[发明专利]一种基于空域分裂的时空关联航路碰撞解决方法

权利要求书

1.一种基于空域分裂的时空关联航路碰撞解决方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，建立坐标系：在笛卡尔直角坐标下，x轴为水平方向横轴，指向右方；y轴为竖直方向纵轴，指向上方；设定在区域空间中有N个目标，第i个目标的空间直角坐标为(x_i,y_i,z_i)，i＝1...N，区域空间范围为[0,P]×[0,Q]，P和Q分边为区域空间的长与宽，对区域空间进行分割，分为m×m个空间格子；

步骤2，标记每个目标所在的空间格子，以及相邻空间格子中的所有目标，对于相邻空间格子中的所有目标执行步骤3～步骤6；

步骤3，计算基于航线相交的航路碰撞因子；

步骤4，计算基于最小时间和最小距离的时空碰撞因子；

步骤5，计算基于高度的碰撞因子；

步骤6，计算航路碰撞指数，根据航路碰撞指数判断目标是否有碰撞危险；

步骤2中，对于m×m个空间格子，第z个空间格子记为Ω_z，z＝1,...,(m×m)，根据每个目标的具体位置，标记出每个目标所属的空间格子，以及相邻空间格子中的所有目标；

步骤3包括：

步骤3-1，设定目标A和目标B位于相邻的空间格子，定义目标A的飞行信息O_A和目标B的飞行信息O_B分别为：

O_A＝(x_A,y_A,α_A,v_A,h_A)，

O_B＝(x_B,y_B,α_B,v_B,h_A)，

其中x_A为目标A位置横坐标，y_A为目标A位置纵坐标，α_A为目标A飞行航向，v_A为目标A的速度，正北方向α_A为0，角度顺时针方向递增，范围为α_A∈[0,2π)，h_A为目标A的高度；

x_B为目标B位置横坐标，y_B为目标B位置纵坐标，α_B为目标B飞行航向，v_B为目标B的速度，正北方向α_B为0，角度顺时针方向递增，范围为α_B∈[0,2π)，h_A为目标B的高度；

步骤3-2，如果目标A和目标B发生碰撞，即目标A和目标B在同一时刻的位置坐标相同，即目标A和目标B的横坐标都等于x，纵坐标都等于y，其中目标A的飞行参数方程为：

目标B的飞行参数方程为：

其中，t_A0，t_B0，目标A的飞行参数方程和目标B的飞行参数方程为两条射线，t_A和t_B分别为目标A射线方程的标量和目标B射线方程的标量，求两条射线的交点，令：

得出：

其中，α_A,α_B∈[0,2π)；

步骤3-3，由于α_A,α_B∈[0,2π)，得出(α_A-α_B)∈(-2π,2π)；

定义向量与y轴正向之间的夹角为θ，

定义两个目标的相交情况用参数ζ(A,B)表示：

ζ(A,B)∈{0,1}，

步骤3-4，当两条射线有交点时：

如果sin(α_A-α_B)≠0，此时(α_A-α_B)≠0,π,-π，则：

如果sin(α_A-α_B)＝0，(α_A-α_B)＝0，则：

如果sin(α_A-α_B)＝0，|α_A-α_B|＝π，则：

步骤3-5，最终基于航线相交的碰撞因子σ_L(A,B)为：

σ_L(A,B)＝ζ(A,B)。