[发明专利]一种飞行防碰撞感知方法、系统、存储介质及设备

说明书

本发明涉及一种飞行防碰撞感知方法、系统、存储介质和设备，其方法包括对相遇的两个飞行器分别进行初始化，获取其中一个飞行器相对于另一个飞行器的初始状态信息；根据初始状态信息计算其中一个飞行器在给定时间内受到过程噪声影响的相对可达范围，同时根据初始状态信息确定另一个飞行器的禁飞区；根据相对可达范围与禁飞区判断两个飞行器之间是否存在碰撞风险。本发明的飞行防碰撞感知方法，在三维空间内考虑初始状态误差和过程噪声的影响的基础上进行飞行器的防碰撞感知，得到一个飞行器的相对可达范围和另一个飞行器的禁飞区，从而判断两个飞行器是否存在碰撞风险，解决了传统方法“漏判”、没有考虑飞行器尺寸的问题，提高了防碰撞感知的可靠性。

技术领域

本发明涉及飞行控制技术领域，尤其涉及一种飞行防碰撞感知方法、系统、存储介质及设备。

背景技术

防碰撞问题一直都是飞行器(航空或航天)重点关注的技术。设两个近距离相遇的飞行器分别为主飞行器和从飞行器，由于实际任务中不可避免地存在系统不确定误差，这些不确定误差可能直接导致主从飞行器之间发生碰撞。防碰撞感知就是要综合导航误差、随机扰动误差、相对飞行轨道等信息，快速地评估未来一段时间是否有碰撞威胁。防碰撞感知是保证两个飞行器之间长时间近距离相对飞行不发生碰撞的前提。

传统的防碰撞感知方法采用误差椭球冲突判定法，该方法存在以下缺点：

(1)没有考虑飞行器的尺寸。例如，对尺寸结构比较大的航天器，在误差椭球不相交的时候也可能发生碰撞。

(2)容易出现“漏判”情况。误差椭球的重叠并不一定发生在名义距离最近的位置。事实上，由于误差椭球在空间中的指向是在不断演变的，因此很难预先确定误差椭球发生接触的具体时刻。因此，即使主从飞行器在名义最小距离处误差椭球没有相交，但它们仍然可能在非最小距离处相交，仍然具有较大的碰撞可能性，因此该方法容易出现“漏判”的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于三维位置空间噪声作用下的相对可达范围的飞行防碰撞感知方法、系统、存储介质及设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种飞行防碰撞感知方法，包括如下步骤：

步骤1：对空中飞行的两个飞行器分别进行初始化，获取其中一个飞行器相对于另一个飞行器的初始状态信息；

步骤2：根据所述初始状态信息确定所述其中一个飞行器在相对位置子空间的相对可达范围，以及根据所述初始状态信息确定所述另一个飞行器的禁飞区；

步骤3：根据所述其中一个飞行器的相对可达范围与所述另一个飞行器的禁飞区在三维空间内的位置关系判断所述两个飞行器之间是否存在碰撞风险。

本发明的有益效果是：本发明的飞行防碰撞感知方法，在三维空间内考虑初始状态误差和干扰噪声的影响的基础上进行飞行器的防碰撞感知，得到一个飞行器的相对可达范围和另一个飞行器的禁飞区，从而判断两个飞行器是否存在碰撞风险，解决了传统方法“漏判”、没有考虑飞行器尺寸的问题，提高了防碰撞感知的可靠性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述步骤1中，所述初始状态信息具体包括：名义初始状态初始状态误差分布P₀、干扰噪声w(t)的强度Q、评估时间长度Δt和最小安全距离ρ；