一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于实时ADS‑B数据的航空器中止起飞识别方法及系统，包括航空器起飞采集模块、跑道数据采集模块、航空器轨迹数据处理模块、跑道轮廓曲线生成模块、中止起飞判断处理模块和告警输出模块，航空器起飞采集模块与航空器轨迹数据处理模块连接，跑道数据采集模块、航空器轨迹数据处理模块分别与跑道轮廓曲线生成模块连接，航空器轨迹数据处理模块、跑道轮廓曲线生成模块分别与中止起飞判断处理模块连接。本发明专利技术通过计算分析航空器场面运行轨迹与机场跑道轮廓曲线的交点个数，并结合航空器跑道内速度变化数据、航空器轨迹方向，可以实现航空器场面运行中止起飞异常实时告警，可以有效解决中止起飞延报、漏报、瞒报现象。

【技术实现步骤摘要】
一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法及系统
本专利技术涉及航空器起飞安全领域领域，尤其涉及一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法及系统。
技术介绍
中国民用航空局、航空公司、飞机制造厂及其他组织已经携手起来改进起飞安全，开始对中止起飞进行深入研究。起飞是一个历时很短但事故发生率很高的飞行阶段，据国际民航组织统计，起飞事故约占整个飞行事故的25％左右，国内外不时有起飞事故的报道，而在起飞事故中，中止起飞事故约占一半。2018年11月13日上午上海浦东机场达美航空一架A350客机，航班号DL582，计划执飞上海到底特律的航班，使用上海浦东国际机场R34L跑道起飞滑跑时，观察跑道末端一架日航B787-9飞机侵入跑道，机组立即中止起飞，未造成事故。最近几年中止起飞事件屡次发生，但航空承运人很难第一时间获知消息，如果机组隐瞒不报，航空承认人可能无法获知该事件，为航班安全运行埋下隐患。建立实时智能中止起飞识别模型成为各承运人的迫切需求。广播式自动相关监视技术(ADS-B)是国际民航组织确定的未来主要监视技术。ADS-B充分结合了卫星导航技术、通讯技术、机载以及地面站设备等多种技术，获得更大的覆盖范围，使得空中交通监视手段越发安全和高效，同时飞行员和地面管制员的运行态势感知能力、空中交通运行效率、空域容量与安全水平得到了有效的提高。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法及系统，通过计算分析航空器场面运行轨迹与机场跑道轮廓曲线的交点个数，并结合航空器跑道内速度变化数据、航空器轨迹方向，可以实现航空器场面运行中止起飞异常实时告警，可以有效解决中止起飞延报、漏报、瞒报现象。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其方法包括如下：A、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选取机场场面运行的离港航空器；B、采集机场跑道数据，提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线，然后构建出机场跑道曲线函数F2＝f(x,y)，式中x,y为跑道经纬度数据，并记录机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度；实时追踪离港航空器，并根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据确定离港航空器是否进入跑道；C、对进入跑道的航空器实时采集ADS-B数据并构建出航空器运行轨迹曲线函数F1＝f(x,y)，式中x,y为航空器的经纬度轨迹点，并记录航空器的速度数据；同时将航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数按照经纬度建立一一映射关系；D、根据进入跑道的航空器所对应的实时ADS-B数据实时计算出时间T分钟内的ADS-B轨迹数据，ADS-B轨迹数据包括航空器轨迹线、航空器速度变化数据，将ADS-B轨迹数据中的航空器运行轨迹曲线函数实时按照经纬度映射到所对应的机场跑道曲线函数中，并得到运行轨迹与机场跑道几何模型；在时间T分钟内，实时分析航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数的交点个数M，结合交点个数M与航空器速度变化数据判定航空器是否触发中止起飞。为了更好地实现本专利技术基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，所述ADS-B数据采集来源于ADS-B设备，ADS-B数据包括航班号、经度、纬度、高度；所述机场跑道数据包括跑道宽度、长度、跑道号、机场ICAO代码、经度、纬度。本专利技术步骤D的中止起飞判断方法如下：D1、若交点个数M为一个，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；D2、若交点个数M为至少两个，则触发中止起飞。进一步的技术方案是：对所述步骤D2的中止起飞判断进行如下修正：D21、若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞；若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，则不触发中止起飞；D22、若交点个数M为三个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则不触发中止起飞；D23、若交点个数M为四个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞。更进一步的技术方案是：针对有些机场场面ADS-B信号覆盖不全的情况，对所述步骤D的中止起飞判断进行如下修正：D1、若交点个数M为一个且机场场面ADS-B信号覆盖不全，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；若交点个数M为一个且机场场面ADS-B信号覆盖全面，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；D0、若交点个数M为零个，机场场面ADS-B信号覆盖不全，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞。一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其方法包括如下：A、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选取机场场面运行的离港航空器；B、采集机场跑道数据并形成跑道经纬度数据库，提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线，然后构建出机场跑道曲线函数F2＝f(x,y)，式中x,y为跑道经纬度数据，并记录机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度；实时追踪离港航空器，并根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据确定离港航空器是否进入跑道；C、对进入跑道的航空器实时采集ADS-B数据并构建出航空器运行轨迹曲线函数F1＝f(x,y)，式中x,y为航空器的经纬度轨迹点，并记录航空器的速度数据；同时将航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数按照经纬度建立一一映射关系；D、根据进入跑道的航空器所对应的实时ADS-B数据实时计算出时间T分钟内的ADS-B轨迹数据，ADS-B轨迹数据包括航空器轨迹线、航空器速度变化数据，结合实时的ADS-B轨迹数据、机场跑道入口端边缘处经纬度和出口端边缘处经纬度判断航空器轨迹方向；将ADS-B轨迹数据中的航空器运行轨迹曲线函数实时按照经纬度映射到所对应的机场跑道曲线函数中，并得到运行轨迹与机场跑道几何模型；在时间T分钟内，实时分析航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数的交点个数M，结合交点个数M、航空器速度变化数据、航空器轨迹方向判定航空器是否触发中止起飞；其判断方法如下：D1、若交点个数M为至多一个，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；D2、若交点个数M为至少两个，其判断方法如下：D21、若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：其方法包括如下：/nA、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选取机场场面运行的离港航空器；/nB、采集机场跑道数据，提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线，然后构建出机场跑道曲线函数F

【技术特征摘要】
1.一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：其方法包括如下：
A、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选取机场场面运行的离港航空器；
B、采集机场跑道数据，提取机场跑道边缘经纬度数据并得到一个封闭的机场跑道轮廓曲线，然后构建出机场跑道曲线函数F2＝f(x,y)，式中x,y为跑道经纬度数据；实时追踪离港航空器，并根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据确定离港航空器是否进入跑道；
C、对进入跑道的航空器实时采集ADS-B数据并构建出航空器运行轨迹曲线函数F1＝f(x,y)，式中x,y为航空器的经纬度轨迹点，并记录航空器的速度数据；同时将航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数按照经纬度建立一一映射关系；
D、根据进入跑道的航空器所对应的实时ADS-B数据实时计算出时间T分钟内的ADS-B轨迹数据，ADS-B轨迹数据包括航空器轨迹线、航空器速度变化数据，将ADS-B轨迹数据中的航空器运行轨迹曲线函数实时按照经纬度映射到所对应的机场跑道曲线函数中，并得到运行轨迹与机场跑道几何模型；在时间T分钟内，实时分析航空器运行轨迹曲线函数与机场跑道曲线函数的交点个数M，结合交点个数M与航空器速度变化数据判定航空器是否触发中止起飞。


2.按照权利要求1所述的一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：所述ADS-B数据采集来源于ADS-B设备，ADS-B数据包括航班号、经度、纬度、高度；所述机场跑道数据包括跑道宽度、长度、跑道号、机场ICAO代码、经度、纬度。


3.按照权利要求1所述的一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：所述步骤D的中止起飞判断方法如下：
D1、若交点个数M为一个，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
D2、若交点个数M为至少两个，则触发中止起飞。


4.按照权利要求3所述的一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：对所述步骤D2的中止起飞判断进行如下修正：
D21、若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞；
若交点个数M为两个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，则不触发中止起飞；
D22、若交点个数M为三个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则不触发中止起飞；
D23、若交点个数M为四个，且ADS-B轨迹数据的航空器轨迹方向分为如下两个阶段：第一阶段航空器轨迹方向是从跑道出口端朝向跑道入口端，第二阶段航空器轨迹方向是从跑道入口端朝向跑道出口端，则触发中止起飞。


5.按照权利要求4所述的一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：针对有些机场场面ADS-B信号覆盖不全的情况，对所述步骤D的中止起飞判断进行如下修正：
D1、若交点个数M为一个且机场场面ADS-B信号覆盖不全，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
若交点个数M为一个且机场场面ADS-B信号覆盖全面，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞；
D0、若交点个数M为零个，机场场面ADS-B信号覆盖不全，航空器速度变化数据为先增后减，则触发中止起飞。


6.一种基于实时ADS-B数据的航空器中止起飞识别方法，其特征在于：其方法包括如下：
A、实时收集航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据，根据航班动态、ACARS报文数据、ADS-B数据综合识别出航空器推出与起飞时间窗口，并选...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，黄荣顺，姚红宇，袁建，
申请(专利权)人：中国民航科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11