jìn)入所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域或避撞區(qū)域；
[0022]若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)會(huì)進(jìn)入所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域，則 判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在PAZ沖突；
[0023] 若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)會(huì)進(jìn)入所述他機(jī)的避撞區(qū)域，則 判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在CAZ沖突。
[0024] 可選的，所述獲取所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域，包括：
[0025] 根據(jù)以下通用航空器保護(hù)區(qū)域計(jì)算算法，計(jì)算所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域：
[0026] Rpaz = RpAzm i n+tauPAZr* crh
[0027] HpAz = HpAzmin+tauPAZv*crv
[0028] 式中，RPAZ表示通用航空器在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)保護(hù)區(qū)域的區(qū)域半徑;Hpaz表示通用航 空器在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)保護(hù)區(qū)域的區(qū)域高度;RpAzmin表示通用航空器的最小保護(hù)區(qū)域半徑； HpAzmin表示通用航空器的最小保護(hù)區(qū)域高度;tauPAZr表示水平避撞預(yù)留時(shí)間；tauPAZv表 示垂直避撞預(yù)留時(shí)間；crh表示他機(jī)和本機(jī)在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的水平相對(duì)速度;crv表示他機(jī) 和本機(jī)在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的垂直相對(duì)速度。
[0029] 可選的，所述根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí) 刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突，包括：
[0030] 獲取所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域；
[0031] 根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述 一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)是否會(huì)進(jìn)入所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域或避撞區(qū)域；
[0032]若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)會(huì)進(jìn)入所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域，則 判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在PAZ沖突；
[0033] 若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)會(huì)進(jìn)入所述本機(jī)的避撞區(qū)域，則 判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在CAZ沖突。
[0034] 可選的，所述通航空中沖突檢測(cè)方法，還包括：
[0035] 若判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在沖突，則獲 取發(fā)生沖突的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；
[0036] 計(jì)算當(dāng)前時(shí)間距所述發(fā)生沖突的時(shí)間節(jié)點(diǎn)的時(shí)間差；
[0037] 判斷所述時(shí)間差是否小于預(yù)設(shè)的沖突告警時(shí)間門(mén)限；
[0038]若小于，則發(fā)出空中沖突告警信息。
[0039] 可選的，所述若小于，則發(fā)出空中沖突告警信息，包括：
[0040] 若小于，則判斷當(dāng)前時(shí)間距上次針對(duì)所述本機(jī)與所述他機(jī)發(fā)出空中沖突告警信息 的時(shí)間的時(shí)間差是否大于預(yù)設(shè)的單次告警持續(xù)時(shí)間閾值；
[0041] 若大于，則發(fā)出空中沖突告警信息。
[0042] 可選的，所述獲取他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，包括：
[0043]接收他機(jī)發(fā)送的ADS-B報(bào)文；
[0044]解析所述ADS-B報(bào)文，獲得所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向角、航行速度和測(cè)量 位置；
[0045]根據(jù)所述他機(jī)的歷史位置信息，推算出所述他機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的外推位置；
[0046]判斷所述測(cè)量位置與所述外推位置之間的距離差是否小于預(yù)設(shè)的距離閾值；
[0047] 若小于，則將所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向角、航行速度和測(cè)量位置記錄為所 述他機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的航向角、航行速度和位置，以及根據(jù)所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向 角和所述他機(jī)的歷史航向角，計(jì)算所述他機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的轉(zhuǎn)彎速率。
[0048] 第二方面，本發(fā)明提供的一種通航空中沖突檢測(cè)裝置，包括：
[0049] 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，以 及獲取他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置；
[0050] 預(yù)測(cè)航跡推算模塊，用于根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位 置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航 向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)的預(yù)測(cè) 航跡；
[0051 ]沖突檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自 當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突。
[0052]第三方面，本發(fā)明提供的一種通用航空器，所述通用航空器上搭載有本發(fā)明提供 的所述通航空中沖突檢測(cè)裝置。
[0053]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一種通航空中沖突檢測(cè)方法，首先，獲取本機(jī) 當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，以及獲取他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速 度和位置;然后，根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻 起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行 速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡;最后根據(jù)所述 本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本 機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突。本發(fā)明，根據(jù)通航飛行機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用了航向角、轉(zhuǎn)彎 速率等參數(shù)進(jìn)行航跡預(yù)測(cè)，從而提高對(duì)通用航空器航跡預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高沖突檢測(cè) 的準(zhǔn)確性，為通用航空提供了一種具有較高準(zhǔn)確性的空中沖突檢測(cè)方法，以便于及時(shí)對(duì)飛 行員發(fā)出告警，避免發(fā)生空中飛行沖突危險(xiǎn)。
[0054]本發(fā)明提供的一種通航空中沖突檢測(cè)裝置和一種通用航空器，與上述通航空中沖 突檢測(cè)出于相同的發(fā)明構(gòu)思，具有相同的有益效果。
【附圖說(shuō)明】
[0055] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體 實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。在所有附圖中，類似的元件 或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。
[0056] 圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的一種通航空中沖突檢測(cè)方法的流程圖； [0057]圖2示出了本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的一種通航空中沖突檢測(cè)裝置的示意圖； [0058]圖3示出了本發(fā)明第三實(shí)施例所提供的對(duì)ADS-B報(bào)文進(jìn)行預(yù)處理的流程圖；
[0059] 圖4示出了本發(fā)明第四實(shí)施例所提供的保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域的示意圖；
[0060] 圖5示出了本發(fā)明第五實(shí)施例所提供的根據(jù)預(yù)測(cè)航跡和安全區(qū)域進(jìn)行沖突檢測(cè)的 示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0061] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于 更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
[0062] 需要注意的是，除非另有說(shuō)明，本申請(qǐng)使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本發(fā) 明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。
[0063] 鑒于適用于民用航空的飛行沖突檢測(cè)技術(shù)并不適用于通用航空，現(xiàn)有技術(shù)中缺少 適用于通用航空的空中沖突檢測(cè)方法的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種通航空中沖突檢測(cè)方法、裝 置和一種通用航空器，以提供一套適用于通航飛行的空中沖突檢測(cè)方法，以便于及時(shí)對(duì)飛 行員發(fā)出告警，避免發(fā)生空中飛行沖突事故。
[0064]為了便于理解，在此對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行說(shuō)明如下：
[0065]本發(fā)明應(yīng)用于通用航空器，鑒于通用航空器機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的飛行特點(diǎn)，本發(fā)明通過(guò)構(gòu) 建勻速率轉(zhuǎn)彎模型進(jìn)行航跡預(yù)測(cè)，進(jìn)而根據(jù)預(yù)測(cè)而得的預(yù)測(cè)航跡進(jìn)行沖突檢測(cè)，具體而言， 首先接收其他通用航空器(他機(jī))廣播的ADS-B報(bào)文，然后根據(jù)所述ADS-B報(bào)文獲取他機(jī)當(dāng)前 的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置等信息，并根據(jù)上述信息進(jìn)行趨勢(shì)外推，獲得所述他 機(jī)在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的預(yù)測(cè)航跡，另外，根據(jù)本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、 航行速度和位置等信息進(jìn)行趨勢(shì)外推，獲得本機(jī)在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的預(yù)測(cè)航 跡，進(jìn)而根據(jù)所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡判斷自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段 時(shí)間內(nèi)是否存在空中沖突。
[0066] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0067] 圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的一種通航空中沖突檢測(cè)方法的流程圖。如 圖1所示，本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種通航空中沖突檢測(cè)方法包括以下步驟：
[0068] 步驟S101:獲取本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，以及獲取他機(jī)當(dāng) 前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置。
[0069] 本步驟中，本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置等參數(shù)可以從飛行狀態(tài) 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)（如全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS)、慣性參考系統(tǒng)（IRS)、飛 行管理器、等）中獲取，也可以直接從相應(yīng)的傳感器中獲取，還可以根據(jù)從相應(yīng)傳感器中獲 取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算而得，例如，轉(zhuǎn)彎速率即可根據(jù)所述航向角的時(shí)序變化計(jì)算而得;所述他 機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，可以從他機(jī)廣播的ADS-B報(bào)文中獲取，例如， 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述獲取他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置， 包括：
[0070] 接收他機(jī)發(fā)送的ADS-B報(bào)文；
[0071]解析所述ADS-B報(bào)文，獲得所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向角、航行速度和測(cè)量 位置；
[0072]根據(jù)所述他機(jī)的歷史位置信息，推算出所述他機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的外推位置；
[0073]判斷所述測(cè)量位置與所述外推位置之間的距離差是否小于預(yù)設(shè)的距離閾值；
[0074]若小于，則將所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向角、航行速度和測(cè)量位置記錄為所 述他機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的航向角、航行速度和位置，以及根據(jù)所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向 角和所述他機(jī)的歷史航向角，計(jì)算所述他機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的轉(zhuǎn)彎速率。
[0075] ADS-B報(bào)文的主要信息是飛機(jī)的4維位置信息（經(jīng)度、煒度、高度和時(shí)間）和其它附 加信息(航行速度、航向角、航線拐點(diǎn)等信息）以及飛機(jī)的識(shí)別信息和類別信息。因此，根據(jù) 他機(jī)發(fā)送的ADS-B報(bào)文，可以獲知他機(jī)的航向角、轉(zhuǎn)彎速率(可根據(jù)他機(jī)的航向角變化計(jì)算 而得，若他機(jī)在ADS-B報(bào)文中增加此項(xiàng)，也可以直接解析ADS-B報(bào)文獲得）、航行速度和測(cè)量 位置等信息。
[0076]其中，所述測(cè)量位置是所述他機(jī)接收到的定位衛(wèi)星對(duì)所述他機(jī)定位的位置信息， 為了避免定位衛(wèi)星對(duì)所述他機(jī)的位置定位錯(cuò)誤，導(dǎo)致所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的測(cè)量位 置出現(xiàn)大的偏差，影響航跡預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，在本機(jī)中設(shè)有他機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，所述他機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中記 錄有他機(jī)的歷史信息，如歷史位置、歷史航向角、歷史航行速度等，因此，可以根據(jù)所述他機(jī) 的歷史信息推算出所述他機(jī)的當(dāng)前位置(為了區(qū)分，命名為外推位置），并與所述測(cè)量位置 進(jìn)行比較，若差異超出預(yù)設(shè)閾值，則認(rèn)為所述測(cè)量位置可能發(fā)生較大偏差、準(zhǔn)確性較低，不 予采用，若未超出預(yù)設(shè)閾值，則認(rèn)為所述測(cè)量位置準(zhǔn)確性較高，可以采用。
[0077]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置 等信息是根據(jù)ADS-B報(bào)文獲取的，但本發(fā)明并不限制所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航 行速度和位置等信息的獲取途徑，通過(guò)其他信息傳輸方式或信息載體獲取上述信息，如衛(wèi) 星信號(hào)、定制的無(wú)線電波、機(jī)載雷達(dá)獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后推算等，也在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)， 此處不再一一贅述。
[0078]在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，本機(jī)中設(shè)有他機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)DB，本機(jī)在接收到 他機(jī)發(fā)送的ADS-B報(bào)文后，要對(duì)所述ADS-B報(bào)文進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的主要功能是維護(hù)他機(jī) 數(shù)據(jù)庫(kù)DB，并定期從DB中提取他機(jī)最新位置信息，將他機(jī)和本機(jī)的位置信息外推到當(dāng)前系 統(tǒng)時(shí)間上，從而保證他機(jī)和本機(jī)的位置在時(shí)間上是對(duì)齊的。
[0079]請(qǐng)參考圖3,其為本發(fā)明第三實(shí)施例所提供的對(duì)ADS-B報(bào)文進(jìn)行預(yù)處理的流程圖， 本機(jī)接收到新的他機(jī)ADS-B報(bào)文后，首先對(duì)所述ADS-B解析后獲得的新的他機(jī)的信息，然后 將所述新的他機(jī)與DB中所有他機(jī)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，目的是判定新接收到的所述新的他機(jī)是否已經(jīng) 保存在DB中，如果關(guān)聯(lián)失敗則說(shuō)明DB中尚未保存所述新的他機(jī)的信息，則將所述新的他機(jī) 的信息在DB中新建信息節(jié)點(diǎn)。
[0080] 如果關(guān)聯(lián)成功，則根據(jù)DB中保存的該他機(jī)的歷史位置，將所述他機(jī)的位置外推到 ADS-B報(bào)文的T0A時(shí)間點(diǎn)上(time of arrival，報(bào)文到達(dá)本機(jī)的時(shí)間），獲得外推位置，然后， 計(jì)算從所述ADS-B報(bào)文中提取出來(lái)的所述他機(jī)的測(cè)量位置與所述外推位置之間的距離差， 并判斷所述距離差是否大于預(yù)設(shè)的距離閾值，如果大于，則認(rèn)為所述測(cè)量位置不可靠，即不 將本次測(cè)量位置更新入DB中，反之則認(rèn)為測(cè)量位置可靠，即將本次測(cè)量位置更新入DB中。此 方法主要是為了防止將定位衛(wèi)星對(duì)所述他機(jī)定位的過(guò)失測(cè)量誤差寫(xiě)入到DB中，從而影響航 跡預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。完成他機(jī)在DB中的更新后，根據(jù)他機(jī)最新信息計(jì)算出轉(zhuǎn)彎速率小。
[0081] 此外，還可以在本機(jī)中設(shè)置一個(gè)周期為1秒的定時(shí)器，它負(fù)責(zé)定期刪除DB中超時(shí)未 更新的他機(jī)信息，并提取DB中所有他機(jī)最新位置信息、速度信息等等，將DB中所有他機(jī)和本 機(jī)位置外推到系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間，從而使得他機(jī)和本機(jī)的位置在時(shí)間上對(duì)齊。
[0082] 步驟S102:根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前 時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、 航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡。
[0083] 準(zhǔn)確的航跡預(yù)測(cè)是沖突檢測(cè)及時(shí)性和正確性的重要前提條件，目前航跡預(yù)測(cè)研究 中出現(xiàn)的算法可以分為兩種:基于卡爾曼濾波的無(wú)參數(shù)方法;基于飛行器模型的航跡預(yù)測(cè) 方法。這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，基于卡爾曼濾波的無(wú)參數(shù)方法只是單純利用跟蹤濾波算法 進(jìn)行航跡預(yù)測(cè)，對(duì)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的通航飛行航跡預(yù)測(cè)上，準(zhǔn)確率不高。基于飛行器模型的航跡預(yù) 測(cè)方法需要大量的飛行器參數(shù)，然而獲取這些參數(shù)的難度較大，缺失的參數(shù)會(huì)嚴(yán)重影響航 跡預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0084] 鑒于通用航空器機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的飛行特點(diǎn)，可以采用勻速率轉(zhuǎn)彎模型進(jìn)行航跡預(yù)測(cè)， 這樣，既不需要大量的飛行器參數(shù)，而又能跟蹤飛行器重要飛行動(dòng)態(tài)參數(shù)航向角，從而保證 航跡預(yù)測(cè)能真實(shí)反映飛行器飛行軌跡。在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述本機(jī) 當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)的 預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻 起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，具體包括：
[0085] 根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，采用趨勢(shì)外推法依次推 算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述本機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)，由所述本機(jī) 的多個(gè)軌跡點(diǎn)組成所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行 速度和位置，采用趨勢(shì)外推法依次推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述多個(gè)時(shí)間節(jié) 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述他機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)，由所述他機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)組成所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡。
[0086] 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述趨勢(shì)外推法可以選用線性外推法，其數(shù)學(xué)算 法可以是：
[0087] itk = itk-i+ *dt
[0088] Xk = Xk-i+v*cos(ik-i)*dt
[0089] Yk = Yk-i+v*sin(ik-i)*dt
[0090] Zk = Zk-i+vz*dt
[0091] 式中，也表示航向角；巾表示轉(zhuǎn)彎速率;v表示航行速度的水平分量，vz表示航行速 度的垂直分量;X、Y、Z表示軌跡點(diǎn)在本地坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)值;k的取值為1、2、3……，表示 所述軌跡點(diǎn)的序號(hào)；dt表示相鄰所述時(shí)間節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)優(yōu)選 的實(shí)施例中，k的取值為1、2、3、……35,即預(yù)測(cè)本機(jī)未來(lái)35個(gè)軌跡點(diǎn)和他機(jī)未來(lái)35個(gè)軌跡 點(diǎn)。
[0092] 步驟S103:根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻 起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突。
[0093] 在獲取到所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡后，即可根據(jù)所述本機(jī)的預(yù) 測(cè)航跡與所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡是否相交來(lái)判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述 本機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突，實(shí)現(xiàn)沖突檢測(cè)。
[0094] 考慮到預(yù)測(cè)航跡只是一條線，而通用航空器具有一定的體積，而且即使兩個(gè)通用 航空器不發(fā)生碰撞，兩者靠近產(chǎn)生的擾動(dòng)也會(huì)引發(fā)安全事故，因此，可以為通用航空器設(shè)置 保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域，利用所述保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域進(jìn)行沖突檢測(cè)。在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè) 實(shí)施例中，所述根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未 來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突，具體包括：
[0095] 獲取所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域；
[0096] 根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述 一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)是否會(huì)進(jìn)入所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域或避撞區(qū)域；
[0097] 若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)會(huì)進(jìn)入所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域，則 判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在PAZ沖突；
[0098] 若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)會(huì)進(jìn)入所述他機(jī)的避撞區(qū)域，則 判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在CAZ沖突。
[0099] 其中，所述避撞區(qū)域(CAZ)是以通用航空器的質(zhì)心為中心的虛擬圓柱體區(qū)域，一般 是根據(jù)通用航空器的性能、體積等確定的一個(gè)恒定區(qū)域范圍，以防止通用航空器之間發(fā)生 實(shí)際上的機(jī)身碰撞;所述保護(hù)區(qū)域(PAZ)包括以通用航空器質(zhì)心為中心的虛擬圓柱體區(qū)域， 可以根據(jù)通用航空器的性能、飛行員反應(yīng)時(shí)間、兩個(gè)通用航空器的接近程度確定，所述保護(hù) 區(qū)域比所述避撞區(qū)域要大，用于提醒飛行員有他機(jī)靠近，有可能繼續(xù)靠近，為飛行員采取措 施提供緩沖時(shí)間。請(qǐng)參考圖4,其為本發(fā)明第四實(shí)施例所提供的保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域的示意 圖。
[0100] 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述獲取所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域，包括：
[0101] 根據(jù)以下通用航空器保護(hù)區(qū)域計(jì)算算法，計(jì)算所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域：
[0102] Rpaz = RpAzm i n+tauPAZr* crh
[0103] HpAz = HpAzmin+tauPAZv*crv
[0104] 式中，Rpaz表示通用航空器在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)保護(hù)區(qū)域的區(qū)域半徑;Hpaz表示通用航 空器在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)保護(hù)區(qū)域的區(qū)域高度;RpAzmin表示通用航空器的最小保護(hù)區(qū)域半徑； HpAzmin表示通用航空器的最小保護(hù)區(qū)域高度;tauPAZr表示水平避撞預(yù)留時(shí)間；tauPAZv表 示垂直避撞預(yù)留時(shí)間；crh表示他機(jī)和本機(jī)在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的水平相對(duì)速度;crv表示他機(jī) 和本機(jī)在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的垂直相對(duì)速度。
[0105] 請(qǐng)參考圖5,其為本發(fā)明第五實(shí)施例所提供的根據(jù)預(yù)測(cè)航跡和安全區(qū)域進(jìn)行沖突 檢測(cè)的示意圖，圖中，內(nèi)部小圓表示避撞區(qū)域CAZ，外部大圓表示保護(hù)區(qū)域PAZ，圖中兩條虛 線分別表示他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，在t = 30s時(shí)刻，預(yù)測(cè)到本機(jī)會(huì)進(jìn)入他機(jī)的 PAZ區(qū)域，則判定發(fā)生PAZ沖突。
[0106] 作為上述實(shí)施例的變更實(shí)施方式，在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述 本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本 機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突，包括：
[0107] 獲取所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域；
[0108] 根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述 一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)是否會(huì)進(jìn)入所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域或避撞區(qū)域；
[0109] 若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)會(huì)進(jìn)入所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域，則 判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在PAZ沖突；
[0110] 若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)會(huì)進(jìn)入所述本機(jī)的避撞區(qū)域，則 判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在CAZ沖突。
[0111] 為了避免出現(xiàn)不當(dāng)告警，在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，在步驟S103后，還包括：
[0112] 若判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在沖突，則獲 取發(fā)生沖突的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；
[0113]計(jì)算當(dāng)前時(shí)間距所述發(fā)生沖突的時(shí)間節(jié)點(diǎn)的時(shí)間差；
[0114] 判斷所述時(shí)間差是否小于預(yù)設(shè)的沖突告警時(shí)間門(mén)限；
[0115] 若小于，則發(fā)出空中沖突告警信息。
[0116] 例如，在步驟S103后，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述 他機(jī)存在沖突，則獲取發(fā)生沖突的時(shí)間節(jié)點(diǎn)：
[0117] 若發(fā)現(xiàn)在某時(shí)刻本機(jī)進(jìn)入PAZ區(qū)域，則判定發(fā)生PAZ沖突，并記錄發(fā)生時(shí)刻為tPAZ; 若發(fā)現(xiàn)在某時(shí)刻本機(jī)進(jìn)入CAZ區(qū)域，則判定發(fā)生CAZ沖突，并記錄發(fā)生時(shí)刻為tCAZ。
[0118] 設(shè)定一個(gè)沖突告警時(shí)間門(mén)限doubleTrigger，如果tPAZ或tCAZ小于 doubleTrigger，則認(rèn)為他機(jī)和本機(jī)即將發(fā)生沖突，貝lj本次判定的PAZ或CAZ沖突必須立即發(fā) 布給飛行員。如果tPAZ或tCAZ大于doubleTrigger，則認(rèn)為還有一段時(shí)間他機(jī)和本機(jī)才會(huì)發(fā) 生沖突，這段時(shí)間他機(jī)或本機(jī)有可能發(fā)生某次飛行機(jī)動(dòng)變化而避免沖突，所以暫時(shí)不將本 次判定的PAZ或CAZ沖突必須立即發(fā)布給飛行員。doubleTrigger與沖突檢測(cè)方法性能需求 有關(guān)，通過(guò)該方法可以減少不當(dāng)告警。
[0119] 為了避免出現(xiàn)重復(fù)告警，在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述若小于，則發(fā)出空中 沖突告警信息，包括：
[0120] 若小于，則判斷當(dāng)前時(shí)間距上次針對(duì)所述本機(jī)與所述他機(jī)發(fā)出空中沖突告警信息 的時(shí)間的時(shí)間差是否大于預(yù)設(shè)的單次告警持續(xù)時(shí)間閾值；
[0121] 若大于，則發(fā)出空中沖突告警信息。
[0122]例如，設(shè)定單次告警持續(xù)時(shí)間閾值reAlertDelay，如果他機(jī)和本機(jī)當(dāng)次沖突判定 時(shí)間與上次沖突判定時(shí)間只差小于reAlertDelay，則認(rèn)為當(dāng)次沖突告警為重復(fù)告警，則不 將此沖突發(fā)布給飛行員。
[0123] 至此，通過(guò)步驟S101至步驟S103,完成了本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的一種通航空 中沖突檢測(cè)方法的流程。本發(fā)明，根據(jù)通航飛行機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用了航向角、轉(zhuǎn)彎速率 等參數(shù)進(jìn)行航跡預(yù)測(cè)，從而提高對(duì)通用航空器航跡預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高沖突檢測(cè)的準(zhǔn) 確性，為通用航空提供了一種具有較高準(zhǔn)確性的空中沖突檢測(cè)方法，以便于及時(shí)對(duì)飛行員 發(fā)出告警，避免發(fā)生空中飛行沖突危險(xiǎn)。
[0124] 在上述的第一實(shí)施例中，提供了一種通航空中沖突檢測(cè)方法，與之相對(duì)應(yīng)的，本申 請(qǐng)還提供一種通航空中沖突檢測(cè)裝置。請(qǐng)參考圖2,其為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種通航 空中沖突檢測(cè)裝置的示意圖。由于裝置實(shí)施例基本相似于方法實(shí)施例，所以描述得比較簡(jiǎn) 單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。下述描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的。
[0125] 本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種通航空中沖突檢測(cè)裝置，包括：
[0126] 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取模塊101，用于獲取本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置， 以及獲取他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置；
[0127] 預(yù)測(cè)航跡推算模塊102,用于根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和 位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的 航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)的預(yù) 測(cè)航跡；
[0128] 沖突檢測(cè)模塊103,用于根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在 自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突。
[0129] 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)測(cè)航跡推算模塊102,具體包括：
[0130] 預(yù)測(cè)航跡推算單元，用于根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位 置，采用趨勢(shì)外推法依次推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述本機(jī) 的多個(gè)軌跡點(diǎn)，由所述本機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)組成所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng) 前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，采用趨勢(shì)外推法依次推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述 一段時(shí)間內(nèi)所述多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述他機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)，由所述他機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)組 成所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡。
[0131] 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述趨勢(shì)外推法的數(shù)學(xué)算法，包括：
[0132] ?k - ^k-i +?*dt
[0133] Xk = Xk-i+v*cos(ik-i)*dt
[0134] Yk = Yk-i+v*sin(ik-i)*dt
[0135] Zk = Zk-i+vz*dt
[0136] 式中，也表示航向角；巾表示轉(zhuǎn)彎速率;v表示航行速度的水平分量，vz表示航行速 度的垂直分量;X、Y、Z表示軌跡點(diǎn)在本地坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)值;k的取值為1、2、3……，表示 所述軌跡點(diǎn)的序號(hào);dt表示相鄰所述時(shí)間節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。
[0137] 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述沖突檢測(cè)模塊103,包括：
[0138] 他機(jī)區(qū)域獲取單元，用于獲取所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域；
[0139] 他機(jī)區(qū)域比較單元，用于根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷 在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)是否會(huì)進(jìn)入所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域或避撞區(qū) 域；
[0140] 他機(jī)PAZ沖突判定單元，用于若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)會(huì) 進(jìn)入所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域，則判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他 機(jī)存在PAZ沖突；
[0141] 他機(jī)CAZ沖突判定單元，用于若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)會(huì) 進(jìn)入所述他機(jī)的避撞區(qū)域，則判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他 機(jī)存在CAZ沖突。
[0142] 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述他機(jī)區(qū)域獲取單元，包括：
[0143] 他機(jī)區(qū)域獲取子單元，用于根據(jù)以下通用航空器保護(hù)區(qū)域計(jì)算算法，計(jì)算所述他 機(jī)的保護(hù)區(qū)域：
[0144] Rpaz = RpAzm i n+tauPAZr* crh
[0145] HpAz = HpAzmin+tauPAZv*crv
[0146] 式中，RPAZ表示通用航空器在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)保護(hù)區(qū)域的區(qū)域半徑;Hpaz表示通用航 空器在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)保護(hù)區(qū)域的區(qū)域高度;RpAzmin表示通用航空器的最小保護(hù)區(qū)域半徑； HpAzmin表示通用航空器的最小保護(hù)區(qū)域高度;tauPAZr表示水平避撞預(yù)留時(shí)間；tauPAZv表 示垂直避撞預(yù)留時(shí)間；crh表示他機(jī)和本機(jī)在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的水平相對(duì)速度;crv表示他機(jī) 和本機(jī)在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的垂直相對(duì)速度。
[0147] 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述沖突檢測(cè)模塊103,包括：
[0148] 本機(jī)區(qū)域獲取單元，用于獲取所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域；
[0149] 本機(jī)區(qū)域比較單元，用于根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷 在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)是否會(huì)進(jìn)入所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域或避撞區(qū) 域；
[0150] 本機(jī)PAZ沖突判定單元，用于若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)會(huì) 進(jìn)入所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域，則判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他 機(jī)存在PAZ沖突；
[0151] 本機(jī)CAZ沖突判定單元，用于若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)會(huì) 進(jìn)入所述本機(jī)的避撞區(qū)域，則判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他 機(jī)存在CAZ沖突。
[0152] 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述通航空中沖突檢測(cè)裝置，還包括：
[0153] 沖突事件獲取模塊，用于若判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與 所述他機(jī)存在沖突，則獲取發(fā)生沖突的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；
[0154] 沖突時(shí)間差計(jì)算模塊，用于計(jì)算當(dāng)前時(shí)間距所述發(fā)生沖突的時(shí)間節(jié)點(diǎn)的時(shí)間差；
[0155] 沖突時(shí)間差比較模塊，用于判斷所述時(shí)間差是否小于預(yù)設(shè)的沖突告警時(shí)間門(mén)限；
[0156] 沖突告警模塊，用于若小于，則發(fā)出空中沖突告警信息。
[0157] 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述沖突告警模塊，包括：
[0158] 告警時(shí)間差比較單元，用于若小于，則判斷當(dāng)前時(shí)間距上次針對(duì)所述本機(jī)與所述 他機(jī)發(fā)出空中沖突告警信息的時(shí)間的時(shí)間差是否大于預(yù)設(shè)的單次告警持續(xù)時(shí)間閾值；
[0159] 沖突告警單元，用于若大于，則發(fā)出空中沖突告警信息。
[0160] 在本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)實(shí)施例中，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取模塊，包括：
[0161 ]他機(jī)報(bào)文接收單元，用于接收他機(jī)發(fā)送的ADS-B報(bào)文；
[0162] 他機(jī)報(bào)文解析單元，用于解析所述ADS-B報(bào)文，獲得所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的 航向角、航行速度和測(cè)量位置；
[0163] 他機(jī)位置外推單元，用于根據(jù)所述他機(jī)的歷史位置信息，推算出所述他機(jī)在當(dāng)前 時(shí)間的外推位置；
[0164] 他機(jī)位置比較單元，用于判斷所述測(cè)量位置與所述外推位置之間的距離差是否小 于預(yù)設(shè)的距離閾值；
[0165] 他機(jī)數(shù)據(jù)獲取單元，用于若小于，則將所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向角、航行 速度和測(cè)量位置記錄為所述他機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的航向角、航行速度和位置，以及根據(jù)所述 ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向角和所述他機(jī)的歷史航向角，計(jì)算所述他機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的轉(zhuǎn) 彎速率。
[0166] 以上，為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種通航空中沖突檢測(cè)裝置說(shuō)明。
[0167] 本發(fā)明提供的一種通航空中沖突檢測(cè)裝置與上述通航空中沖突檢測(cè)出于相同的 發(fā)明構(gòu)思，具有相同的有益效果，此處不再贅述。
[0168] 本發(fā)明還提供一種通用航空器，所述通用航空器上搭載有本發(fā)明提供的任一項(xiàng)所 述的通航空中沖突檢測(cè)裝置。
[0169] 由于所述通用航空器搭載有本發(fā)明提供的任一項(xiàng)所述的通航空中沖突檢測(cè)裝置， 因此，相關(guān)之處不再贅述，請(qǐng)參考上述通航空中沖突檢測(cè)裝置實(shí)施例的說(shuō)明進(jìn)行理解。
[0170] 在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不 必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任 一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié) 合和組合。
[0171]需要說(shuō)明的是，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)、 方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的 每個(gè)方框可以代表一個(gè)模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包 含一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí) 現(xiàn)中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個(gè)連續(xù)的方 框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而 定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個(gè)方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組 合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動(dòng)作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以用專用硬件 與計(jì)算機(jī)指令的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0172] 本發(fā)明實(shí)施例所提供的通航空中沖突檢測(cè)裝置可以是計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括存儲(chǔ) 了程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述程序代碼包括的指令可用于執(zhí)行前面方法實(shí)施例 中所述的方法，具體實(shí)現(xiàn)可參見(jiàn)方法實(shí)施例，在此不再贅述。
[0173] 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)、 裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。
[0174] 在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)、裝置和方法，可以 通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分， 僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，又例如，多個(gè)單元或組件可 以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討 論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些通信接口，裝置或單元的間接 耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。
[0175] 所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯 示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè) 網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目 的。
[0176] 另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以 是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。
[0177] 所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以 存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō) 對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì) 算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè) 人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。 而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(R0M，Read-0nly Memory)、隨機(jī)存取存 儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0178]最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡 管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依 然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn) 行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù) 方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)的范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種通航空中沖突檢測(cè)方法，其特征在于，包括： 獲取本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，以及獲取他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn) 彎速率、航行速度和位置； 根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段 時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位 置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡； 根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段 時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通航空中沖突檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前 的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)的預(yù)測(cè) 航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未 來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，具體包括： 根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，采用趨勢(shì)外推法依次推算自 當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述本機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)，由所述本機(jī)的多 個(gè)軌跡點(diǎn)組成所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度 和位置，采用趨勢(shì)外推法依次推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì) 應(yīng)的所述他機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)，由所述他機(jī)的多個(gè)軌跡點(diǎn)組成所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的通航空中沖突檢測(cè)方法，其特征在于，所述趨勢(shì)外推法的數(shù)學(xué) 算法，包括：式中，Φ表示航向角；Φ表示轉(zhuǎn)彎速率;V表示航行速度的水平分量，vz表示航行速度的垂 直分量;X、Y、Z表示軌跡點(diǎn)在本地坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)值;k的取值為1、2、3……，表示所述軌 跡點(diǎn)的序號(hào);dt表示相鄰所述時(shí)間節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通航空中沖突檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述本機(jī)的預(yù) 測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述 他機(jī)是否存在沖突，具體包括： 獲取所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域； 根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段 時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)是否會(huì)進(jìn)入所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域或避撞區(qū)域； 若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)會(huì)進(jìn)入所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域，則判斷 在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在PAZ沖突； 若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)會(huì)進(jìn)入所述他機(jī)的避撞區(qū)域，則判斷 在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在CAZ沖突。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的通航空中沖突檢測(cè)方法，其特征在于，所述獲取所述他機(jī)的保 護(hù)區(qū)域，包括： 根據(jù)以下通用航空器保護(hù)區(qū)域計(jì)算算法，計(jì)算所述他機(jī)的保護(hù)區(qū)域： RpAz = RpAzmin+tauPAZr 氺 crh HpAz = HpAzmin+tauPAZv*crv 式中，Rm表示通用航空器在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)保護(hù)區(qū)域的區(qū)域半徑;Hpaz表示通用航空器 在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)保護(hù)區(qū)域的區(qū)域高度；RpAzmin表示通用航空器的最小保護(hù)區(qū)域半徑； HpAzmin表示通用航空器的最小保護(hù)區(qū)域高度;tauPAZr表示水平避撞預(yù)留時(shí)間；tauPAZv表 示垂直避撞預(yù)留時(shí)間；crh表示他機(jī)和本機(jī)在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的水平相對(duì)速度;crv表示他機(jī) 和本機(jī)在指定時(shí)間節(jié)點(diǎn)的垂直相對(duì)速度。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通航空中沖突檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述本機(jī)的預(yù) 測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述 他機(jī)是否存在沖突，包括： 獲取所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域和避撞區(qū)域； 根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段 時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)是否會(huì)進(jìn)入所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域或避撞區(qū)域； 若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)會(huì)進(jìn)入所述本機(jī)的保護(hù)區(qū)域，則判斷 在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在PAZ沖突； 若在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)會(huì)進(jìn)入所述本機(jī)的避撞區(qū)域，則判斷 在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在CAZ沖突。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通航空中沖突檢測(cè)方法，其特征在于，還包括： 若判斷在自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)存在沖突，則獲取發(fā) 生沖突的時(shí)間節(jié)點(diǎn)； 計(jì)算當(dāng)前時(shí)間距所述發(fā)生沖突的時(shí)間節(jié)點(diǎn)的時(shí)間差； 判斷所述時(shí)間差是否小于預(yù)設(shè)的沖突告警時(shí)間門(mén)限； 若小于，則發(fā)出空中沖突告警信息。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的通航空中沖突檢測(cè)方法，其特征在于，所述若小于，則發(fā)出空 中沖突告警信息，包括： 若小于，則判斷當(dāng)前時(shí)間距上次針對(duì)所述本機(jī)與所述他機(jī)發(fā)出空中沖突告警信息的時(shí) 間的時(shí)間差是否大于預(yù)設(shè)的單次告警持續(xù)時(shí)間閾值； 若大于，則發(fā)出空中沖突告警信息。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通航空中沖突檢測(cè)方法，其特征在于，所述獲取他機(jī)當(dāng)前的航 向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，包括： 接收他機(jī)發(fā)送的ADS-B報(bào)文； 解析所述ADS-B報(bào)文，獲得所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向角、航行速度和測(cè)量位置； 根據(jù)所述他機(jī)的歷史位置信息，推算出所述他機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的外推位置； 判斷所述測(cè)量位置與所述外推位置之間的距離差是否小于預(yù)設(shè)的距離閾值； 若小于，則將所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向角、航行速度和測(cè)量位置記錄為所述他 機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的航向角、航行速度和位置，以及根據(jù)所述ADS-B報(bào)文中所述他機(jī)的航向角和 所述他機(jī)的歷史航向角，計(jì)算所述他機(jī)在當(dāng)前時(shí)間的轉(zhuǎn)彎速率。10. -種通航空中沖突檢測(cè)裝置，其特征在于，包括： 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，以及獲 取他機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置； 預(yù)測(cè)航跡推算模塊，用于根據(jù)所述本機(jī)當(dāng)前的航向角、轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推 算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡；以及根據(jù)所述他機(jī)當(dāng)前的航向角、 轉(zhuǎn)彎速率、航行速度和位置，推算自當(dāng)前時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡； 沖突檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述本機(jī)的預(yù)測(cè)航跡和所述他機(jī)的預(yù)測(cè)航跡，判斷在自當(dāng)前 時(shí)刻起未來(lái)所述一段時(shí)間內(nèi)所述本機(jī)與所述他機(jī)是否存在沖突。11. 一種通用航空器，其特征在于，所述通用航空器上搭載有權(quán)利要求10所述的通航空 中沖突檢測(cè)裝置。
【文檔編號(hào)】G08G5/04GK105931497SQ201610343881
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】李恒, 鄧勝吉, 趙澤西, 金立杰
【申請(qǐng)人】中國(guó)民用航空總局第二研究所