一种基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法技术

本发明专利技术公开了装置一种基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法，所述方法具体为：S1：提取判定平滑飞机轨迹所需的QAR参数；S3：按照清洗后的所述QAR参数的取值提取飞机航段的地面阶段、第一飞行阶段和第二飞行阶段；S4：采用S‑G滤波平滑算法对地面阶段、第一飞行阶段进行平滑降噪处理；采用移动平均平滑算法对第二飞行阶段进行数据平滑处理；S5：识别并提取地面阶段中的转弯区间；S6：采用n阶贝塞尔曲线插值对转弯区间进行平滑处理。本发明专利技术提出的方法精确度高，根据不同阶段的轨迹特点采用不同的方法进行平滑处理，同时原理简单，稳定性较好，适合大量推广。

A method of adaptive flight path smoothing based on QAR parameters

【技术实现步骤摘要】
一种基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法
本专利技术涉及航空信息可视化领域，具体的，涉及一种基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法。
技术介绍
航段轨迹还原是较为基础也较为广泛的QAR参数用法，但经纬度参数的采集存在误差和真实高度参数方面的小幅跳变，这是由于在不同飞行阶段，不同探测器取得的高度参数准确度不同。真实高度参数实际为当前飞行阶段准确度更高的高度参数值的组合，因此在转变使用的参数时，会出现小幅度跳变。例：无线电高度50英尺以下使用无线电高度，50英尺以上使用海压修正高度。这样使得还原出的轨迹不那么真实。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法，精确度高，根据不同阶段的轨迹特点采用不同的方法进行平滑处理。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法，所述方法具体为：S1：提取判定平滑飞机轨迹所需的QAR参数，包括无线电高度、发动机转速、纵向加速度、空速、地速、垂直速度、襟翼状态、缝翼状态、起落架空地电门状态、扰流板状态、真实高度、俯仰角；S2：对提取的QAR参数进行数据清洗；S3：按照清洗后的所述QAR参数的取值提取飞机航段的地面阶段、第一飞行阶段和第二飞行阶段；S4：采用S-G滤波平滑算法对地面阶段、第一飞行阶段进行平滑降噪处理；采用移动平均平滑算法对第二飞行阶段进行数据平滑处理；S5：识别并提取地面阶段中的转弯区间；<br>S6：采用n阶贝塞尔曲线插值对转弯区间进行平滑处理。进一步，所述S1具体为：S11：对民用航空器中的QAR参数进行译码解析，得到一个CSV文件；S12：提取平滑飞行轨迹所需要的参数数据。进一步，所述S3具体为：S31：按起落架空地电门状态将整个航段分为所述地面阶段和飞行阶段；S32：根据每个轨迹点对应的空速是否超过空速阈值，将所述飞行阶段分为所述第一飞行阶段和所述第二飞行阶段；所述第一飞行阶段对应着未超过空速阈值的阶段；所述第二飞行阶段对应着超过空速阈值的阶段；所述空速阈值为245-255节。进一步，对于所述地面阶段平滑降噪的处理采用二次多项式对窗口内的数据进行拟合；对于所述第一飞行阶段平滑降噪的处理采用三次多项式对窗口内的数据进行拟合。进一步，所述S5具体为：提取所述地面阶段的每个轨迹点的航向参数，并计算相邻轨迹点的变化速率，提取变化速率均大于变化速率阈值的时间区间。进一步，所述S6具体为：对于所述转弯区间，取首尾两个时间点对应的轨迹点P0、Pn为锚点，中间n-1个轨迹点(P1，P2，…，Pn-1)为控制点，即所述转弯区间的轨迹点的数量为n+1个，则令：在[0,1]范围内等距地取k个值，其中k＞＞n-1；依次令t等于每个k值代入曲线方程，计算出k个插值点替换掉n-1个控制点(P1，P2，…，Pn-1)，B(t)表示由点构成的贝塞尔曲线。本专利技术的有益效果是：本专利技术基于QAR数据，将飞机的航段分为地面阶段、第一飞行阶段和第二飞行阶段，利用S-G滤波平滑算法对地面阶段和第一飞行阶段进行飞行轨迹的处理，采用移动平均平滑算法对第二飞行阶段飞行轨迹平滑处理，并识别转弯阶段数据，采用n阶贝塞尔曲线插值对其进行平滑处理，本专利技术提出的方法精确度高，根据不同阶段的轨迹特点采用不同的方法进行平滑处理，同时原理简单，稳定性较好，适合大量推广。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：附图1为本专利技术流程图；附图2为n阶贝塞尔曲线插值效果图。具体实施方式以下将参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。本实施例提出了一种基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法，如图1所示，方法具体为：S1：提取判定平滑飞机轨迹所需的QAR参数；S11：对民用航空器中的QAR参数进行译码解析，得到一个CSV文件；S12：提取平滑飞行轨迹所需要的参数数据，包括无线电高度、发动机转速、纵向加速度、空速、地速、垂直速度、襟翼状态、缝翼状态、起落架空地电门状态、扰流板状态、真实高度、俯仰角。S2：对提取的QAR参数进行数据清洗；原始QAR数据由于译码错位或采集误差等因素，会存在部分数据字段错位或信息缺失等明显异常情况。结合异常数据所处时间点附近一段时间内，飞机状态的所有参数数据，对异常数据进行识别、删除和推断补全。异常数据识别范围：CSV文件不完整，没有从起飞到着陆的全过程；CSV文件为出发地和目的地都相同的飞行训练数据；译码输出的CSV文件参数错位，即在参数1那一列中的某一行，显示参数2的数据；参数取值超出理论取值范围；参数取值出现不合逻辑的跳变等。删除操作：对于上述提到的CSV文件格式异常情况，视作无效数据而弃用；对于CSV文件本身格式正确，仅是参数取值偶有异常的数据，仅删去CSV文件中的异常数据，之后结合其他参数推断补全。推断补全的方法：对于速度、经纬度、高度等连续数值类参数，一般取前后平均值；对于襟翼状态、缝翼状态等离散的状态类参数，一般取前值或后值填充。S3：按照清洗后的所述QAR参数的取值提取飞机航段的地面阶段、第一飞行阶段和第二飞行阶段；S31：按起落架空地电门状态将整个航段分为地面阶段和飞行阶段；其中飞机接地点的判断方法为：采用空地电门转换识别飞机着陆的时间点，QAR数据中的起落架状态的参数是通过空地电门传感器变化来识别起落架状态的，空地电门转换就是使用起落架状态参数。S32：根据每个轨迹点对应的空速是否超过空速阈值，将飞行阶段分为第一飞行阶段和第二飞行阶段，空速阈值为245-255节，第一飞行阶段对应着未超过空速阈值的阶段；第二飞行阶段对应着超过空速阈值的阶段。S4：采用S-G滤波平滑算法对地面阶段、第一飞行阶段进行平滑降噪处理；采用移动平均平滑算法对第二飞行阶段进行数据平滑处理；S-G滤波平滑算法介绍：将一段区间的等间隔的2m+1个点记为X集合，其中中点为a，S-G滤波平滑就是利用在为Xa-m,Xa-(m-1),…,Xa,…,Xa+(m-1),Xa+m的数据的多项式拟合值来取代Xa,，然后依次移动，直到把数据遍历完。S-G滤波平滑算法的优点在于：在去除噪声的同时可以确保原数据的形状等特征不变。由于经纬度数据存在采集误差，将原数据可视化后会看呈明显的锯齿状，由此可假定采集误差为白本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法，其特征在于：所述方法具体为：/nS1：提取判定平滑飞机轨迹所需的QAR参数，包括无线电高度、发动机转速、纵向加速度、空速、地速、垂直速度、襟翼状态、缝翼状态、起落架空地电门状态、扰流板状态、真实高度、俯仰角；/nS2：对提取的QAR参数进行数据清洗；/nS3：按照清洗后的所述QAR参数的取值提取飞机航段的地面阶段、第一飞行阶段和第二飞行阶段；/nS4：采用S-G滤波平滑算法对地面阶段、第一飞行阶段进行平滑降噪处理；采用移动平均平滑算法对第二飞行阶段进行数据平滑处理；/nS5：识别并提取地面阶段中的转弯区间；/nS6：采用n阶贝塞尔曲线插值对转弯区间进行平滑处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法，其特征在于：所述方法具体为：
S1：提取判定平滑飞机轨迹所需的QAR参数，包括无线电高度、发动机转速、纵向加速度、空速、地速、垂直速度、襟翼状态、缝翼状态、起落架空地电门状态、扰流板状态、真实高度、俯仰角；
S2：对提取的QAR参数进行数据清洗；
S3：按照清洗后的所述QAR参数的取值提取飞机航段的地面阶段、第一飞行阶段和第二飞行阶段；
S4：采用S-G滤波平滑算法对地面阶段、第一飞行阶段进行平滑降噪处理；采用移动平均平滑算法对第二飞行阶段进行数据平滑处理；
S5：识别并提取地面阶段中的转弯区间；
S6：采用n阶贝塞尔曲线插值对转弯区间进行平滑处理。


2.根据权利要求1所述的基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法，其特征在于：所述S1具体为：
S11：对民用航空器中的QAR参数进行译码解析，得到一个CSV文件；
S12：提取平滑飞行轨迹所需要的参数数据。


3.根据权利要求1所述的基于时序QAR参数的飞行轨迹自适应平滑的方法，其特征在于：所述S3具体为：
S31：按起落架空地电门状态将整个航段分为所述地面阶段和飞行阶段；
S32：根据每个轨迹点对应的空速是否超过空速阈值，将所述飞行阶段分为所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：綦麟，廖字文，刘柳，
申请(专利权)人：四川函钛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51