[发明专利]基于北斗卫星导航系统的低空飞行目标告警系统和方法

权利要求书

1.基于北斗卫星导航系统的低空飞行目标告警方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，设定飞行目标任务航行轨迹，任务飞行空域，装载二维和三维地图，读取地图高程信息；

步骤二，通过北斗卫星导航系统，实时获取飞行目标经度、纬度和高度值，生成当前时刻飞行目标所在位置地形的横向和纵向剖面图；

步骤三，根据预设任务区域、高程数据、地图信息、预设航线以及飞行目标的当前飞行信息，分别进行飞行目标的空域判断、高度判断、障碍判断和偏航判断；

步骤四，如果步骤三中任意一个判断结果显示飞行目标出现了安全威胁，则对飞行目标进行安全告警，并记录和更新安全告警信息；

所述的安全威胁包括空域判断对应的飞离任务空域的结果，高度判断对应的飞行高度低于安全高度的结果，障碍判断对应的前方有障碍的结果，以及偏航判断对应的航线偏离的结果；

步骤五，如果步骤三中所有判断结果均显示飞行目标没有安全威胁，则更新飞行目标的当前飞行信息，重复步骤二到步骤五，直到飞行任务完成；所述的飞行信息包括飞行目标的经度、纬度、高度、航向角、翻滚角、俯仰角和速度。

2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航系统的低空飞行目标告警方法，其特征在于，步骤二中生成横向剖面时，以飞行目标为中心，按横向步进长度扫描横向安全距离内的区域，计算地形高程与飞行目标高度，生成横向高度对比图；具体包括如下步骤，

2.1a根据飞行目标当前的航向，计算出垂直于航向的横向单位向量；

2.2a以飞行目标为中心，分别向垂直于航向的横向水平方向，扫描横向安全距离内的区域，以横向步进长度为单位选择横向高程点，并计算每个横向高程点的经纬度值；

2.3a通过得到的经纬度值查找地图高程数据，得到横向高程点的高度，形成横向剖面高度列表，最后比对飞行目标高度，形成当前位置的横向剖面图；

步骤二中生成纵向剖面图时，按纵向步进长度扫描飞行目标前方纵向安全距离的区域，获取地形高程与飞行高度，生成序列化的高度差图形，具体包括如下步骤，

2.1b根据飞行目标当前的航向，计算沿航向的单位向量；

2.2b以飞行目标为起点，按纵向步进长度扫描飞行目标前方纵向安全距离的区域，以纵向步进长度为单位选择纵向高程点，并计算每个纵向高程点的经纬度值；

2.3b通过得到的经纬度值查找地图高程数据，得到纵向高程点的高度，形成纵向剖面的高度列表，最后比对飞行目标高度，形成当前位置的纵向剖面图。

3.根据权利要求2所述的基于北斗卫星导航系统的低空飞行目标告警方法，其特征在于，步骤三中障碍判断时，具体方法如下，

3.1设置障碍告警标志为false；

3.2判定横向剖面高度列表中各横向高程点与飞行目标高度的关系，若其中任意一点高度值大于等于飞行目标高度，设置障碍告警标志位ture，同时终止横向比对；

3.3判定纵向剖面高度列表中各纵向高程点与飞行目标高度的关系，若其中任意一点高度值大于等于飞行目标高度，设置障碍告警标志位ture，同时终止纵向比对；

3.4告警判定；

若障碍告警标志为ture，则对飞行目标进行对应障碍判断的安全告警，并记录和更新安全告警信息；

若障碍告警标志为false，则清除对应障碍判断的安全告警。

4.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航系统的低空飞行目标告警方法，其特征在于，步骤三中空域判断时，具体方法如下，

4.1获取划定空域的多边形各顶点的经纬度坐标；

4.2判定飞行目标当前位置与划定多边形空域的关系，若不在划定空域内，则对飞行目标进行对应空域判断的安全告警，并记录和更新安全告警信息；否则，则清除对应空域判断的安全告警。

5.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航系统的低空飞行目标告警方法，其特征在于，步骤三中高度判断时，具体方法如下，

5.1通过飞行目标当前经纬度，获取此位置的地图高程数据；

5.2计算目标高度与地图高程的差值，判定该差值与安全高度的关系；

若差值小于安全警戒高度，则对飞行目标进行对应高度判断的安全告警，并记录和更新安全告警信息；

若差值大于安全警戒高度，则清除对应高度判断的安全告警。