一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法技术

本发明专利技术公开一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法，包括如下步骤：步骤1：获取繁忙机场终端区的空域环境信息，构建终端区空域环境仿真平台；步骤2：在步骤1构建的终端区空域环境内，根据需求设计目视飞行航路起止点，连接起止点和航路点，同时根据相关标准设计初步的目视飞行航路；步骤3：对初步设计的目视飞行航路进行水平方向上的优化处理、检查及调整；步骤4：对步骤3水平优化调整后的目视飞行航路进行垂直方向上的安全性检查，判断是否满足指标，若不满足则进行相应的调整；步骤5：将目视飞行航路平滑化，在仿真平台内确定最终目视飞行航路。此种方法为通用航空在繁忙机场终端区内飞行提供一种方法，为实现安全运行提供了可能。

【技术实现步骤摘要】
一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法
本专利技术属于航空航天领域，特别涉及一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法。
技术介绍
通用航空，是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动。通用机场、通用航空起降点是指为从事通用航空的民用航空器提供起飞、降落等服务的地点。终端管制区，它常常设在一个或几个主要机场附近的空中交通服务航路汇合处的管制区，航班起飞后的爬升阶段和着陆前的进近阶段都发生在该区域，是航路飞行到着陆阶段的过渡区。本专利技术建议将繁忙机场终端区看作以年旅客流量20,000,000人次以上和年商业飞行架次160,000以上的机场作为运行中心的终端区。近年来，随着我国通用航空快速发展，用于通用航空飞行的空域逐渐拥挤，如何进行改善，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法，其为通用航空在繁忙机场终端区内飞行提供一种方法，为实现安全运行提供了可能。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法，包括如下步骤：步骤1：获取繁忙机场终端区的空域环境信息，构建终端区空域环境仿真平台；步骤2：在步骤1构建的终端区空域环境内，根据需求设计目视飞行航路起止点，连接起止点和航路点，同时根据相关标准设计初步的目视飞行航路；步骤3：对初步设计的目视飞行航路进行水平方向上的优化处理、检查及调整；步骤4：对步骤3水平优化调整后的目视飞行航路进行垂直方向上的安全性检查，判断是否满足指标，若不满足则进行相应的调整；步骤5：将目视飞行航路平滑化，在仿真平台内确定最终目视飞行航路。上述步骤1中，空域环境信息包括终端区边界、民用运输机场、通航机场、跑道、特殊空域、所有航路点、位置报告点、障碍物、终端区内进离场飞行程序、仪表进近飞行程序及导航台。上述步骤1中，利用获取的空域环境信息，利用Java语言在ArcGIS软件构建终端区空域结构，并提供终端区空域的三维视图。上述步骤2中，以通航机场、通航起降点作为通航目视飞行航路起止点，以连线后路径最短的航路点来确定起止点和航路点。上述步骤2中，相关标准是指ICAODOC8168和BADA数据库。上述步骤3的具体过程是：步骤3-1：设计目视飞行航路优化目标，使得目视飞行航路路径尽可能地短；步骤3-2：对步骤3-1中的优化目标设置约束条件，避开特殊区域、民用航空机场跑道上空；步骤3-3：将优化后的目视飞行航路画入步骤1中的仿真平台内进行水平检查及调整。上述步骤4的具体过程是：步骤4-1：检查目视飞行航路与终端区内的航路航线是否满足垂直安全间隔；步骤4-2：检查目视飞行航路是否满足越障条件；步骤4-3：检查目视飞行航路是否满足通航航空器的飞机性能要求；步骤4-4：若不满足步骤4-1、4-2、4-3时，对目视飞行航路进行相应调整并将调整后的目视飞行航路画入仿真平台内，重新进行步骤3-3及步骤4-1、4-2、4-3，直至满足4-1、4-2、4-3的所有条件。采用上述方案后，本专利技术通过在繁忙机场终端区内划设及优化通用航空的目视飞行航路，可以尽可能地避开飞行限制区域、避开民用航空跑道上空空域，充分利用现有空域，为通用航空在繁忙机场终端区内飞行提供一种方法；同时满足水平垂直安全指标检查，为实现安全运行提供了可能。本专利技术具有如下技术效果：(1)为目视飞行航路提供水平方向上的优化处理，为设计目视飞行航路目标函数及约束条件提供一种思路；(2)为目视飞行航路进行垂直方向上的安全性检查，为满足垂直安全标准提供了可能。附图说明图1是本专利技术的流程图。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的技术方案及有益效果进行详细说明。如图1所示，本专利技术提供一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法，具体步骤如下：步骤1：获取繁忙机场终端区的空域环境信息，包括终端区边界、民用运输机场、通航机场、跑道、特殊空域、所有航路点、位置报告点、障碍物、终端区内进离场飞行程序、仪表进近飞行程序、导航台等，构建终端区空域环境。具体来说，从《国内航空资料汇编》手册、管制运行手册中获得繁忙机场终端区空域环境相应信息，包括终端区边界、民用运输机场、通航机场、跑道、特殊空域、所有航路点、位置报告点、障碍物、终端区内进离场飞行程序、仪表进近飞行程序、导航台等，利用Java语言在ArcGIS软件构建终端区空域结构，并提供终端区空域的三维视图。步骤2：在步骤1构建的终端区空域环境内，根据需求设计目视飞行航路起止点，连接起止点和航路点(选取连线后路径最短的航路点)，同时根据相关标准设计初步的目视飞行航路。通航机场、通航起降点作为通航目视飞行航路起止点，根据通航计划的需求选取相应的通航机场或通航起降点作为目视飞行航路起止点。连接目视飞行航路起止点、终端区内航路点(选取连线后路径最短的航路点)，同时参照ICAODOC8168(《航行服务程序-航空器运行》)和BADA数据库对通用航空器的有关标准来进行设计初步目视飞行航路。步骤3：对初步设计出的目视飞行航路进行水平方向上的优化处理、检查及调整。步骤3-1：设计目视飞行航路优化目标，使得目视飞行航路路径尽可能地短，路径长度定义为所有航段长度dij之和，D是航路路径：(i≠j；0＜i,j≤n)其中，用V代表航路网络中所有节点，元素vi如下式，n代表目视飞行航路起止点和连接的航路点数：V＝{v1,...,vn}dij为节点vi和vj间航段距离，用(xi,yi)表示vi位置信息，用(xj,yj)表示vj位置信息，定义如下式所示：步骤3-2：对步骤3-1中的优化目标设置约束条件，避开特殊区域、民用航空机场跑道上空；1)避让特殊空域。特殊空域由限制区、危险区、禁区构成。特殊空域集合用U表示，line(i,j)为vi和vj间航段，航空器不能穿过以及飞入特殊空域，即line(i,j)不能与特殊空域U有交集。(i≠j；0＜i,j≤n)2)避开民用航空机场跑道上空。目视飞行航路避开民用航空机场跑道上空，主要避开民用航空机场中各个仪表进近程序。为避开各仪表进近程序，目视飞行航路应避开由每个仪表进近程序中起始进近定位点(IAF)连接起来的空域再外扩Δ(Δ根据实际情况取值)之后的空域。此空域用A表示，line(i,j)不能与A有交集。(i≠j；0＜i,j≤n)步骤3-3：将优化后的目视飞行航路画入步骤1中的仿真平台内进行水平检查及调整。水平检查目视飞行航路与特殊空域、仪表进近程序是否有交集，同时检查设计出的目视飞行航路间是否满足水平间隔标准，若不满足，重新进行优化调整直至满足水平检查要求，将调整后的目视飞行航路画入仿真平台内。步骤4：对步骤3水平优化调整后的目视飞行航路进行垂直方向上的安全性检查，判断是否满足指标，若不满足则进行相应的调整。步骤4-1：检查目视飞行航路与终端区内的航路航线是否满足垂直安全间隔。步骤4-2：检查目视飞行航路是否满足越障条件。越障是指航空器沿目视飞行航路飞行时，需与地面障碍物保持足够的垂直距离。假设飞机当前飞行高度为ha，当前飞行的最小超障余度为MOC，障碍物高度为hj，飞机与障碍物的垂直距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：获取繁忙机场终端区的空域环境信息，构建终端区空域环境仿真平台；步骤2：在步骤1构建的终端区空域环境内，根据需求设计目视飞行航路起止点，连接起止点和航路点，同时根据相关标准设计初步的目视飞行航路；步骤3：对初步设计的目视飞行航路进行水平方向上的优化处理、检查及调整；步骤4：对步骤3水平优化调整后的目视飞行航路进行垂直方向上的安全性检查，判断是否满足指标，若不满足则进行相应的调整；步骤5：将目视飞行航路平滑化，在仿真平台内确定最终目视飞行航路。

【技术特征摘要】
1.一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：获取繁忙机场终端区的空域环境信息，构建终端区空域环境仿真平台；步骤2：在步骤1构建的终端区空域环境内，根据需求设计目视飞行航路起止点，连接起止点和航路点，同时根据相关标准设计初步的目视飞行航路；步骤3：对初步设计的目视飞行航路进行水平方向上的优化处理、检查及调整；步骤4：对步骤3水平优化调整后的目视飞行航路进行垂直方向上的安全性检查，判断是否满足指标，若不满足则进行相应的调整；步骤5：将目视飞行航路平滑化，在仿真平台内确定最终目视飞行航路。2.如权利要求1所述的一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法，其特征在于：所述步骤1中，空域环境信息包括终端区边界、民用运输机场、通航机场、跑道、特殊空域、所有航路点、位置报告点、障碍物、终端区内进离场飞行程序、仪表进近飞行程序及导航台。3.如权利要求1所述的一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法，其特征在于：所述步骤1中，利用获取的空域环境信息，利用Java语言在ArcGIS软件构建终端区空域结构，并提供终端区空域的三维视图。4.如权利要求1所述的一种繁忙机场终端区目视飞行航路的规划方法，其特征在于：所述步骤2中，以通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世锦，林荆荆，隋东，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32