航迹一致性监测与告警方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种航迹一致性监测与告警方法及装置，航迹一致性监测与告警方法包括：获取飞机的当前飞行模式和当前飞行状态，当前飞行状态包括以下至少一项：飞机的当前加速度、当前速度及当前位置；若当前飞行模式不满足预设飞行模式条件，或者，当前飞行状态不满足预设飞行状态条件，则根据飞机在当前时刻k的飞行状态确定飞机超出预设边界的时间；若飞机超出预设边界的时间小于预设时间，则推送提示信息，以提示飞行员飞机的实际航线和目标航线之间存在偏差。在不满足条件下，根据当前时刻的飞行状态确定飞机超出预设边界的时间，并根据时间确定是否推送消息，实现提前预警。

【技术实现步骤摘要】
航迹一致性监测与告警方法及装置
本申请涉及空中交通安全
，尤其涉及一种航迹一致性监测与告警方法及装置。
技术介绍
一致性监测是指发现飞机实际航迹和标称航线之间的偏差，当偏差威胁到空域安全和效率时，及时告警并采取措施的方法。在飞机飞行过程中，对飞行全程进行监测与控制，可以减少飞行的不确定性。因此航迹保持性能的一致性监测是确保空中交通航迹安全、高效运行的重要手段。现在使用的航迹一致性监测方法是，从雷达监视数据中观测航空器的具体位置和速度，空管员将观测到的飞机位置信息，与计划的航线进行对比，从而判断飞行轨迹是否处于一致状态。另一种方法用故障检测的方式判断一致性，或者利用随机线性混合系统(StochasticLinearHybridSystem，SLSH)来描述偏差判断一致性。但是，上述方法的判断结果和观察雷达数据一样，只有一致和不一致，上述方法，只能在飞机已经偏离计划航线时，才能做出判断，并通知周围飞机；无法实现提前预警，告知飞行员不一致的严重程度，从而提高航迹保持性能的一致性。
技术实现思路
本申请提供一种航迹一致性监测与告警方法及装置，解决现有技术无法实现提前预警，告知飞行员不一致的严重程度的技术问题，从而提高了飞机的可靠性。第一方面，本申请提供一种航迹一致性监测与告警方法，包括：获取飞机的当前飞行模式和当前飞行状态，当前飞行模式包括以下至少一项：匀速模式(ConstantVelocitymode,CV模式)、协调转弯模式(CoordinateTurnmode,CT模式)、恒加速模式(ConstantAccelerationmode,CA模式)、零均值一阶马尔科夫模式(ZeromeanfirstorderMarkovmodel，Singer模式)、带自适应均值的零均值一阶马尔科夫模式(ZeromeanfirstorderMarkovmodelwithadaptivemeanmode，Singer2模式)以及恒定高度变化率和等地速的爬升或者下降模式(CoordinateHeightmode，CH模式)。当前飞行状态包括以下至少一项：飞机的当前加速度、当前速度及当前位置；若当前飞行模式不满足预设飞行模式条件，或者，当前飞行状态不满足预设飞行状态条件，则根据飞机在当前时刻k的飞行状态确定飞机超出预设边界的时间；若飞机超出预设边界的时间小于预设时间，则推送提示信息，以提示飞行员飞机的实际航线和标称计划航线之间存在偏差。本申请的有益效果为：判断当前飞行模式是否满足预设飞行模式条件，或者，判断当前飞行状态是否满足预设飞行状态条件，确定是否获取飞机超出预设边界的时间，进而判断飞机超出预设边界的时间是否小于预设时间，确定是否推送提示信息，实现提前预警，告知飞行员不一致的严重程度，从而提高了飞机的可靠性。可选地，根据飞机在当前时刻k的飞行状态确定飞机超出预设边界的时间，包括：根据飞机在当前时刻k的飞行状态和t个飞行状态转移矩阵，确定飞机在时刻k+t的飞行状态，t个飞行状态转移矩阵包括：从时刻k到时刻k+t-1，每个时刻至其下一时刻的飞行状态转移矩阵；根据飞机在时刻k+t的飞行状态，确定飞机在时刻k+t的预测位置；确定飞机在时刻k+t的预测位置和飞机在时刻k+t的目标位置的距离；若距离大于预设距离，则确定时间t为飞机超出预设边界的时间。通过比较飞机在时刻k+t的预测位置和飞机在时刻k+t的目标位置的距离是否超过预设距离，确定飞机超出预设边界时间，所需参数少，且方法简单。可选地，获取飞机的当前飞行模式，包括：确定至少一个预设飞行模式的最终概率；将至少一个预设飞行模式中最终概率最大的飞行模式确定为当前飞行模式。采用最大概率方式确定飞行模式，提高模式识别可靠性。可选地，确定至少一个预设飞行模式的最终概率，包括：针对每个预设飞行模式，确定预设飞行模式在多个时刻的概率；计算预设飞行模式在多个时刻的概率的平均值，得到预设飞行模式的最终概率。通过选取多个时刻概率平均值作为最终概率，可以减少单次模式识别出现偏差影响识别结果，提高识别结果。可选地，飞行模式条件为当前飞行模式与目标飞行模式相同；预设飞行状态条件为以下至少一项：飞机的当前加速度和目标加速度的差值小于第一预设阈值，飞机的当前速度和目标速度的差值小于第二预设阈值，飞机的当前位置和目标位置的差值小于第三预设阈值。通过判断飞机的当前加速度和目标加速度的差值是否小于第一预设阈值，和/或，判断飞机的当前速度和目标速度的差值是否小于第二预设阈值，提高飞机飞行状态当前精确度。下面对航迹一致性监测与告警装置进行介绍，其实现原理和技术效果与上述方法原理和技术效果类似，此处不再赘述。第二方面，本申请提供一种航迹一致性监测与告警装置，包括：获取模块，获取飞机的当前飞行模式和当前飞行状态，当前飞行模式包括以下至少一项：CT飞行模式、CV飞行模式、CA飞行模式、Singer飞行模式、Singer2飞行模式和CH飞行模式，当前飞行状态包括以下至少一项：飞机的当前加速度、当前速度及当前位置；确定模块，若当前飞行模式不满足预设飞行模式条件，或者，当前飞行状态不满足预设飞行状态条件，则根据飞机在当前时刻k的飞行状态确定飞机超出预设边界的时间；提示模块，若飞机超出预设边界的时间小于预设时间，则推送提示信息，以提示飞行员飞机的实际航线和目标航线之间存在偏差。可选地，确定模块具体用于：根据飞机在当前时刻k的飞行状态和t个飞行状态转移矩阵，确定飞机在时刻k+t的飞行状态，t个飞行状态转移矩阵包括：从时刻k到时刻k+t-1，每个时刻至其下一时刻的飞行状态转移矩阵；根据飞机在时刻k+t的飞行状态，确定飞机在时刻k+t的预测位置；确定飞机在时刻k+t的预测位置和飞机在时刻k+t的目标位置的距离；若距离大于预设距离，则确定时间t为飞机超出预设边界的时间。可选地，获取模块具体用于：确定至少一个预设飞行模式的最终概率；将至少一个预设飞行模式中最终概率最大的飞行模式确定为当前飞行模式。可选地，获取模块具体用于：针对每个预设飞行模式，确定预设飞行模式在多个时刻的概率；计算预设飞行模式在多个时刻的概率的平均值，得到预设飞行模式的最终概率。可选地，飞行模式条件为当前飞行模式与目标飞行模式相同；预设飞行状态条件为以下至少一项：飞机的当前加速度和目标加速度的差值小于第一预设阈值，飞机的当前速度和目标速度的差值小于第二预设阈值，飞机的当前位置和目标位置的差值小于第三预设阈值。第三方面，本申请提供了一种航迹一致性监测与告警设备，包括：处理器；用于存储处理器的可执行指令的存储器，以使处理器执行如第一方面或第一方面的可选方式的航迹一致性监测与告警方法。第四方面，本申请提供一种计算机存储介质，用于储存为上述第二方面涉及的航迹一致性监测与告警装置所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述者第二方面所设计的程序。第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，其包含指令，当所述计算机程序被计算机所执行时，该指令使得计算机执行第二方面中航迹一致性监测与告警装置所执行的功能。本申请提供一种航迹一致性监测与告警方法及装置，相对于现有技术采用观测飞机具体位置和速度，本申请采用提前获取飞机的当前飞行模式和当前飞行状态，在当前飞机模式不满足飞行模式条件，或者当前飞本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航迹一致性监测与告警方法，其特征在于，包括：获取飞机的当前飞行模式和当前飞行状态，所述当前飞行模式为以下任意一项：匀速模式、协调转弯模式、恒加速模式、零均值一阶马尔科夫模式、带自适应均值的零均值一阶马尔科夫模式、恒定高度变化率和等地速的爬升或者下降模式，所述当前飞行状态包括以下至少一项：所述飞机的当前加速度、当前速度及当前位置；若所述当前飞行模式不满足预设飞行模式条件，或者，所述当前飞行状态不满足预设飞行状态条件，则根据所述飞机在当前时刻k的飞行状态确定所述飞机超出预设边界的时间；若所述飞机超出预设边界的时间小于预设时间，则推送提示信息，以提示飞行员所述飞机的实际航线和目标航线之间存在偏差。

【技术特征摘要】
2018.06.29 CN 201810693743X1.一种航迹一致性监测与告警方法，其特征在于，包括：获取飞机的当前飞行模式和当前飞行状态，所述当前飞行模式为以下任意一项：匀速模式、协调转弯模式、恒加速模式、零均值一阶马尔科夫模式、带自适应均值的零均值一阶马尔科夫模式、恒定高度变化率和等地速的爬升或者下降模式，所述当前飞行状态包括以下至少一项：所述飞机的当前加速度、当前速度及当前位置；若所述当前飞行模式不满足预设飞行模式条件，或者，所述当前飞行状态不满足预设飞行状态条件，则根据所述飞机在当前时刻k的飞行状态确定所述飞机超出预设边界的时间；若所述飞机超出预设边界的时间小于预设时间，则推送提示信息，以提示飞行员所述飞机的实际航线和目标航线之间存在偏差。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞机在当前时刻k的飞行状态确定所述飞机超出预设边界的时间，包括：根据所述飞机在当前时刻k的飞行状态和t个飞行状态转移矩阵，确定所述飞机在时刻k+t的飞行状态，所述t个飞行状态转移矩阵包括：从时刻k到时刻k+t-1，每个时刻至其下一时刻的飞行状态转移矩阵；根据所述飞机在时刻k+t的飞行状态，确定所述飞机在时刻k+t的预测位置；确定所述飞机在时刻k+t的预测位置和所述飞机在时刻k+t的目标位置的距离；若所述距离大于预设距离，则确定时间t为所述飞机超出预设边界的时间。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取飞机的当前飞行模式，包括：确定至少一个预设飞行模式的最终概率；将所述至少一个预设飞行模式中最终概率最大的飞行模式确定为所述当前飞行模式。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定至少一个预设飞行模式的最终概率，包括：针对每个预设飞行模式，确定所述预设飞行模式在多个时刻的概率；计算所述预设飞行模式在多个时刻的概率的平均值，得到所述预设飞行模式的最终概率。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述飞行模式条件为所述当前飞行模式与所述目标飞行模式相同；所述预设飞行状态条件为以下至少一项：所述飞机的当前加速度和目标加速度的差值小于第一预设阈值，所述飞机的当前速度和目...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学军，蔡开泉，王卓佳，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11