[发明专利]一种基于碰撞风险的飞行航段的无人机管控区缓冲区划设方法

说明书

本发明提供了一种基于碰撞风险的飞行航段的无人机管控区缓冲区划设方法，包括如下步骤：S1根据管控区内核区，划设对应的管控区缓冲区区域；S2管控区缓冲区为满足约束条件的最小区域；S3计算获得管控区缓冲区参数。通过该划设方法能够精确管控区内核区的保护范围的同时设置管控区缓冲区，确保在不影响民航飞机运行安全与效率的前提下，实现对民用无人机管控区的精准划设，有利于无人机的精细化运行管理。

技术领域

本发明涉及空中交通管制技术领域，尤其涉及无人机空中运行管理。

背景技术

近年来，民用无人机市场规模不断扩大的同时，由于无人机易制造、易获取、使用者广泛，由此导致无人机运行中潜藏的风险也多种多样，其中较为典型的风险便是干扰民航机场航班正常起降。据统计，仅2015-2016两年时间内，国内民用无人机扰飞事件就高达27起。由于目前绝大部分无人机在超低空飞行区域运行，民航航班在超低空空域运行时对应航班起降阶段，即此时民航航班处于机场周边超低空飞行区域，因此，为防止无人机干扰民航航班正常起降，相关部门对机场周边超低空飞行区域的无人机运行实施了严格的管控。

最初，我国绝大部分地区根据民航局颁布的《民用机场运行安全管理规定》(CCAR-140) 中第一百六十六条所规定的机场周边障碍物限制范围，将机场周边包含机场障碍物限制面在内的距机场跑道中心线两侧各10公里，跑道端外20公里的区域，划设为无人机管控区域。2017 年5月，民航局根据国际民航组织《国际民用航空公约附件14-机场》中对障碍物限制面的相关规定，陆续公布我国运输机场障碍物限制面保护范围，该范围由如图1所示的12个坐标点依次连接而成，其中圆弧部分的半径为7070米，随后多地将该范围(障碍物限制面保护范围)上方空域作为民用轻型无人机管控空域。该工作提出了无人机管控区域容差缓冲区的概念，容差缓冲区是机场障碍物限制面向外延展一定距离对应的区域。

然而，目前方案将所有跑道对应的容差缓冲区的圆弧半径均划设为7070米，该固定的划设缺少科学性。事实上，根据《国际民用航空公约附件14-机场》规定，不同类型跑道对应的内水平面和锥形面大小不一，导致不同类型跑道的障碍物限制面不同。因此，不同类型跑道在划设不同障碍物限制面的同时却又划设相同的容差缓冲区圆弧半径，缺乏科学依据。由于目前专门针对无人机的机场周边管控区域划设的法规还处于缺失状态，亟需一套以无人机为对象的机场周边管控区域划设方法，为相关法规的制定提供技术支持，在既保障民航航班安全起降的同时，尽可能缩小机场周边无人机管控区域范围，为机场周边运行的无人机提供更多可飞区域，从而进一步促进无人机产业的发展。

发明内容

本发明的目的是：针对我国缺乏民航航空器飞行航段无人机限飞缓冲区的缺陷，提供一种飞行航段的无人机管控区缓冲区划设方法，该方法以无人机为对象，针对飞行航段特点划设管控区缓冲区，确保在不影响民航飞机运行安全与效率的前提下，实现对民用无人机管控区的精准划设，有利于无人机的精细化运营管理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种飞行航段的无人机管控区缓冲区的划设方法，包括如下步骤：

S1根据管控区内核区，划设管控区缓冲区区域；

S2限定管控区缓冲区为满足约束条件的最小区域；

S3根据S2约束条件，计算获得管控区缓冲区参数。

优选的，所述S1中管控区内核区为由航段曲线s∈[0，s₁]对应的后侧竖直面bsf(s₁)，左侧竖直面lsf(s₁)，右侧竖直面rsf(s₁)，法平面nplane(s₂)围成的包含航段曲线的三维空域；

其中，航段曲线的水平投影曲线L(s)，s为水平投影曲线L(s)的弧长参数，s∈[0，s₁]，参数值s₂＜s₁。