專利名稱：空中目標(biāo)短期沖突告警方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通用航空通信技術(shù)，特別是涉及空中目標(biāo)短期沖突告警技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，通用航空得到了快速發(fā)展。公務(wù)飛行、商用飛行、空中游覽、私人駕照培訓(xùn)，正受到越來越多人的青睞，有了足夠大的市場需求。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，目前全世界約有通用飛機(jī)33. 6萬架，從事通用航空活動(dòng)的飛行員達(dá)70萬名。因此，通用飛機(jī)在國家經(jīng)濟(jì)中起著非常重要的作用。通用航空的快速發(fā)展，也帶來了極大的空中安全隱患問題。通用航空中的飛行器與民航中的飛機(jī)不同，其飛行線路、高度都不是固定的，在飛行過程中隨時(shí)發(fā)生變化。為了保證空中目標(biāo)的飛行安全、防止空中目標(biāo)相撞，飛行管制部門設(shè)置了空中目標(biāo)短期沖突告警機(jī)制。國際民航組織也針對(duì)空中目標(biāo)短期沖突告警提出了相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了航空器之間發(fā)生沖突的預(yù)/告警門限，即針對(duì)不同的空中交通管制手段，限定了兩個(gè)航空器之間的最小水平間隔標(biāo)準(zhǔn)和最小垂直間隔標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的空中交通管制系統(tǒng)，也按照這一標(biāo)準(zhǔn)提出了相關(guān)的技術(shù)要求，因此，針對(duì)航空器短期沖突的判別和告警方法也主要圍繞判斷空中目標(biāo)的空間間距為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行預(yù)/告警處理，主要處理的方法是判斷空中目標(biāo)的任意航跡對(duì)是否符合最小水平間隔標(biāo)準(zhǔn)和最小垂直間隔標(biāo)準(zhǔn)。假設(shè)，如圖1所示，飛行管制部門探測到多個(gè)空中目標(biāo)，包括目標(biāo)A、目標(biāo)B、目標(biāo)C、目標(biāo)D，根據(jù)現(xiàn)有的短期沖突告警方法，需要對(duì)這些目標(biāo)中的任意兩個(gè)目標(biāo)進(jìn)行沖突告警判斷，即需要對(duì)目標(biāo)A與目標(biāo)B進(jìn)行沖突告警判斷、對(duì)目標(biāo)A與目標(biāo)C進(jìn)行沖突告警判斷、對(duì)目標(biāo)A與目標(biāo)D進(jìn)行沖突告警判斷、對(duì)目標(biāo)B與目標(biāo)C進(jìn)行沖突告警判斷、對(duì)目標(biāo)B與目標(biāo)D進(jìn)行沖突告警判斷、對(duì)目標(biāo)C與目標(biāo)D 進(jìn)行沖突告警判斷。每對(duì)目標(biāo)的沖突告警判斷流程(以目標(biāo)A與目標(biāo)B的沖突判斷為例)， 如圖2所示，包括如下步驟S201 將目標(biāo)A與目標(biāo)B配成航跡對(duì)。S202 獲取航跡對(duì)的當(dāng)前位置的三維坐標(biāo)，即獲取目標(biāo)A的當(dāng)前位置A的三維坐標(biāo)、目標(biāo)B的當(dāng)前位置B的三維坐標(biāo)。S203 判斷當(dāng)前位置A與當(dāng)前位置B之間的水平間隔是否符合預(yù)先設(shè)定的最小水平間隔標(biāo)準(zhǔn)，來決定是否預(yù)/告警；即若判斷當(dāng)前位置A與當(dāng)前位置B之間的水平間隔大于最小水平間隔標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)行預(yù)/告警；否則，不進(jìn)行預(yù)/告警。S204 判斷當(dāng)前位置A與當(dāng)前位置B之間的垂直間隔是否符合預(yù)先設(shè)定的最小垂直間隔標(biāo)準(zhǔn)，來決定是否預(yù)/告警；即若判斷當(dāng)前位置A與當(dāng)前位置B之間的垂直間隔大于最小垂直間隔標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)行預(yù)/告警；否則，不進(jìn)行預(yù)/告警。S205 根據(jù)目標(biāo)A與目標(biāo)B的航跡參數(shù)，分別計(jì)算目標(biāo)A與目標(biāo)B在適應(yīng)性時(shí)間后的航跡點(diǎn)的三維坐標(biāo)，即計(jì)算目標(biāo)A的外推航跡點(diǎn)A與目標(biāo)B的外推航跡點(diǎn)B的三維坐標(biāo)。S206 判斷外推航跡點(diǎn)A與外推航跡點(diǎn)B之間的水平間隔是否符合預(yù)先設(shè)定的最小水平間隔標(biāo)準(zhǔn)，來決定是否預(yù)/告警；即若判斷外推航跡點(diǎn)A與外推航跡點(diǎn)B之間的水平間隔大于最小水平間隔標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)行預(yù)/告警；否則，不進(jìn)行預(yù)/告警。S207 判斷外推航跡點(diǎn)A與外推航跡點(diǎn)B之間的垂直間隔是否符合預(yù)先設(shè)定的最小垂直間隔標(biāo)準(zhǔn)，來決定是否預(yù)/告警；即若判斷外推航跡點(diǎn)A與外推航跡點(diǎn)B之間的垂直間隔大于最小垂直間隔標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)行預(yù)/告警；否則，不進(jìn)行預(yù)/告警。在完成目標(biāo)A與目標(biāo)B的航跡對(duì)的沖突告警判斷后，再進(jìn)行下一對(duì)航跡對(duì)的沖突告警判斷。當(dāng)然，航跡對(duì)的沖突告警判斷也可以采用一些其它算法。例如，在空中目標(biāo)的當(dāng)前位置(或者外推航跡點(diǎn))周圍劃定一個(gè)立體的安全空間(比如可以是球體、橢圓球體等)， 如果判斷該安全空間與其它空中目標(biāo)的安全空間相交，則發(fā)生沖突預(yù)/告警?；蛘?，沿著空中目標(biāo)的前進(jìn)方向，在劃設(shè)一個(gè)包容其當(dāng)前位置和外推航跡點(diǎn)的立體的安全空間(有圓柱體、長方體等)，如果判斷該安全空間與其它空中目標(biāo)的安全空間相交，則發(fā)生沖突預(yù)/告警。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中的短期沖突告警方法中需要對(duì)系統(tǒng)探測到的空中目標(biāo)進(jìn)行兩兩組合配對(duì)，對(duì)每個(gè)配對(duì)的航跡對(duì)都進(jìn)行航跡對(duì)的沖突判斷，運(yùn)算效率低，降低了沖突告警判斷的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空中目標(biāo)短期沖突告警的方法及裝置，用以提高運(yùn)算效率，從而提高判斷沖突告警的效率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種空中目標(biāo)短期沖突告警方法，包括若確定出兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)位于同一高度層，則進(jìn)一步判斷所述兩個(gè)空中目標(biāo)的飛行方向，所述高度層為根據(jù)空中目標(biāo)飛行領(lǐng)域的高度預(yù)先劃分的不同高度層； 若判斷出所述兩個(gè)空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取所述兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)；若判斷出所述兩個(gè)空中目標(biāo)為同向飛行，且在后空中目標(biāo)的速度大于在前空中目標(biāo)的速度，則選取所述兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)；根據(jù)所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警。其中，在所述確定出兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)位于同一高度層之前，還包括對(duì)于所有探測到的空中目標(biāo)，根據(jù)每個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)，確定出位于同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)；以及，所述兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)具體為，從所述同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)中選擇的任意兩個(gè)當(dāng)前航跡點(diǎn)。其中，所述根據(jù)所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警具體包括判斷所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的水平間隔是否大于設(shè)定的最小水平間隔；若是，則決定進(jìn)行沖突告警；否則，判斷所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的垂直間隔是否大于設(shè)定的最小垂直間隔；若是，則決定進(jìn)行沖突告警。其中，所述根據(jù)所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警具體包括判斷所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)的安全空間是否相交；若是，則決定進(jìn)行沖突告警。
其中，在根據(jù)所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警之后，還包括若根據(jù)所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離，決定不進(jìn)行沖突告警，則確定所述兩個(gè)空中目標(biāo)的外推航跡點(diǎn)，組成外推航跡點(diǎn)對(duì)；根據(jù)所述外推航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突預(yù)警。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種空中目標(biāo)短期沖突告警裝置，包括當(dāng)前航跡點(diǎn)確定模塊，用于針對(duì)所有探測到的空中目標(biāo)，確定每個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)；同一高度層判斷模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前航跡點(diǎn)確定模塊確定的當(dāng)前航跡點(diǎn)，確定位于同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)，所述高度層為根據(jù)空中目標(biāo)飛行領(lǐng)域的高度預(yù)先劃分的不同高度層；航跡對(duì)選取模塊，用于對(duì)于所述同一高度層判斷模塊確定出的在同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)進(jìn)行兩兩配對(duì)；若判斷出配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)；或者，若判斷出配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為同向飛行，且在后空中目標(biāo)的速度大于在前空中目標(biāo)的速度，則選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)；沖突告警判斷模塊，用于針對(duì)所述航跡對(duì)選取模塊選取出的每對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)，判斷根據(jù)該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警。其中，所述裝置還包括外推航跡點(diǎn)確定模塊和沖突預(yù)警判斷模塊；所述外推航跡點(diǎn)確定模塊用于針對(duì)所有探測到的空中目標(biāo)，確定每個(gè)空中目標(biāo)的外推航跡點(diǎn)；以及，所述同一高度層判斷模塊還用于根據(jù)所述外推航跡點(diǎn)確定模塊確定的外推航跡點(diǎn)，確定位于同一高度層的外推航跡點(diǎn)；所述航跡對(duì)選取模塊還用于對(duì)于所述同一高度層判斷模塊確定出的在同一高度層的外推航跡點(diǎn)進(jìn)行兩兩配對(duì)；若判斷出配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)；或者，若判斷出配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為同向飛行，且在后空中目標(biāo)的速度大于在前空中目標(biāo)的速度，則選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)；所述沖突預(yù)警判斷模塊用于針對(duì)所述航跡對(duì)選取模塊選取出的每對(duì)外推航跡點(diǎn)對(duì)，判斷根據(jù)該對(duì)外推航跡點(diǎn)對(duì)中的外推航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突預(yù)警。本發(fā)明實(shí)施例由于對(duì)進(jìn)行沖突告警算法的航跡點(diǎn)對(duì)進(jìn)行了合理化的篩選，亦即根據(jù)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所在高度層以及飛行方向篩選出有可能發(fā)生沖突的航跡點(diǎn)對(duì)，再針對(duì)選出的航跡點(diǎn)對(duì)進(jìn)行沖突告警判斷，避免將所有空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)兩兩配對(duì)后， 都進(jìn)行沖突告警判斷，大大節(jié)約了告警判斷過程中的運(yùn)算量，提高了運(yùn)算效率，也就提高了判斷沖突告警的效率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的飛行管制部門探測到多個(gè)空中目標(biāo)的示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的航跡對(duì)沖突告警判斷的方法流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的劃分了高度層的飛行領(lǐng)域的示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的空中目標(biāo)當(dāng)前航跡點(diǎn)的沖突告警方法流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的空中目標(biāo)外推航跡點(diǎn)的沖突告警方法流程圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的空中目標(biāo)短期沖突告警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。CN 102542848 A
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)的短期沖突告警方法，本發(fā)明的發(fā)明人優(yōu)化了航跡配對(duì)的方法。也就是說，本發(fā)明實(shí)施例的短期沖突告警方法中并不是將所有的空中目標(biāo)進(jìn)行兩兩配對(duì)，生成航跡對(duì)后進(jìn)行沖突告警判斷；而是選擇出一部分航跡對(duì)進(jìn)行沖突告警判斷。從而大大節(jié)約了告警判斷過程中的運(yùn)算量，提高了運(yùn)算效率，也就提高了判斷沖突告警的效率。本發(fā)明的發(fā)明人注意到，民航航空運(yùn)輸飛行過程中，為確保飛行安全，引入了飛行高度層的概念。飛行高度層是國際民航組織劃定的，世界通用。遵循東單西雙原則，真航線角0 179度，900米 8100米，每600米一個(gè)高度層，9000米以上每1200米一個(gè)高度層； 180 359度，600米 8400米每600米一個(gè)高度層，8400米以上每1200米一個(gè)高度側(cè)層。 簡單來說，高空8400米以下，航空器之間同方向飛行高度差為600米，相反方向飛行高度差為300米；高空8400米以上，航空器之間同方向飛行高度差為1200米，相反方向飛行高度差為600米。在本發(fā)明實(shí)施例的短期沖突告警方法中，雖然是對(duì)通用空中目標(biāo)進(jìn)行沖突告警判斷，也可以根據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)，把軍用飛行器、通航飛行器和民用航空飛行器都引入飛行高度層的概念。具體地，將空中目標(biāo)的飛行領(lǐng)域根據(jù)高度，劃分為不同的高度層的范圍。例如，民用航空器一般在高空活動(dòng)，通用航空器一般在低空活動(dòng)，軍用航空器會(huì)劃設(shè)特定活動(dòng)區(qū)域，三者之間活動(dòng)范圍一般不會(huì)重合，除機(jī)場范圍附近；而機(jī)場范圍附近，由于航空器升降頻繁， 需采用其它方法來防止航空器的沖突。根據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，可以將高度層的范圍劃分為合適的范圍。如劃分0-200米為一個(gè)高度層，200-600米為一個(gè)高度層，600-1200米為一個(gè)高度層，1200-1800米為一個(gè)高度層，等等。一個(gè)劃分了高度層的空中目標(biāo)飛行領(lǐng)域如圖3所示， 其中，如圖1所示的多個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)位于不同的高度層內(nèi)?？罩心繕?biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)即空中目標(biāo)的當(dāng)前位置所對(duì)應(yīng)的航跡點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例的短期沖突告警方案中，若確定兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)不位于同一高度層，則對(duì)這兩個(gè)當(dāng)前航跡點(diǎn)不將進(jìn)行下一步的沖突告警判斷，而直接得出不告警的判斷。事實(shí)上，有許多不在同一高度層的空中目標(biāo)通過該方法的判斷，而不必進(jìn)行如現(xiàn)有技術(shù)的繁瑣的沖突告警判斷，而直接得出不告警的判斷；從而大大節(jié)約了對(duì)探測到的空中目標(biāo)的沖突告警判斷時(shí)間，提高沖突告警的判斷效率。若確定兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)位于同一高度層，則進(jìn)一步判斷兩個(gè)空中目標(biāo)的飛行方向若是向相反方向飛行，則直接得出不告警的判斷。事實(shí)上，即使在同一高度層，也存在不少相反方向飛行的空中目標(biāo)，通過該方法的判斷，而不必進(jìn)行如現(xiàn)有技術(shù)的繁瑣的沖突告警判斷，直接得出不告警的判斷，可以進(jìn)一步減少對(duì)一些空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)的沖突告警判斷時(shí)間，提高沖突告警的判斷效率。若是相向飛行，則進(jìn)一步根據(jù)兩個(gè)當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離判斷是否會(huì)產(chǎn)生沖突告警；根據(jù)兩個(gè)當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離來決定是否會(huì)產(chǎn)生沖突告警，可以采用現(xiàn)有技術(shù)的方法，比如水平間隔、垂直間隔的比較，或者判斷安全空間是否相交的方法。若飛行方向相同，且在后空中目標(biāo)的速度大于在前空中目標(biāo)的速度，那么，進(jìn)一步根據(jù)兩個(gè)當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離判斷是否會(huì)產(chǎn)生沖突告警，否則，可以直接得出不告警的判斷。對(duì)于空中目標(biāo)的外推航跡點(diǎn)的短期沖突告警方法與上述的空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)的短期沖突告警方法相同，此處不再贅述。基于上述的思路，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)進(jìn)行短期沖突告警的具體流程如圖4所示，包括如下步驟S401 對(duì)于飛行管制系統(tǒng)探測到的空中目標(biāo)，確定每個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)。S402 確定出位于同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)。例如，圖3中的空中目標(biāo)B與空中目標(biāo)C位于同一高度層。S403 對(duì)于同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)兩兩配對(duì)。即對(duì)同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)中選擇的任意兩個(gè)當(dāng)前航跡點(diǎn)進(jìn)行配對(duì)，得到同一高度層的兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)，進(jìn)行后續(xù)步驟的判斷。S404 根據(jù)配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)的飛行方向，選取出待進(jìn)行告警判斷的航跡點(diǎn)對(duì)。具體的，若判斷出配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)的飛行方向相反，則不選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行告警判斷的航跡點(diǎn)對(duì)；因?yàn)榉聪蝻w行的空中目標(biāo)是不會(huì)發(fā)生沖突的。若判斷出配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)，也就是該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)將進(jìn)行告警判斷。若判斷出配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)飛行方向一致，則進(jìn)一步判斷在后飛行的空中目標(biāo)的速度是否大于、或者等于在前飛行的空中目標(biāo)的速度；若在后空中目標(biāo)的速度大于、或者等于在前空中目標(biāo)的速度，則需要進(jìn)行告警判斷，選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)。若在后飛行的空中目標(biāo)的速度小于在前飛行的空中目標(biāo)的速度，則在后的空中目標(biāo)只會(huì)離在前的空中目標(biāo)越來越遠(yuǎn)，也就不必進(jìn)行告警判斷了， 則不必選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)。若判斷出配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)飛行方向垂直，也可選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)。雖然，一般正常飛行的空中目標(biāo)一般不會(huì)出現(xiàn)飛行方向垂直的情況，但如果出現(xiàn)這種特殊情況，為了保證空中目標(biāo)的飛行安全，也需要進(jìn)行沖突告警判斷。S405 針對(duì)步驟S404中選取出的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)分別判斷是否進(jìn)行沖突告警。針對(duì)每對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)，根據(jù)該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離進(jìn)行沖突告警判斷的方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)的成熟方法例如，對(duì)于每對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)，判斷該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的水平間隔是否大于設(shè)定的最小水平間隔；若是，則決定進(jìn)行沖突告警；否則進(jìn)一步判斷該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的垂直間隔是否大于設(shè)定的最小垂直間隔；若是，則決定進(jìn)行沖突告警。具體的方法即如圖2 所示的方法。或者，對(duì)于每對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)，判斷該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)的安全空間是否相交；若是， 則決定進(jìn)行沖突告警。例如，可以采用前述的球體或橢圓體的安全空間進(jìn)行相交判斷，此處不再贅述。如果針對(duì)步驟S404中選取出的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)，判斷出有的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)不進(jìn)行
8沖突告警，則可以針對(duì)不發(fā)生沖突的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)執(zhí)行步驟S406，進(jìn)一步判斷外推航跡點(diǎn)是否會(huì)進(jìn)行沖突預(yù)警S406 確定不發(fā)生沖突的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)，即針對(duì)該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)分別確定對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)。S407 分別計(jì)算確定出的兩個(gè)空中目標(biāo)的外推航跡點(diǎn)，組成外推航跡點(diǎn)對(duì)。外推航跡點(diǎn)指的是在沿空中目標(biāo)飛行方向的延長線上，空中目標(biāo)在適應(yīng)性時(shí)間段內(nèi)所能到達(dá)的位置。S408 針對(duì)外推航跡點(diǎn)對(duì)判斷是否進(jìn)行沖突預(yù)警。判斷的方法與當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)的判斷方法相同，此處不再贅述。顯然，也可以采用上述方法針對(duì)飛行管制系統(tǒng)探測到的所有空中目標(biāo)的外推航跡點(diǎn)進(jìn)行沖突預(yù)警判斷，流程如圖5所示，包括S501 對(duì)于飛行管制系統(tǒng)探測到的空中目標(biāo)，確定每個(gè)空中目標(biāo)的外推航跡點(diǎn)。S502 確定出位于同一高度層的外推航跡點(diǎn)。S503 對(duì)于同一高度層的外推航跡點(diǎn)兩兩配對(duì)。S504 根據(jù)配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)的飛行方向，選取出待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)。具體的，若判斷出配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)的飛行方向相反，則不選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)。若判斷出配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)。若判斷出配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)飛行方向一致，則進(jìn)一步判斷在后飛行的空中目標(biāo)的速度是否大于、或者等于在前飛行的空中目標(biāo)的速度；若在后空中目標(biāo)的速度大于、或者等于在前空中目標(biāo)的速度，則選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)。若在后飛行的空中目標(biāo)的速度小于在前飛行的空中目標(biāo)的速度，則不選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)。若判斷出配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)飛行方向垂直，也可選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)。S505 針對(duì)步驟S504中選取出的外推航跡點(diǎn)對(duì)分別判斷是否進(jìn)行沖突預(yù)警。即根據(jù)外推航跡點(diǎn)對(duì)中的外推航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突預(yù)警。例如，對(duì)于外推航跡點(diǎn)對(duì)，判斷該對(duì)外推航跡點(diǎn)之間的水平間隔是否大于設(shè)定的最小水平間隔；若是，則決定進(jìn)行沖突預(yù)警；否則進(jìn)一步判斷該對(duì)外推航跡點(diǎn)之間的垂直間隔是否大于設(shè)定的最小垂直間隔；若是，則決定進(jìn)行沖突預(yù)警?；蛘?，判斷該對(duì)外推航跡點(diǎn)的安全空間是否相交；若是，則決定進(jìn)行沖突預(yù)警。例如，可以采用前述的球體或橢圓體的安全空間進(jìn)行相交判斷，此處不再贅述。顯然，上述步驟S401-S403是為了將同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)進(jìn)行配對(duì)，為了達(dá)到此目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以采用其它方法，例如，對(duì)于飛行管制系統(tǒng)探測到的空中目標(biāo)，獲取其中兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)，判斷兩個(gè)當(dāng)前航跡點(diǎn)是否位于同一高度層。若是，繼續(xù)步驟S404;否則，再判斷其它兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)是否位于同一高度層，直到將所有空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)兩兩判斷完畢。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種短期沖突告警裝置，如圖6所示，包括當(dāng)前航跡點(diǎn)確定模塊601、同一高度層判斷模塊602、航跡對(duì)選取模塊603、沖突告警判斷模塊604。當(dāng)前航跡點(diǎn)確定模塊601針對(duì)所有探測到的空中目標(biāo)，確定每個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前位置的當(dāng)前航跡點(diǎn)。同一高度層判斷模塊602根據(jù)當(dāng)前航跡點(diǎn)確定模塊601確定的各當(dāng)前航跡點(diǎn)，確定位于同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)，所述高度層為根據(jù)空中目標(biāo)飛行領(lǐng)域的高度預(yù)先劃分的不同高度層。航跡對(duì)選取模塊603對(duì)于同一高度層判斷模塊601確定出的在同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)進(jìn)行兩兩配對(duì)；若判斷出配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)；若判斷出配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為同向飛行，則進(jìn)一步判斷在后飛行的空中目標(biāo)的速度是否大于或者等于在前飛行的空中目標(biāo)的速度；若在后空中目標(biāo)的速度大于、或者等于在前空中目標(biāo)的速度，則選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)。沖突告警判斷模塊604對(duì)航跡對(duì)選取模塊603選取出的每對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)判斷是否進(jìn)行沖突告警。即針對(duì)每對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)，沖突告警判斷模塊604根據(jù)該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警。沖突告警判斷模塊604中對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)的沖突告警判斷方法與上述步驟S405中判斷當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)的沖突告警判斷方法相同，此處不再贅述。進(jìn)一步，本發(fā)明實(shí)施例的短期沖突告警裝置還可以完成對(duì)外推航跡點(diǎn)的沖突預(yù)警。該裝置還包括外推航跡點(diǎn)確定模塊605、沖突預(yù)警判斷模塊606。外推航跡點(diǎn)確定模塊605針對(duì)所有探測到的空中目標(biāo)，確定每個(gè)空中目標(biāo)的外推位置的外推航跡點(diǎn)。同一高度層判斷模塊602還可以將外推航跡點(diǎn)確定模塊605確定的外推航跡點(diǎn)， 進(jìn)行同一高度層的判斷。也就是說，同一高度層判斷模塊602還可以根據(jù)外推航跡點(diǎn)確定模塊605確定的外推航跡點(diǎn)，確定出位于同一高度層的外推航跡點(diǎn)。之后，航跡對(duì)選取模塊603可以根據(jù)同一高度層判斷模塊602確定出的位于同一高度層的外推航跡點(diǎn)選取出待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)航跡對(duì)選取模塊603對(duì)于同一高度層判斷模塊602確定出的在同一高度層的外推航跡點(diǎn)進(jìn)行兩兩配對(duì)；若判斷出配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)；或者，若判斷出配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為同向飛行，且在后空中目標(biāo)的速度大于在前空中目標(biāo)的速度，則選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)。沖突預(yù)警判斷模塊606針對(duì)航跡對(duì)選取模塊603選取出的每對(duì)外推航跡點(diǎn)對(duì)，根據(jù)該對(duì)外推航跡點(diǎn)對(duì)中的外推航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突預(yù)警。這里需要指出，雖然本發(fā)明實(shí)施例中是以飛行管制系統(tǒng)如何進(jìn)行短期沖突告/預(yù)警為例來講述本發(fā)明的技術(shù)方案，但是，顯然該方法以及上述的模塊也可應(yīng)用于單個(gè)的空中目標(biāo)上。例如，空中目標(biāo)的機(jī)載雷達(dá)探測到其它空中目標(biāo)后，也可依據(jù)上述的方法進(jìn)行短期沖突告/預(yù)警；或者，空中目標(biāo)接收地面飛行管制系統(tǒng)發(fā)送的其它的空中目標(biāo)的信息， 依據(jù)上述的方法進(jìn)行短期沖突告/預(yù)警。因此，本發(fā)明的技術(shù)方案雖以飛行管制系統(tǒng)為執(zhí)行主體來述詳細(xì)方案，但并不限定執(zhí)行主體僅為飛行管制系統(tǒng)，本發(fā)明的進(jìn)行短期沖突告/ 預(yù)警方法也可以由空中目標(biāo)等其他執(zhí)行主體來執(zhí)行。本發(fā)明實(shí)施例由于對(duì)進(jìn)行沖突告警算法的航跡點(diǎn)對(duì)進(jìn)行了合理化的篩選，亦即根據(jù)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所在高度層以及飛行方向篩選出有可能發(fā)生沖突的航跡點(diǎn)對(duì)，再針對(duì)選出的航跡點(diǎn)對(duì)進(jìn)行沖突告警判斷，避免將所有空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)兩兩配對(duì)后， 都進(jìn)行沖突告警判斷，大大節(jié)約了告警判斷過程中的運(yùn)算量，提高了運(yùn)算效率，也就提高了判斷沖突告警的效率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，如 R0M/RAM、磁碟、光盤等。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
1權(quán)利要求
1.一種空中目標(biāo)短期沖突告警方法，包括若確定出兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)位于同一高度層，則進(jìn)一步判斷所述兩個(gè)空中目標(biāo)的飛行方向，所述高度層為根據(jù)空中目標(biāo)飛行領(lǐng)域的高度預(yù)先劃分的不同高度層；若判斷出所述兩個(gè)空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取所述兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)；若判斷出所述兩個(gè)空中目標(biāo)為同向飛行，且在后空中目標(biāo)的速度大于在前空中目標(biāo)的速度，則選取所述兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)；根據(jù)所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，在所述確定出兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)位于同一高度層之前，還包括對(duì)于所有探測到的空中目標(biāo)，根據(jù)每個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)，確定出位于同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)；以及，所述兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)具體為，從所述同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)中選擇的任意兩個(gè)當(dāng)前航跡點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，所述根據(jù)所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警具體包括判斷所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的水平間隔是否大于設(shè)定的最小水平間隔；若是，則決定進(jìn)行沖突告警；否則，判斷所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的垂直間隔是否大于設(shè)定的最小垂直間隔；若是，則決定進(jìn)行沖突告警。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，所述根據(jù)所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警具體包括判斷所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)的安全空間是否相交；若是，則決定進(jìn)行沖突告警。
5.如權(quán)利要求1-4所述的方法，在根據(jù)所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警之后，還包括若根據(jù)所述待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離，決定不進(jìn)行沖突告警，則確定所述兩個(gè)空中目標(biāo)的外推航跡點(diǎn)，組成外推航跡點(diǎn)對(duì)；根據(jù)所述外推航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突預(yù)警。
6.一種空中目標(biāo)短期沖突告警裝置，其特征在于，包括當(dāng)前航跡點(diǎn)確定模塊，用于針對(duì)所有探測到的空中目標(biāo)，確定每個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)；同一高度層判斷模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前航跡點(diǎn)確定模塊確定的當(dāng)前航跡點(diǎn)，確定位于同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)，所述高度層為根據(jù)空中目標(biāo)飛行領(lǐng)域的高度預(yù)先劃分的不同高度層；航跡對(duì)選取模塊，用于對(duì)于所述同一高度層判斷模塊確定出的在同一高度層的當(dāng)前航跡點(diǎn)進(jìn)行兩兩配對(duì)；若判斷出配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)；或者，若判斷出配對(duì)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為同向飛行，且在后空中目標(biāo)的速度大于在前空中目標(biāo)的速度，則選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)；沖突告警判斷模塊，用于針對(duì)所述航跡對(duì)選取模塊選取出的每對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)，根據(jù)該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)中的當(dāng)前航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突告警。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括外推航跡點(diǎn)確定模塊和沖突預(yù)警判斷模塊；所述外推航跡點(diǎn)確定模塊用于針對(duì)所有探測到的空中目標(biāo)，確定每個(gè)空中目標(biāo)的外推航跡點(diǎn)；以及，所述同一高度層判斷模塊還用于根據(jù)所述外推航跡點(diǎn)確定模塊確定的外推航跡點(diǎn)，確定位于同一高度層的外推航跡點(diǎn)；所述航跡對(duì)選取模塊還用于對(duì)于所述同一高度層判斷模塊確定出的在同一高度層的外推航跡點(diǎn)進(jìn)行兩兩配對(duì)；若判斷出配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)；或者，若判斷出配對(duì)的外推航跡點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空中目標(biāo)為同向飛行，且在后空中目標(biāo)的速度大于在前空中目標(biāo)的速度，則選取該對(duì)外推航跡點(diǎn)為待進(jìn)行預(yù)警判斷的外推航跡點(diǎn)對(duì)；所述沖突預(yù)警判斷模塊用于針對(duì)所述航跡對(duì)選取模塊選取出的每對(duì)外推航跡點(diǎn)對(duì)，根據(jù)該對(duì)外推航跡點(diǎn)對(duì)中的外推航跡點(diǎn)之間的距離決定是否進(jìn)行沖突預(yù)警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空中目標(biāo)短期沖突告警方法及裝置。所述方法包括對(duì)于同一高度層的兩個(gè)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)；若判斷出這兩個(gè)空中目標(biāo)為相對(duì)飛行，則選取該對(duì)當(dāng)前航跡點(diǎn)作為待進(jìn)行告警判斷的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)；針對(duì)選取出的當(dāng)前航跡點(diǎn)對(duì)進(jìn)行沖突告警判斷，在判斷出發(fā)生沖突時(shí)，進(jìn)行告警。由于根據(jù)空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)所在高度層以及飛行方向篩選出有可能發(fā)生沖突的航跡點(diǎn)對(duì)，再針對(duì)選出的航跡點(diǎn)對(duì)進(jìn)行沖突告警判斷，避免將所有空中目標(biāo)的當(dāng)前航跡點(diǎn)兩兩配對(duì)后，都進(jìn)行沖突告警判斷，大大節(jié)約了告警判斷過程中的運(yùn)算量，提高了運(yùn)算效率，提高了判斷沖突告警的效率。
文檔編號(hào)G08G5/04GK102542848SQ20111046020
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者孫永力, 李七星, 王克明 申請(qǐng)人:北京東進(jìn)記錄科技有限公司