一种空中交通防撞方法、装置及飞机制造方法及图纸

本公开实施例提供一种空中交通防撞方法、装置及飞机，属于飞行器技术领域。包括：获取飞机当前的第一位置参数以及监视范围内入侵机的第二位置参数；根据第一位置参数和第二位置参数，获取入侵机相对飞机的相对位移参数；根据相对位置和相对速度，计算飞机与入侵机的最接近点的最接近时段和最接近距离；若最接近时段小于或者等于TA/RA告警时间门限，最接近距离小于或者等于TA/RA相对距离门限，且垂直方向上的相对距离小于或者等于TA/RA的相对高度门限，则产生对应的TA/RA告警；若产生RA告警，控制飞机执行相对入侵机的垂直机动避让措施。被动接收监视数据能够减少不必要的询问，解决易出现的错误告警和虚警等问题，提升设备的监视和防撞性能。

【技术实现步骤摘要】
一种空中交通防撞方法、装置及飞机
本公开涉及飞行器
，尤其涉及一种空中交通防撞方法、装置及飞机。
技术介绍
传统的空中交通防撞系统主动向周围目标发出询问信号，并从接收到的应答信息中提取所需信息，以确定目标具体位置。本专利技术提出一种基于ADS-B被动监视数据的空中交通防撞新方法，通过被动接收而非主动询问的方式来获取监视数据，并利用被动监视数据中更为丰富的信息进行防撞处理。广播式自动相关监视ADS-B是一种基于1090MHz数据链通信和GPS全球卫星定位系统完成交通监视和信息传输的空管监视新技术，通过本机接收其他飞机的广播信息及向外广播其位置和速度等自身信息以实现飞机之间以及飞机对周围环境的感知。利用他机ADS-B被动监视广播数据实施空中防撞有效解决了采用主动监视数据进行防撞计算及判决中存在的若干问题，能够显著提升监视性能，提高系统防撞的效率和精度。当前基于主动监视数据的空中防撞技术存在以下缺点：主动监视数据的获取需要本机与他机之间进行充分协调，从而造成采样数据相较于实时数据的及时性和准确性偏低，可能出现数据丢失或失真等不利因素，使得数据可靠性下降；主动监视基于电磁波信号的收发，可监视范围相对较小；主动监视测角准确度普遍不高，造成监视及防撞结果判断准确性下降。
技术实现思路
有鉴于此，本公开实施例提供一种空中交通防撞方法、装置及飞机，至少部分解决现有技术中存在的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种空中交通防撞方法，应用于装配有ADS-Bin的飞机对装配有ADS-Bout的入侵机的监视防撞，所述方法包括：获取所述飞机当前的第一位置参数以及监视范围内所述入侵机的第二位置参数，其中，所述第一位置参数和所述第二位置参数均至少包括经度、纬度、高度和航向；根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，获取所述入侵机相对所述飞机的相对位移参数，其中，所述相对位移参数包括相对位置、相对速度和垂直方向上的相对距离；根据所述相对位置和相对速度，计算所述飞机与所述入侵机的最接近点的最接近时段和最接近距离；判断所述最接近时段是否小于或者等于TA/RA告警时间门限，所述最接近距离是否小于或者等于TA/RA相对距离门限，以及，所述垂直方向上的相对距离是否小于或者等于TA/RA相对高度门限；若所述最接近时段小于或者等于TA/RA告警时间门限，所述最接近距离小于或者等于TA/RA相对距离门限，且所述垂直方向上的相对距离小于或者等于TA/RA的相对高度门限，则产生对应的TA/RA告警；若产生RA告警，则控制所述飞机执行相对所述入侵机的垂直机动避让措施。可选的，所述根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，获取所述入侵机相对所述飞机的相对位移参数的步骤，包括：根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，计算所述入侵机相对所述飞机的相对位置和垂直方向上的相对距离；跟踪计算所述相对距离的变化，计算所述相对速度。可选的，所述根据所述相对位置和相对速度，计算所述飞机与所述入侵机的最接近点的最接近时段和最接近距离的步骤，包括：以所述飞机为坐标原点，以及所述入侵机相对于所述飞机的相对速度对应的速度矢量所在平面内建立平面坐标系；在所述平面坐标系内，根据所述相对位置和所述相对速度，获取所述入侵机相对所述飞机的相对移动路径；查找所述移动路径上距离所述飞机最近的点，作为所述最接近点；计算所述最近接点对应的最接近时段和最接近距离。可选的，设定所述飞机和所述入侵机均做匀速直线运动；所述最接近距离其中，(x0,y0)为所述入侵机的初始位置，vx'和vy'为所述平面坐标系内所述入侵机相对所述飞机的速度分量；所述最接近时段其中，参数含义与上述相同。可选的，所述若产生RA告警，则控制所述飞机执行相对所述入侵机的垂直机动避让措施的步骤，包括：从全部可用机动措施中选择与当前的RA告警匹配的目标机动措施，作为垂直机动避让措施，其中，所述可用机动措施包括平飞、爬升和下降；将所述垂直机动避让措施输出到所述飞机的操作端口，以使所述操作端口的飞行员执行所述垂直机动避让措施。可选的，所述从全部可用机动措施中选择与当前的RA告警匹配的目标机动措施的步骤：选择平飞作为初始机动措施；判断初始机动措施在所述最接近点的时刻与所述入侵机在垂直方向上的预估相对高度距离，是否大于所述RA相对高度门限；若所述预估相对高度距离大于RA解除高度门限，则将初始机动措施作为所述目标机动措施；若所述预估相对高度距离小于或者等于RA解除高度门限，选择爬升或者下降作为所述目标机动措施。可选的，所述选择爬升或者下降作为所述目标机动措施的步骤，包括：根据所述飞机与所述入侵机的相对速度和航向，确定所述飞机相对所述入侵机的碰撞趋势，其中，所述碰撞趋势包括向上碰撞、向下碰撞和水平碰撞；若所述碰撞趋势为向上碰撞，则选择下降作为所述目标机动措施；若所述碰撞趋势为向下碰撞或者水平碰撞，则选择爬升作为所述目标机动措施。第二方面，本专利技术实施例提供一种空中交通防撞装置，应用于装配有ADS-Bin的飞机对装配有ADS-Bout的入侵机的监视防撞，所述装置包括：第一获取模块，用于获取所述飞机当前的第一位置参数以及监视范围内所述入侵机的第二位置参数，其中，所述第一位置参数和所述第二位置参数均至少包括经度、纬度、高度和航向；第二获取模块，用于根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，获取所述入侵机相对所述飞机的相对位移参数，其中，所述相对位移参数包括相对位置、相对速度和垂直方向上的相对距离；计算模块，用于根据所述相对位置和相对速度，计算所述飞机与所述入侵机的最接近点的最接近时段和最接近距离；判断模块，用于判断所述最接近时段是否小于或者等于TA/RA告警时间门限，所述最接近距离是否小于或者等于TA/RA相对距离门限，以及，所述垂直方向上的相对距离是否小于或者等于TA/RA相对高度门限；告警模块，用于若所述最接近时段小于或者等于TA/RA告警时间门限，所述最接近距离小于或者等于TA/RA相对距离门限，且所述垂直方向上的相对距离小于或者等于TA/RA的相对高度门限，则产生对应的TA/RA告警；避撞模块，用于若产生RA告警，则控制所述飞机执行相对所述入侵机的垂直机动避让措施。可选的，所述避撞模块用于：从全部可用机动措施中选择与当前的RA告警匹配的目标机动措施，作为垂直机动避让措施，其中，所述可用机动措施包括平飞、爬升和下降；将所述垂直机动避让措施输出到所述飞机的操作端口，以使所述操作端口的飞行员执行所述垂直机动避让措施。第三方面，本专利技术实施例提供一种飞机，所述飞机包括飞机本体、ADS-Bin和处理器；所述处理器用于执行第一方面中任一项所述的方法。本专利技术提出基于ADS-B被动监视数据的空中交通防撞新方法，无需协调交互即可直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空中交通防撞方法，其特征在于，应用于装配有ADS-B in的飞机对装配有ADS-Bout的入侵机的监视防撞，所述方法包括：/n获取所述飞机当前的第一位置参数以及监视范围内所述入侵机的第二位置参数，其中，所述第一位置参数和所述第二位置参数均至少包括经度、纬度、高度和航向；/n根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，获取所述入侵机相对所述飞机的相对位移参数，其中，所述相对位移参数包括相对位置、相对速度和垂直方向上的相对距离；/n根据所述相对位置和相对速度，计算所述飞机与所述入侵机的最接近点的最接近时段和最接近距离；/n判断所述最接近时段是否小于或者等于TA/RA告警时间门限，所述最接近距离是否小于或者等于TA/RA相对距离门限，以及，所述垂直方向上的相对距离是否小于或者等于TA/RA相对高度门限；/n若所述最接近时段小于或者等于TA/RA告警时间门限，所述最接近距离小于或者等于TA/RA相对距离门限，且所述垂直方向上的相对距离小于或者等于TA/RA的相对高度门限，则产生对应的TA/RA告警；/n若产生RA告警，则控制所述飞机执行相对所述入侵机的垂直机动避让措施。/n

【技术特征摘要】
1.一种空中交通防撞方法，其特征在于，应用于装配有ADS-Bin的飞机对装配有ADS-Bout的入侵机的监视防撞，所述方法包括：
获取所述飞机当前的第一位置参数以及监视范围内所述入侵机的第二位置参数，其中，所述第一位置参数和所述第二位置参数均至少包括经度、纬度、高度和航向；
根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，获取所述入侵机相对所述飞机的相对位移参数，其中，所述相对位移参数包括相对位置、相对速度和垂直方向上的相对距离；
根据所述相对位置和相对速度，计算所述飞机与所述入侵机的最接近点的最接近时段和最接近距离；
判断所述最接近时段是否小于或者等于TA/RA告警时间门限，所述最接近距离是否小于或者等于TA/RA相对距离门限，以及，所述垂直方向上的相对距离是否小于或者等于TA/RA相对高度门限；
若所述最接近时段小于或者等于TA/RA告警时间门限，所述最接近距离小于或者等于TA/RA相对距离门限，且所述垂直方向上的相对距离小于或者等于TA/RA的相对高度门限，则产生对应的TA/RA告警；
若产生RA告警，则控制所述飞机执行相对所述入侵机的垂直机动避让措施。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，获取所述入侵机相对所述飞机的相对位移参数的步骤，包括：
根据所述第一位置参数和所述第二位置参数，计算所述入侵机相对所述飞机的相对位置和垂直方向上的相对距离；
跟踪计算所述相对距离的变化，计算所述相对速度。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相对位置和相对速度，计算所述飞机与所述入侵机的最接近点的最接近时段和最接近距离的步骤，包括：
以所述飞机为坐标原点，以及所述入侵机相对于所述飞机的相对速度对应的速度矢量所在平面内建立平面坐标系；
在所述平面坐标系内，根据所述相对位置和所述相对速度，获取所述入侵机相对所述飞机的相对移动路径；
查找所述移动路径上距离所述飞机最近的点，作为所述最接近点；
计算所述最近接点对应的最接近时段和最接近距离。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，设定所述飞机和所述入侵机均做匀速直线运动；
所述最接近距离其中，(x0,y0)为所述入侵机的初始位置，vx'和vy'为所述平面坐标系内所述入侵机相对所述飞机的速度分量；
所述最接近时段其中，参数含义与上述相同。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述若产生RA告警，则控制所述飞机执行相对所述入侵机的垂直机动避让措施的步骤，包括：
从全部可用机动措施中选择与当前的RA告警匹配的目标机动措施，作为垂直机动避让措施，其中，所述可用机动措施包括平飞、爬升和下降；
将所述垂直机动避让措施输出到所述飞机的操作端口，以使所述操作端口的飞行员执...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨富国，谈适，杨雪菲，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32