一种航空器低空飞行高压线危险接近检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种航空器低空飞行高压线危险接近检测方法及系统，建立飞行区域高压线数学模型；获取所述当前航空器的位置信息，位置信息包括飞行高度和经纬度坐标，判断当前航空器经纬度是否位于所在高压线线段的最大纬度和最小纬度、最大经度和最小经度之间，若在此范围，则启动高压线危险接近检测，否则，视为安全；启动高压线危险接近检测时，先判断当前航空器飞行高度是否低于所在高压线线段垂直告警高度，若低于垂直告警高度则启动水平危险接近告警检测，否则视为安全；启动水平危险接近告警检测时，计算当前航空器离所在高压线线段的最小水平距离，当此最小距离小于水平预警或告警距离，则发出高压线危险接近预警或告警，否则视为安全。否则视为安全。否则视为安全。

【技术实现步骤摘要】
一种航空器低空飞行高压线危险接近检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及航空危险检测
，具体为一种航空器低空飞行高压线危险接近检测方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，直升机、无人机低空飞行越来越多地应用于工农业生产、生活消费、社会公共服务等领域，飞行范围日益扩大，飞行环境特别是低空飞行环境复杂多样，遍布全国各地的高压线对低空飞行安全造成了严重影响。
[0003]高压线遍布各地，高压线走向随地形起伏且存在垂弯形状(两个高压线塔架之间的高压线低垂、非两塔架之间的直线)；飞行区域的高压线由多条线段连接而成，折线拐弯处航空器低空飞行危险接近告警需分别对不同线段处理。目前的高压线危险检测需要区分横向与纵向危险距离，计算方法复杂，实现比较困难，而且不同的航空器采用的方式不同，缺少通用性。

技术实现思路

[0004]本专利技术就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种航空器低空飞行高压线危险接近检测方法及系统，采用统一模型，可适用于由任意多段线段组成的高压线路、任意相对速度方向、任意相对速度大小，不需区分横向、纵向告警距离，简化计算和处理，具有简单、直观，数学模型统一，实现简单，具有通用性的优点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种航空器低空飞行高压线危险接近检测方法，包括以下步骤：
[0007]建立飞行区域高压线数学模型，将每一条高压线分为多条相互连接的线段，并确定每条高压线线段两个端点的经纬度以及高压线线段垂直告警高度；/>[0008]获取所述当前航空器的位置信息，位置信息包括飞行高度和经纬度坐标，以每一段高压线线段为对象，判断当前航空器经纬度是否位于所在高压线线段的最大纬度和最小纬度、最大经度和最小经度之间，若在此范围，则启动高压线危险接近检测，否则，视为安全；
[0009]启动高压线危险接近检测时，先判断当前航空器飞行高度是否低于所在高压线线段垂直告警高度，若低于垂直告警高度则启动水平危险接近告警检测，否则视为安全；
[0010]启动水平危险接近告警检测时，计算当前航空器离所在高压线线段的最小水平距离，当此最小距离小于水平预警或告警距离，则发出高压线危险接近预警或告警，否则视为安全；
[0011]当前航空器未检测到高压线危险接近时，所述当前航空器按照预估轨迹和预计飞行时间继续执行飞行任务。
[0012]优选的，所述高压线线段垂直告警高度计算方法为，
[0013]H
alarm
＝max(H
A
，H
B
)+ΔH
[0014]其中，H
alarm
为当前航空器在所在高压线线段区域飞行时的垂直告警高度，H
A
、H
B
为所在高压线线段AB两个端点处的海拔高度，此海拔高度与当前航空器位置信息包含的高度信息采用同一基准，ΔH是为确保航空器安全飞行须保持的航空器离高压线的保护高度。
[0015]优选的，所述当前航空器离所在高压线线段的最小水平距离计算方法为，
[0016]当当前航空器位置到所在高压线线段的垂线落在当前航空器位置与所在高压线线段构成的三角形内时，
[0017][0018][0019][0020]当当前航空器位置到所在高压线线段的垂线落在当前航空器位置与所在高压线线段构成的三角形外时，
[0021]d＝a或b的最小值；
[0022]其中，d为当前航空器离所在高压线线段的最小水平距离，a为当前航空器位置C点到所在高压线线段端点B的水平距离；b为当前航空器位置C点到所在高压线线段端点A的水平距离；c为所在高压线线段端点A到端点B的水平距离。
[0023]优选的，两点之间的水平距离a、b、c的计算方法为，
[0024]σ＝arccos(cos(90
°‑
X
w
)cos(90
°‑
Y
w
)+sin(90
°‑
X
w
)sin(90
°‑
Y
w
)cos(X
j
‑
Y
j
))
[0025][0026]其中，r为两点之间的水平距离，X
j
、X
w
分别为计算线段水平距离的一个端点的经度与纬度，Y
j
、Y
w
分别为计算线段水平距离的另一个端点的经度与纬度，σ为计算中间角度，R为地球半径。
[0027]一种航空器低空飞行高压线危险接近检测系统，包括：
[0028]数据获取模块，用于获取当前航空器的位置信息和飞行区域的高压线数学模型数据；
[0029]水平距离计算模块，计算当前航空器位置到所在高压线线段两个端点的距离以及高压线线段的水平距离；
[0030]最小距离计算模块，计算所述当前航空器离所在高压线线段的最小水平距离；
[0031]危险接近检测模块，当前航空器飞行高度与所在高压线线段垂直告警高度比较以及将当前航空器离所在高压线线段的最小水平距离与水平预警或告警距离比较，判断是否存在高压线危险接近情况。
[0032]优选的，所述当前航空器的位置信息包括飞行高度和经纬度，所述飞行区域的高压线数学模型数据包括组成各段高压线线段两个端点的经纬度、所在高压线线段垂直告警高度。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0034]1、本专利技术采用统一模型，可适用于由任意多段线段组成的高压线路、任意相对速度方向、任意相对速度大小，不需区分横向、纵向告警距离，简化计算和处理，具有简单、直
观，数学模型统一，实现简单的优点。
[0035]2、告警所用参数均为合作式监视信息获得，且为经纬度，无需转换，大多数通航航空器均可提供满足精度要求的机载位置信息、合作式监视信息源。
[0036]3、将连续的高压线路分解成多端高压线段进行计算，高压线冲突检测就是对比当前时刻飞行器距离高压线路的最短距离与高压线的安全距离界限标准,通过点到线段的最短距离判断与高压线的位置关系，降低计算复杂度。
[0037]4、航空器低空飞行高压线危险接近水平预警或告警距离(保护距离)可根据航空器类型(尺寸、重量等)、飞行特性(飞行高度、转弯半径等)及飞行任务属性(是否载客飞行、飞行区域)等确定设置，适应不同低空空域、飞行环境、飞行性质、飞行密度等多样化低空飞行情况，增加通用性。
附图说明
[0038]图1为高压线线段的水平预警与告警示意图；
[0039]图2为当前航空器位置到所在高压线线段垂直距离的结构示意图一；
[0040]图3为当前航空器位置到所在高压线线段垂直距离的结构示意图二；
[0041]图4为当前航空器位置到所在高压线线段垂直距离的结构示意图三。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空器低空飞行高压线危险接近检测方法，其特征在于：包括以下步骤：建立飞行区域高压线数学模型，将每一条高压线分为多条相互连接的线段，并确定每条高压线线段两个端点的经纬度以及高压线线段垂直告警高度；获取所述当前航空器的位置信息，位置信息包括飞行高度和经纬度坐标，以每一段高压线线段为对象，判断当前航空器经纬度是否位于所在高压线线段的最大纬度和最小纬度、最大经度和最小经度之间，若在此范围，则启动高压线危险接近检测，否则，视为安全；启动高压线危险接近检测时，先判断当前航空器飞行高度是否低于所在高压线线段垂直告警高度，若低于垂直告警高度则启动水平危险接近告警检测，否则视为安全；启动水平危险接近告警检测时，计算当前航空器离所在高压线线段的最小水平距离，当此最小距离小于水平预警或告警距离，则发出高压线危险接近预警或告警，否则视为安全；当前航空器未检测到高压线危险接近时，所述当前航空器按照预估轨迹和预计飞行时间继续执行飞行任务。2.如权利要求1所述的一种航空器低空飞行高压线危险接近检测方法，其特征在于：所述高压线线段垂直告警高度计算方法为，H
alarm
＝max(H
A
，H
B
)+ΔH其中，H
alarm
为当前航空器在所在高压线线段区域飞行时的垂直告警高度，H
A
、H
B
为所在高压线线段AB两个端点处的海拔高度，此海拔高度与当前航空器位置信息包含的高度信息采用同一基准，ΔH是为确保航空器安全飞行须保持的航空器离高压线的保护高度。3.如权利要求1所述的一种航空器低空飞行高压线危险接近检测方法，其特征在于：所述当前航空器离所在高压线线段的最小水平距离计算方法为，当当前航空器位置到所在高压线线段的垂线落在当前航空器位置与所在高压线线段构成的三角形内时，构成的三角形内时，构成的三角形内时，当当前航空器位置到所在高压线线段的垂线落在当前航空器位置与所在高压线线段构成的三角形外时，d＝a或b的最小值...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁前军，胡斌，
申请(专利权)人：时代低空山东产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：