【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空中交通管理，具体涉及一种基于自主运行的航班符合度管制监控方法。
技术介绍
1、空中交通管制(atc)是一种服务，旨在确保航班安全、有序、高效地运行。atc系统的目标是防止航班之间的碰撞，同时协调和组织航班在空中的行进。该atc系统依赖于人工操作和通信来监控和指导航班的飞行。在这种现有技术中，航班执行情况和预定航班计划的基于自主运行的航班符合度主要通过管制员与飞行员之间的沟通和交流来实现。
2、空中交通管制中心与航空器之间通过通信设备进行实时通信，管制员通过与飞行员的对话了解航班执行情况，并与预定航班计划进行比对。管制员根据所掌握的信息，通过人工分析和判断来确保航班的符合度和安全性。
3、目前，现有的atc系统存在如下技术缺陷：
4、告警不及时：管制员需要频繁扫视雷达屏幕才能发现偏差航班并做出反应，对偏离计划航路的航班难以做到及时告警，延误了管制指令的下达，可能诱发更大的偏差甚至飞行冲突。
5、管制指令下达效率低：当前的人工监控模式下，管制员通过语音与飞行员交互，逐个下达管制指令；在空域复杂、航班密集的情况下，语音频率拥挤，指令下达耗时长，影响管制效率。其次，管制员的决策依赖于个人经验和判断，可能存在主观性和不基于自主运行的航班符合度的问题。
技术实现思路
1、针对于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于自主运行的航班符合度管制监控方法，以解决现有技术中飞行安全性不足、延误和取消率高及数据透明性和可追溯性不
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术的一种基于自主运行的航班符合度管制监控方法，步骤如下：
4、1)监测基于自主运行的航班当前位置是否位于围绕预期轨迹的特征包容区内，并在偏离时触发告警；
5、2)监测基于自主运行的航班的航向和速度是否与预期轨迹相符，并在偏离时触发告警；
6、3)监测基于自主运行的航班抵达各航路点的时间是否符合预期，并在偏离时触发告警；
7、4)监测基于自主运行的航班的飞行意图是否与预期轨迹相符，并在不符时触发告警。
8、其中，所述特征包容区指围绕航班预期飞行轨迹的一个三维空间区域，用于评估航班的实际位置是否符合预期飞行计划。
9、进一步地，所述步骤1)具体包括：
10、11)定义位置符合度监控区域；
11、以航班当前位置为中心，构造特征包容区；
12、特征包容区的高度为航班预期飞行高度的2倍，特征包容区的半径为设定的水平差距阈值；
13、若航班的当前位置为(x,y,z)，预期高度为h，水平差距阈值为r，则特征包容区定义为：
14、(x′,y′,z′)∣(x′-x)2+(y′-y)2≤r2
15、且
16、z-h≤z′≤z+h；
17、其中，(x,y,z)表示航班的当前位置坐标，x和y表示水平面上的位置，z代表高度；h表示航班的预期飞行高度；r为允许的水平差距阈值，表示航班在水平面上可偏离预期位置的最大距离；(x',y',z')表示特征包容区内任意一点的坐标；(x'-x)2+(y'-y)2≤r2定义了水平面上的圆形区域，表示特征包容区内任意点(x',y')到当前位置(x,y)的水平距离不超过r；z-h≤z'≤z+h定义了垂直方向上的范围，表示特征包容区在垂直方向上从当前高度z向上和向下各延伸h的距离；
18、12)定义水平不一致方法；
19、水平不一致指航班在同一高度层飞行时，实际飞行轨迹与商定航迹的侧向距离；定义方法如下：
20、
21、其中，f水平表示航班在水平面上的实际位置与预期位置之间的偏差程度，(x实际,y实际)表示航班的实际位置坐标，(x预期,y预期)表示航班的预期位置坐标，θ表示航班的航向角，φ表示航班的倾斜角；
22、13)定义高度不一致方法；
23、高度不一致指航班实际高度与预期高度之间的差值；定义方法如下：
24、
25、其中,f高度表示航班的实际高度与预期高度之间的偏差程度，z实际表示航班的实际高度，z预期表示航班的预期高度，g表示重力加速度，t表示时间，a(t′)表示随时间变化的加速度；
26、14)设定阈值；
27、设定义水平不一致阈值th和高度不一致阈值tv；触发告警条件为：若f水平>th或f高度>tv，则触发告警；
28、15)评估位置不一致的严重程度，如果航班在三维空间中的位置不一致是由测量误差或方法误差造成，且距离小或随机变化，则忽略或过滤；如果位置不一致是由航班遇意外情况或故意偏离预期轨迹造成，且距离大或持续增加，则及时处理；
29、16)根据位置不一致的评估结果，执行必要的通知和纠正措施，以确保飞行安全。
30、进一步地，所述步骤2)具体包括：
31、21)计算航班符合度差值；
32、定义实际航向向量va和预期航向向量vp，航班符合度航迹差值δθ通过两个向量的夹角计算，具体如下：
33、
34、其中，va，vp表示实际航向向量与预期航向向量的点积；|va|,|vp|分别表示实际航向向量和预期航向向量的模；
35、计算航班符合度差值的绝对值：
36、
37、定义实际速度vs和预期速度vt，速度差值δv计算如下：
38、δv＝|vs-vt|
39、计算速度差值的相对偏差δv：
40、δv＝|δv|/|vt|；
41、22)确定航班符合度基准界限；
42、定义航班符合度基准界限θth，其值由空中交通管理环境参数集合e和时间点参数集合t的方法确定，具体如下：
43、θth＝f(e,t)
44、其中，e＝{e1,e2,…,en}表示空中交通管理环境的参数集合；t＝{t1,t2,…,tm}表示时间点的参数集合；
45、具体表示为：
46、
47、其中，αi和βj均为权重系数；
48、23)评估航班符合度状态；
49、通过比较|δθ|与θth来评估航班符合度状态，通过比较δv与预设的速度偏差阈值vth来评估速度符合度状态，如下：
50、
51、24)通知飞行员航班的航向和速度不一致情况：
52、
53、25)通知飞行员恢复到商定航迹或改变航迹：
54、
55、26)协调其他航班避让；
56、通知其他航班和空中交通管制单位，确保飞行安全；定义避让指令集合a：
57、a＝{aid,avoidanceaction,time,airspace}
58、其中，aid表示需要避让的航班识别码，av本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于自主运行的航班符合度管制监控方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的基于自主运行的航班符合度管制监控方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于自主运行的航班符合度管制监控方法，其特征在于，所述特征包容区指围绕航班预期飞行轨迹的一个三维空间区域，用于评估航班的实际位置是否符合预期飞行计划。
4.根据权利要求1所述的基于自主运行的航班符合度管制监控方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：
5.根据权利要求1所述的基于自主运行的航班符合度管制监控方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：
6.根据权利要求1所述的基于自主运行的航班符合度管制监控方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于自主运行的航班符合度管制监控方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的基于自主运行的航班符合度管制监控方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于自主运行的航班符合度管制监控方法，其特征在于，所述特征包容区指围绕航班预期飞行轨迹的一个三维空间区域，用于评估航班的实际位置是否...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜新，席玉华，周禄华，祁伟，阿音格，叶鑫鑫，张宏兰，欧阳宏鑫，胡平超，王磊，
申请(专利权)人：南京莱斯信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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