專利名稱：監(jiān)視數(shù)據(jù)對飛行器計劃預(yù)測軌跡的修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)修正方法，特別是一種對飛行器計劃預(yù)測軌跡的修正方法。
背景技術(shù)：
計劃預(yù)測軌跡可以讓空中交通管制員和飛行服務(wù)相關(guān)職能部門能夠提前掌握飛行器的動態(tài)，計劃預(yù)測軌跡的準(zhǔn)確程度將很大程度影響制定決策的可行性和有效性。計劃預(yù)測軌跡的產(chǎn)生現(xiàn)行領(lǐng)域中是通過構(gòu)建飛機(jī)性能模型去推算的，但預(yù)測結(jié)果和實際運(yùn)行結(jié)果存在一定的差異，要想計劃預(yù)測軌跡能夠應(yīng)用實施，就必須使用輔助的修正。因此，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種提高對交通狀態(tài)的預(yù)測與判斷準(zhǔn)確性的道路交通狀態(tài)識別方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明道路交通狀態(tài)識別方法可采用如下技術(shù)方案一種監(jiān)視數(shù)據(jù)對飛行器計劃預(yù)測軌跡的修正方法，該方法包括以下方面(1)基于經(jīng)驗起飛時間的起飛時間修正建立對每個飛行器多次飛行的飛行時間對象集合T(obj, i, w) = {tj其中obj為飛行器，w為飛行器對應(yīng)的氣象環(huán)境，η為飛行總次數(shù)，i為大于0的自然數(shù)，{tj為飛行器的多次實際起飛時間的集合，由該每個飛行器多次飛行的飛行時間對象集合得出該飛行器的經(jīng)驗起飛時間，并將經(jīng)驗起飛時間用于預(yù)測軌跡的時間修正；(2)通過過點(diǎn)時間對預(yù)測軌跡的時間修正項目中雷達(dá)處理模塊將雷達(dá)探測到飛行器實時數(shù)據(jù)，包括時間、位置、速度、航向等信息，通知軌跡預(yù)測模塊；系統(tǒng)根據(jù)雷達(dá)修正過點(diǎn)時間，將點(diǎn)和預(yù)測的4D軌跡點(diǎn)集合進(jìn)行匹配，跟匹配點(diǎn)的預(yù)測時間進(jìn)行誤差判定，對誤差偏差大于允許范圍的點(diǎn)進(jìn)行時間調(diào)整；(3)通過過點(diǎn)位置對預(yù)測軌跡的位置修正在雷達(dá)報告飛行器當(dāng)前位置高度有效的前提下，根據(jù)計劃信息中對原本航路的描述，將雷達(dá)位置修正情況細(xì)分為兩種情況處理 在航路附近的雷達(dá)位置修正處理以及航路之外的雷達(dá)位置修正處理；航路附近的雷達(dá)位置修正為利用雷達(dá)報告的飛行器當(dāng)前飛行位置高度等信息去匹配上一次產(chǎn)生的模型數(shù)據(jù)中最為匹配的一個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，匹配后，根據(jù)雷達(dá)修正數(shù)據(jù)，統(tǒng)一對后續(xù)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時間的重新推算；航路之外的雷達(dá)位置修正處理首先也需要一個數(shù)據(jù)的配對，設(shè)飛行器偏出航路后會以最近的路程重新飛回到航路上，并繼續(xù)航路飛行，這樣，在飛行器當(dāng)前位置到以最短路程飛回到航路上的點(diǎn)之間存在一個數(shù)據(jù)空白，利用兩點(diǎn)位置關(guān)系數(shù)據(jù)信息，可以將這個數(shù)據(jù)空白補(bǔ)充，最后，將后續(xù)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)之前的“補(bǔ)充”飛行情況，在數(shù)據(jù)信息上進(jìn)行一個重新的推算；
(4)通過指令高度信息對預(yù)測軌跡的修正通過預(yù)設(shè)的指令飛行器高度信息和水平軌跡的整合最終可以形成新的預(yù)測軌跡。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明考慮了航班計劃預(yù)測軌跡在實施過程中和實際軌跡的偏離情況，并總結(jié)了偏離情況的集中表現(xiàn)；本發(fā)明對計劃預(yù)測軌跡的偏離點(diǎn)進(jìn)行分析，并提取了能夠修正誤差的數(shù)據(jù)，分別闡述了對計劃預(yù)測軌跡的修正方法；使用監(jiān)視數(shù)據(jù)對計劃軌跡的單方面修正或綜合修正將彌補(bǔ)現(xiàn)有軌跡修正的不足，提高了計劃預(yù)測軌跡的準(zhǔn)確性。


圖1為飛行器偏離航路示意圖。圖2為對圖1所示航路修正后的飛行器航路示意圖。圖3為指令高度對預(yù)測軌跡的修正示意圖
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述具體實施方式
僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。本發(fā)明提供了一種監(jiān)視數(shù)據(jù)對飛行器計劃預(yù)測軌跡的修正方法，飛行器計劃軌跡實施過程中可以使用下述四個方面對預(yù)測模型和結(jié)果進(jìn)行修正，能很大程度提高飛行器計劃軌跡的準(zhǔn)確性。(1)基于經(jīng)驗起飛時間的起飛時間修正因預(yù)起時間和實起時間不同對預(yù)測軌跡造成的偏離，在管制系統(tǒng)等實時空管系統(tǒng)中收到DEP (飛行器起飛報)報后對預(yù)測軌跡進(jìn)行時間修正，但對于注重提前預(yù)測的流量管理系統(tǒng)，根據(jù)DEP的時間修正觸發(fā)的時機(jī)已經(jīng)遲于制定流量管理決策的時間。而使用經(jīng)驗起飛時間能夠較早實現(xiàn)對計劃實施時間的修正，因為絕大多數(shù)的飛行器每次的起飛時間一致性很高，但是我們不能忽略非規(guī)律性的飛行器起飛時間跳變。經(jīng)驗起飛時間的積累過程是通過對歷史飛行計劃進(jìn)行積累，建立數(shù)據(jù)倉庫，并定期對相同飛行器不同季飛行計劃進(jìn)行起飛時間的挖掘，形成經(jīng)驗起飛時間。通過飛行器號、起降機(jī)場、實際起飛時間(格式為年月日時分秒)、機(jī)型和軌跡信息的軌跡號作為唯一對象的標(biāo)識將起飛時間封裝到該飛行器集合中。對同一個飛行器，在一段時間(比如一個月)內(nèi)可能有多次飛行，故封裝的對象集合有多個T(obj, i, w) = {tj其中obj為飛行器，w為飛行器對應(yīng)的氣象環(huán)境，η為飛行總次數(shù)，i為大于0的自然數(shù)，{tj為飛行器的多次實際起飛時間的集合，由該每個飛行器多次飛行的飛行時間對象集合得出該飛行器的經(jīng)驗起飛時間，并將經(jīng)驗起飛時間用于預(yù)測軌跡的時間修正。(2)通過過點(diǎn)時間對預(yù)測軌跡的時間修正項目中雷達(dá)處理模塊將雷達(dá)探測到飛行器實時數(shù)據(jù)，包括時間、位置、速度、航向等信息，通知軌跡預(yù)測模塊；系統(tǒng)根據(jù)雷達(dá)修正過點(diǎn)時間，將點(diǎn)和預(yù)測的4D軌跡點(diǎn)集合進(jìn)行匹配，跟匹配點(diǎn)的預(yù)測時間進(jìn)行誤差判定，對誤差偏差大于允許范圍的點(diǎn)進(jìn)行時間調(diào)整； 對未匹配的點(diǎn)先進(jìn)行位置修正，見錯誤！未找到引用源。節(jié)錯誤！未找到引用源。，其后進(jìn)行時間修正。二次雷達(dá)的掃描周期一般是4秒，在進(jìn)行軌跡預(yù)測的基礎(chǔ)上，假設(shè)雷達(dá)觀測的點(diǎn)位置和預(yù)測軌跡位置差異在可接受范圍內(nèi)，重點(diǎn)對飛行航線經(jīng)過的計劃報告點(diǎn)、模型預(yù)測的關(guān)鍵點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)進(jìn)行過點(diǎn)時間校對，并根據(jù)時間的差異，修正預(yù)測軌跡此后的所有點(diǎn)時間。(3)通過過點(diǎn)位置對預(yù)測軌跡的位置修正在雷達(dá)報告飛行器當(dāng)前位置高度有效的前提下，根據(jù)計劃信息中對原本航路的描述，又可以將雷達(dá)位置修正情況細(xì)分為兩種情況處理在航路附近的雷達(dá)位置修正處理以及航路之外的雷達(dá)位置修正處理。航路附近的雷達(dá)位置修正處理相對簡單，即利用雷達(dá)報告的飛行器當(dāng)前飛行位置高度等信息去匹配上一次產(chǎn)生的模型數(shù)據(jù)中最為匹配的一個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，匹配后，根據(jù)雷達(dá)修正數(shù)據(jù)，統(tǒng)一對后續(xù)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時間的重新推算等。航路之外的雷達(dá)位置修正處理首先也需要一個數(shù)據(jù)的配對，不過在數(shù)據(jù)配對后， 不是簡單重新計算后續(xù)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的時間數(shù)據(jù)，而需要將“缺失”數(shù)據(jù)補(bǔ)齊后再對后續(xù)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新推算。我們假設(shè)飛行器偏出航路后會以最近的路程重新飛回到航路上，并繼續(xù)航路飛行。這樣，在飛行器當(dāng)前位置到未來我們預(yù)計的飛行器以最短路程飛回到航路上的點(diǎn)之間就存在一個數(shù)據(jù)的空白。利用兩點(diǎn)位置關(guān)系等數(shù)據(jù)信息，可以將這個數(shù)據(jù)空白補(bǔ)充。最后，將后續(xù)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)之前的“補(bǔ)充”飛行情況，在路程，時間等數(shù)據(jù)信息上進(jìn)行一個重新的推算即可。例如某飛行器在飛行過程中，雷達(dá)探測實際經(jīng)過的點(diǎn)超出航路寬度，如圖1點(diǎn)A為飛行器在航路的偏離點(diǎn)，補(bǔ)充A點(diǎn)為飛行途經(jīng)點(diǎn)，如圖2，對A點(diǎn)和后續(xù)點(diǎn)進(jìn)行軌跡預(yù)測。(4)通過指令高度信息對預(yù)測軌跡的修正模型構(gòu)建的航空器飛行的幾個階段中，在無特殊情況的條件下，航路飛行默認(rèn)是平飛過程，速度、高度保持不變；但在實際飛行過程中，航路飛行階段，管制員會根據(jù)飛行沖突情況的出現(xiàn)，通過指令高度指揮飛行器改變飛行高度層避開沖突，在此基礎(chǔ)上同樣須對預(yù)測軌跡進(jìn)行調(diào)整爬升(或下降)到CFL(管制指令高度)高度的過程、平飛到達(dá)開始結(jié)束點(diǎn)的過程、爬升(或下降)到最后結(jié)束點(diǎn)的過程。圖3以一個實例比較醒目的表示以上敘述的三個過程航空器以等馬赫速爬升或下降。當(dāng)上述三個過程全部完成后，通過和水平軌跡的整合最終可以形成新的預(yù)測軌跡，較之沒有修正的原始預(yù)測軌跡數(shù)據(jù)相比，這樣的數(shù)據(jù)將更加貼近真實飛行器當(dāng)前和未來的飛行情況。綜上所述，本發(fā)明監(jiān)視數(shù)據(jù)對飛行器計劃預(yù)測軌跡的修正方法結(jié)合飛行器實際飛行的過程數(shù)據(jù)，采用多種方法，修正計劃預(yù)測軌跡。1)基于歷史飛行計劃數(shù)據(jù)挖掘的經(jīng)驗起飛時間在實施前降低飛行電報中飛行器的起飛時間和實際起飛時間的偏差。2)過點(diǎn)時間對預(yù)測軌跡的修正使用實際飛行器飛行過程中雷達(dá)監(jiān)測的重要位置點(diǎn)時間信息來調(diào)整預(yù)測軌跡。3)過點(diǎn)位置對預(yù)測軌跡的修正使用實際飛行器飛行過程中雷達(dá)監(jiān)測的重要位置點(diǎn)位置信息來調(diào)整預(yù)測軌跡。
4)指令高度對預(yù)測軌跡的修正使用管制指令高度來調(diào)整預(yù)測軌跡。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有點(diǎn)首先，本發(fā)明考慮了航班計劃預(yù)測軌跡在實施過程中和實際軌跡的偏離情況，并總結(jié)了偏離情況的集中表現(xiàn)；其次，本發(fā)明對計劃預(yù)測軌跡的偏離點(diǎn)進(jìn)行分析，并提取了能夠修正誤差的數(shù)據(jù)， 分別闡述了對計劃預(yù)測軌跡的修正方法；最后，使用監(jiān)視數(shù)據(jù)對計劃軌跡的單方面修正或綜合修正將彌補(bǔ)現(xiàn)有軌跡修正的不足，提高了計劃預(yù)測軌跡的準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求
1. 一種監(jiān)視數(shù)據(jù)對飛行器計劃預(yù)測軌跡的修正方法，其特征在于該方法包括以下方(1)基于經(jīng)驗起飛時間的起飛時間修正建立對每個飛行器多次飛行的飛行時間對象集合T(obj, i, w) = {tj其中obj為飛行器，w為飛行器對應(yīng)的氣象環(huán)境，η為飛行總次數(shù)，i為大于O的自然數(shù)， ItJ為飛行器的多次實際起飛時間的集合，由該每個飛行器多次飛行的飛行時間對象集合得出該飛行器的經(jīng)驗起飛時間，并將經(jīng)驗起飛時間用于預(yù)測軌跡的時間修正；(2)通過過點(diǎn)時間對預(yù)測軌跡的時間修正項目中雷達(dá)處理模塊將雷達(dá)探測到飛行器實時數(shù)據(jù)，包括時間、位置、速度、航向等信息，通知軌跡預(yù)測模塊；系統(tǒng)根據(jù)雷達(dá)修正過點(diǎn)時間，將點(diǎn)和預(yù)測的4D軌跡點(diǎn)集合進(jìn)行匹配，跟匹配點(diǎn)的預(yù)測時間進(jìn)行誤差判定，對誤差偏差大于允許范圍的點(diǎn)進(jìn)行時間調(diào)整；(3)通過過點(diǎn)位置對預(yù)測軌跡的位置修正在雷達(dá)報告飛行器當(dāng)前位置高度有效的前提下，根據(jù)計劃信息中對原本航路的描述，將雷達(dá)位置修正情況細(xì)分為兩種情況處理在航路附近的雷達(dá)位置修正處理以及航路之外的雷達(dá)位置修正處理；航路附近的雷達(dá)位置修正為利用雷達(dá)報告的飛行器當(dāng)前飛行位置高度等信息去匹配上一次產(chǎn)生的模型數(shù)據(jù)中最為匹配的一個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，匹配后，根據(jù)雷達(dá)修正數(shù)據(jù)，統(tǒng)一對后續(xù)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時間的重新推算；航路之外的雷達(dá)位置修正處理首先也需要一個數(shù)據(jù)的配對，設(shè)飛行器偏出航路后會以最近的路程重新飛回到航路上，并繼續(xù)航路飛行，這樣，在飛行器當(dāng)前位置到以最短路程飛回到航路上的點(diǎn)之間存在一個數(shù)據(jù)空白，利用兩點(diǎn)位置關(guān)系數(shù)據(jù)信息，可以將這個數(shù)據(jù)空白補(bǔ)充，最后，將后續(xù)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)之前的“補(bǔ)充”飛行情況，在數(shù)據(jù)信息上進(jìn)行一個重新的推算；(4)通過指令高度信息對預(yù)測軌跡的修正通過預(yù)設(shè)的指令飛行器高度信息和水平軌跡的整合最終可以形成新的預(yù)測軌跡。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種監(jiān)視數(shù)據(jù)對飛行器計劃預(yù)測軌跡的修正方法，通過對基于歷史飛行計劃數(shù)據(jù)挖掘的經(jīng)驗起飛時間修正、對過點(diǎn)時間對預(yù)測軌跡的修正、對過點(diǎn)位置對預(yù)測軌跡的修正以及對指令高度對預(yù)測軌跡的修正，達(dá)到能夠較準(zhǔn)確修正飛行器預(yù)測軌跡的效果。
文檔編號G08G5/00GK102496313SQ201110457338
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者丁立平, 張一威, 張寶江, 祁偉, 陳剛, 龔懿 申請人:南京萊斯信息技術(shù)股份有限公司