一种空管ATC系统中实现ACAS冲突检测的方法，包括支撑系统的通信数据处理服务器、监视数据处理服务器、飞行数据处理服务器、席位工作站及网络设备。该方法包括如下步骤：(1)获取雷达实时监视数据；(2)对已获取的监视数据的位置进行跟踪滤波和平滑与插值；(3)选择一飞行器，确定其飞行作用范围，在飞行作用范围内选择威胁目标；(4)阈值选择，根据威胁目标所处的高度，利用阈值表得到相应的预留时间、水平间距、垂直间距三个阈值；(5)冲突检测参数计算；包括接近速度、预留时间计算；(6)告警计算。本发明专利技术通过ATC系统了解飞行员遇到的ACAS告警手段，及时修正可能出现的与机载防撞系统不一致的解脱措施，从而消除隐患，提高空中交通的安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空中交通管理领域，尤其是一种空管ATC系统中实现ACAS冲突检测的方法。
技术介绍
在空中交通管理中，空管自动化ATC系统通过雷达等监视手段获得飞机的实时监视信息，使位于地面的管制员能及时判断和掌握空中交通态势，通过指挥空中飞机的飞行， 保证了空中飞机在垂直、水平和纵向方向上的间隔，从而避免空中飞机之间潜在的碰撞危险。空中航空器之间潜在的危险也称为飞行冲突，判断飞机之间是否出现冲突的技术称为冲突检测；在冲突发生后，使飞机脱离相撞危险的措施称为冲突解脱。冲突检测通常可由空管自动化系统和机载防撞系统实现。安装在地面的空管自动化系统通常有短期的冲突检测STCA(Short Term Conflict Alert)功能，但没有冲突解脱功能，需要由管制员根据经验和管制规则给出解脱措施，并由飞行员实施。安装在飞机上的机载防撞系统ACAS，它是通过自身独立的探测装置探测本飞机附近的其他飞行目标并计算对自己的威胁程度，如果判断为入侵则告警，判断为威胁则给出上升、下降等解脱指令，飞行员依据该指令可以实现冲突解脱。但是，由于空管自动化系统ATC和机载防撞系统ACAS是完全独立的两套系统，两者在冲突检测算法和标准上有差异，这就导致冲突检测结果不完全一致；同时两系统间并无直接的联系，分别由管制员和机载防撞系统给出的冲突解脱也可能不一致。而一旦出现这种不一致，将使飞行员无所适从，这给空中交通安全带来了很大的隐患。传统的ATC系统中没有实现ACAS的冲突逻辑，因为ACAS系统是在飞机上安装的系统，依赖于飞机自身的主动探测雷达、双机数据通信应答等条件。如果能在位于地面的空管自动化系统中，通过空管自动化系统中获得的实时监视数据，实现ACAS系统的冲突告警功能，则在机载防撞系统ACAS发出冲突告警和解脱信号时，地面管制员也能估计到其冲突检测和解脱结果，从而可及时修正可能出现的与机载防撞系统不一致的解脱措施，从而消除隐患，提高空中交通的安全性。因此，在空管ATC系统中实现ACAS冲突逻辑是有非常大的应用价值的。到目前为止，尚未检索到类似技术实现方法或相关专利。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在空管ATC系统中实现ACAS冲突检测逻辑的方法，使地面管制人员通过ATC系统了解飞行员遇到的ACAS告警手段，估计到其冲突检测和解脱结果，及时修正可能出现的与机载防撞系统不一致的解脱措施，从而消除隐患，提高空中交通的安全性。实现本专利技术目的的技术解决措施是这样的一种空管ATC系统中实现ACAS冲突检测的方法，包括支撑系统的通信数据处理服务器、监视数据处理服务器、飞行数据处理服务器、席位工作站及网络设备；该方法包括如下步骤(1)获取雷达实时监视数据；(2)对已获取的监视数据的位置进行跟踪滤波和平滑与插值；(3)选择一飞行器，确定其飞行作用范围，在飞行作用范围内选择威胁目标；计算威胁目标相对于选定飞行器的斜距、相对速度、高度差、水平间距；(4)阈值选择，根据威胁目标所处的高度，利用阈值表得到相应的预留时间、水平间距、垂直间距三个阈值；(5)冲突检测参数计算，包括接近速度计算、预留时间计算；接近速度计算是指，已选定的飞行器为坐标的中心，威胁目标的相对位置为(X，1，Z)，相对速度为(VX， vy, vz)，则距离选定飞行器的斜距d为W = ^x2+/+ ；所述预留时间计算是指，在斜距方向的接近速度为(νχ，vy，ν ζ)，水平间距为χ，垂直间距为y，则预留时间t为 dt= , ^=; / 2 , 2 , 2 ^jvx +vy +vz(6)告警计算，根据步骤(5)计算的预留时间t，与步骤(4)得到的预留时间阈值比较，如果t小于预留时间阈值则直接告警，否则计算垂直间距y ；用计算的垂直间距y，与前面得到的垂直间距阈值比较，如果y小于垂直间距阈值则直接告警，否则计算水平间距χ ；用计算的水平间距X，与前面得到的水平间距阈值比较，如果χ小于水平间距阈值则直接告警，否则结束。本方法的重要意义在于，提供了让管制员通过空管ATC系统就能了解到飞行员遇到的ACAS告警的手段，避免在此时做出错误的决定，或者干扰飞行员的操作。消除隐患，提高了空中交通的安全性。附图说明图1是本专利技术所述的ACAS冲突检测方法总体工作流程示意图。图2是本专利技术所述的ACAS冲突检测方法告警判断流程示意图。图3、图4是本专利技术一实施例，雷达管制席TA/RA显示界面示意图。图5是本专利技术又一实施例，雷达管制席TA/RA显示界面示意图。具体实施例方式参见图1、图2可知，一种空管ATC系统中实现ACAS冲突检测的方法，包括支撑系统的通信数据处理服务器、监视数据处理服务器、飞行数据处理服务器、席位工作站及网络设备；该方法包括如下步骤(1)获取雷达实时监视数据；(2)对已获取的监视数据的位置进行跟踪滤波和平滑与插值；(3)选择一飞行器，确定其飞行作用范围，在飞行作用范围内选择威胁目标；计算威胁目标相对于选定飞行器的斜距、相对速度、高度差、水平间距；一般是按50海里内威胁目标选取飞行目标；(4)阈值选择，根据威胁目标所处的高度，利用阈值表得到相应的预留时间、水平间距、垂直间距三个阈值。下面提供具有经验值的阈值表高度灵敏度水平预留时间阈值(S)水平阈'直(公里)垂直阈值(米)TARATARATARA离地300米内220—0. 6—260—离地300 700米325150. 60. 4260180离地700 海拔1500米430200. 90. 6260180海拔1500 3050米540251. 41. 0260180海拔3050 6100米645301. 91. 5260180海拔6100 128000米748352. 42. 0260210大于海拔12800米748352. 42. 0360250依据目标飞机所处的高度，根据上表得到相应的预留时间、水平间距、垂直间距三个阈值后进行冲突检测参数计算；(5)冲突检测参数计算，包括接近速度计算、预留时间计算；接近速度计算是指，已选定的飞行器为坐标的中心，威胁目标的相对位置为(X，1，Z)，相对速度为(VX， vy, vz)，则距离选定飞行器的斜距d为W = ^x2+/+ ；所述预留时间计算是指，在斜距方向的接近速度为(νχ，vy，ν ζ)，水平间距为χ，垂直间距为y，则预留时间t为 dt= , ^=; / 2 , 2 , 2 ^jvx +vy +vz(6)告警计算，根据步骤(5)计算的预留时间t，与步骤(4)得到的预留时间阈值比较，如果t小于预留时间阈值则直接告警，否则计算垂直间距y ；用计算的垂直间距y，与前面得到的垂直间距阈值比较，如果y小于垂直间距阈值则直接告警，否则计算水平间距χ ；用计算的水平间距X，与前面得到的水平间距阈值比较，如果χ小于水平间距阈值则直接告警，否则结束。如果两架飞机迎面对飞，其结果就是相撞。通常情况下，ATC系统首先发现，通常提取1-3分钟并预警、告警，如果此时管制员没有察觉例如走神、瞌睡等，在相撞前15-48S， 包括取决于飞机所在的高度等因素等，机载的ACAS系统先预警TA，然后告警RA，RA告警附带两飞机已经按规定的ACAS逻辑协商好的解脱方法，例如一个上升一个下降的动作，此时如果管制员再干预，飞行员也应当不本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯子亮，王洋，
申请(专利权)人：四川川大智胜软件股份有限公司，四川大学，
类型：发明
国别省市：
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