[发明专利]一种空管自动化系统航空器高度异常检测方法

权利要求书

1.一种空管自动化系统航空器高度异常检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、按照航空器类型，分别选取两条以上完整的已知航迹数据，将每条航迹数据文件分为两个部分：起飞或降落，非起飞或降落，求得每个航迹点的高度变化率设置检测门限；

步骤2、根据雷达探测信息或者计划信息，判断飞机类型，选择不同参数，执行步骤3；

步骤3、记录同一航空器在过去T1时间段内的航迹点数据，包括相邻的N-1个航迹点的高度数据、时间、经纬度；

步骤4、判断航空器是否处于起飞或者降落状态，如果航空器不处于起飞或者降落状态，执行步骤5；否则，执行步骤6；

步骤5、计算当前记录的最新航迹点A_N和相邻的航迹点A_N-1的高度变化率，执行步骤7；

步骤6、计算当前记录的最新航迹点A_N的高度变化率，执行步骤8；

步骤7、如果航空器属于小型机，判断当前航迹点的高度是否异常；

步骤8、如果航空器属于大型机，判断当前航迹点的高度是否异常；

步骤1包括：按照航空器的飞行状态来设定不同的高度异常检测门限，T3表示大型机在起飞或者降落状态时用来检测高度异常的门限参数；T1和T2是大型机在非起飞或者降落状态时用来检测高度异常的双重门限值，其中T1大于T2；T4表示小型机在起飞或者降落状态时用来检测高度异常的门限参数；T5和T6是小型机在非起飞或者降落状态时用来检测高度异常的双重门限值，其中T5大于T6；对于不能判断机型的飞机，采用大型机的门限参数进行判断；

其中T3、T2、T1的设置步骤如下：

步骤1-1，利用空管自动化系统录取m条大型航空器的完整的已知航迹数据，将每条航迹数据其分为两个部分：起飞或降落，非起飞或降落，分别有n₁和n₂个航迹点；

步骤1-2，起飞或者降落有n₁个航迹点，求得每个点的航迹高度变化率，得到n₁-1条数据；非起飞或者降落有n₂个航迹点，求得每个点的航迹高度变化率，得到n₂-1条数据；

步骤1-3，数据清洗：对于航迹高度变化率，将不符合现实情况的进行剔除；

步骤1-4，对起飞或者降落状态的n₁-1条高度变化率数据，求其绝对值，再求绝对值均值μ和标准差σ，对非起飞或者降落状态的高度变化率数据做同样的操作得到绝对值均值μ₁和标准差σ₁：

其中Δ_i表示航迹点高度变化率的绝对值，计算公式如下：

其中h_i和t_i额分别表示第i个航迹点的高度和时间数据；

步骤1-5，取(1+20％)e^μ+3σ作为起飞或者降落状态的门限参数T3；

步骤1-6，取(1+20％)e^μ1+3σ1作为非起飞或者降落状态的参数T1，取(1+10％)e^μ1+3σ1作为非起飞或者降落状态的门限参数T2；

对于小型机，采取步骤1-1～步骤1-6同样的方法，得到门限参数T4、T5、T6。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4包括：

步骤4-1，根据航空器当前航迹点的经纬度，利用现有的机场地理位置数据和机场进离场高度以及航空器的连续航迹点状态来判断航空器是否处于机场区域，如果航空器位置当前处于机场区域，则进行执行步骤4-2；否则判定航空器处于非起飞或者降落状态；

步骤4-2，根据航空器当前航迹点的高度数据和民航飞机巡航高度以及机场进离场高度来判断航空器是否可能处于起飞或者降落状态，如果高度小于民航飞机巡航高度且在进离场高度范围内，则进行步骤4-3判断；否则判定航空器处于非起飞或者降落状态；

步骤4-3，根据包括航空器当前航迹点在内的N个航迹点数据，根据公式(3)，利用最小二乘法计算过去K1时间段内航空器的高度和时间的拟合曲线，根据曲线斜率α判断航空器的高度变化趋势：

如果|α|大于门限0，则判定航空器处于起飞或降落状态，否则处于非起飞或降落状态。