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一種針對低空中長距離轉(zhuǎn)場飛行的航跡規(guī)劃方法與流程

文檔序號:12474244閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種針對低空中長距離轉(zhuǎn)場飛行的航跡規(guī)劃方法,其特征在于,包括:

第一步:基礎(chǔ)航跡規(guī)劃:

將航跡分為進(jìn)入航線路徑P1、航線飛行路徑P2和出航線路徑P3;進(jìn)入航線路徑P1的起點(diǎn)為整個(gè)航跡的起點(diǎn),終點(diǎn)為進(jìn)入航線飛行路徑P2的點(diǎn)I;出航線路徑P3的起點(diǎn)為飛出航線飛行路徑P2的點(diǎn)O,終點(diǎn)為整個(gè)航跡的終點(diǎn);進(jìn)入航線路徑P1和出航線路徑P3選用避開靜態(tài)威脅、到達(dá)航線飛行路徑P2的最短距離;航線飛行路徑P2的飛行是從已規(guī)劃的民航航線下方飛行;利用DijKstra算法尋找出最短飛行路徑;然后,根據(jù)規(guī)劃的基礎(chǔ)航跡和飛行器參數(shù)計(jì)算飛行器飛行過程中的飛行指標(biāo);

第二步:多飛行器多航跡仿真:

多飛行器沿規(guī)劃好的基礎(chǔ)航跡,在數(shù)字地圖上模擬飛行;根據(jù)飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài),以及數(shù)字地圖上預(yù)設(shè)的環(huán)境信息,進(jìn)行安全檢測和告警,輸出告警信息;

第三步:根據(jù)告警信息進(jìn)行航跡優(yōu)化。

2.如權(quán)利要求1所述的航跡規(guī)劃方法,其特征在于,第一步所述的基礎(chǔ)航跡規(guī)劃包括如下步驟:

步驟101、設(shè)D0為起飛點(diǎn);A為從D0向航線飛行路徑P2做垂線,與航線飛行路徑P2相交的點(diǎn);將D0加入集合W1,并令S=D0,I=A;其中,點(diǎn)I為進(jìn)入航線飛行路徑的點(diǎn);

步驟102、飛行器如果能夠從點(diǎn)S直線飛到點(diǎn)I,中間不遇到任何靜態(tài)威脅,則將點(diǎn)I加入到集合W1,進(jìn)入航線路徑P1規(guī)劃完畢,跳到步驟104;如果從點(diǎn)S出發(fā)到點(diǎn)I遇到靜態(tài)威脅,則在數(shù)據(jù)庫中查找該靜態(tài)威脅附近的地標(biāo)點(diǎn)D1;從D1向航線飛行路徑P2做垂線,與航線飛行路徑P2相交的點(diǎn)記為點(diǎn)B;

其中,找到的地標(biāo)點(diǎn)D1滿足從點(diǎn)S到點(diǎn)D1、從點(diǎn)D1到點(diǎn)B的路徑之和最短,并且該路徑不經(jīng)過靜態(tài)威脅,且能夠從點(diǎn)S直線飛到該地標(biāo)點(diǎn)D1;

步驟103、令S=D1,I=B,將點(diǎn)D1加入集合W1,返回到步驟102;

步驟104、將終點(diǎn)作為步驟102中的D0,將出航線路徑P3的點(diǎn)O作為步驟102的點(diǎn)I;按照步驟102~103的方式規(guī)劃飛行器從航線上離開到終點(diǎn)的路徑,得到集合W0,將集合W0倒序排列即為要規(guī)劃的出航線路徑P3的路徑點(diǎn)集合W3;

步驟105、將進(jìn)入航線的點(diǎn)I和出航線的點(diǎn)O加入航線飛行路徑P2中航線點(diǎn)組成的無向連通圖中;在無向連通圖中利用DijKstra算法計(jì)算出點(diǎn)I到點(diǎn)O的最短路徑W2;W1、W2和W3構(gòu)成了基礎(chǔ)航跡。

3.如權(quán)利要求1所述的航跡規(guī)劃方法,其特征在于,第二步在進(jìn)行多飛行器多航跡的仿真過程中進(jìn)行如下安全檢測和告警:

(1)沖突告警

根據(jù)飛行器的當(dāng)前飛行狀態(tài),計(jì)算出任意飛行器對之間的水平距離和垂直距離,當(dāng)該水平距離和垂直距離都小于用戶規(guī)定的水平和垂直距離標(biāo)準(zhǔn)時(shí),產(chǎn)生沖突告警;

在有沖突告警發(fā)生時(shí),記錄沖突告警事件的詳細(xì)信息,記錄內(nèi)容包括:告警、告警發(fā)生時(shí)間,飛行器標(biāo)識對、位置對、高度對、飛行方向交角;

(2)最低安全高度告警

根據(jù)設(shè)置的最低安全高度告警標(biāo)準(zhǔn)對飛行器飛行高度進(jìn)行跟蹤,當(dāng)發(fā)現(xiàn)飛行器飛行的有效高度低于飛行地點(diǎn)的最低安全高度時(shí),產(chǎn)生最低安全高度告警;

在有最低安全高度告警發(fā)生時(shí),記錄最低安全高度告警的詳細(xì)信息,記錄內(nèi)容包括:告警類型、告警發(fā)生時(shí)間,飛行器標(biāo)識、位置、高度、飛行方向與正北夾角;

(3)侵入告警

將禁區(qū)、限制區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)作為告警區(qū)域;當(dāng)發(fā)現(xiàn)飛行器侵入或與告警區(qū)域的距離小于規(guī)定的安全距離時(shí),產(chǎn)生侵入告警;

在有侵入告警發(fā)生時(shí),記錄侵入告警的詳細(xì)信息,記錄內(nèi)容包括:告警類型、告警發(fā)生時(shí)間、被侵入空域名,飛行器標(biāo)識、位置、高度、飛行方向與正北夾角;

(4)出/入界告警

當(dāng)飛行器與所屬責(zé)任區(qū)邊界的距離小于設(shè)定參數(shù)條件時(shí),產(chǎn)生飛行器出界告警;當(dāng)飛行器與下一責(zé)任區(qū)邊界的距離小于設(shè)定參數(shù)條件時(shí),產(chǎn)生飛行器入界告警;

(5)燃油耗盡、飛行超時(shí)的告警

當(dāng)飛行器在飛行過程中燃油耗盡時(shí),產(chǎn)生燃油耗盡告警;當(dāng)飛行器在預(yù)先設(shè)置的到達(dá)時(shí)間內(nèi)沒有達(dá)到目的地時(shí),產(chǎn)生飛行超時(shí)告警。

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