[发明专利]一种空管自动化系统航空器高度异常检测方法

说明书

本发明提供了一种空管自动化系统航空器高度异常检测方法，该方法通过计算航空器过去一段时间内相邻航迹点的高度变化来检测航空器的高度是否异常。在计算过程中，该方法考虑了航空器在不同飞行状态时适用不同的门限参数，并且在计算过程中，为了增强检测结果的鲁棒性，对航空器在不同飞行状态下的高度异常检测设置了单门限和双重门限两种检测方法，降低了错误率。

技术领域

本发明属于空中交通管理领域，尤其涉及一种空管自动化系统航空器高度异常检测方法。

背景技术

民航空管自动化系统的主要功能是对多雷达信号进行融合处理，并将雷达信号与飞行计划动态相关联。地面管制员面对雷达显示器，就可以直观地了解管制区域内空中交通的实时态势。近年来，随着空中流量的不断上升，人们也越来越重视航空器的飞行安全问题。通过空管自动化系统来获取航空器的飞行安全告警信息，可以做到早知道、早干预、早准备，减少人员、经济损失。

现阶段，民航空管自动化系统关于航空器的飞行安全告警的研究主要集中短期冲突、中期冲突、二次代码告警等领域。在国内外公开发表的文献中较少见到对航空器飞行过程中高度异常问题的研究。但是，“高度突变”等近似的单词在近年来失事飞机的事故报告里却可以经常见到。

2014年3月8日凌晨，由吉隆坡国际机场飞往北京首都国际机场的MH370航班失联。据《纽约时报》报道，马来西亚方面雷达显示，MH370在飞行过程中高度曾发生突变，这架飞机在爬升至13700米的高度后不平稳的降至7000米。

对民航飞机而言，其飞行状态大致可以分为滑行、起飞、爬升、巡航、下降、进近和着陆几个阶段。其中起飞、爬升、下降、进近几个阶段，由于飞机需要上升或者下降到一定高度，因此在这几个阶段，飞机的高度变化值较大；在巡航阶段，飞机已经进入预定的航线，其高度变化值较小。空管自动化系统要想检测航空器在飞行过程中高度是否产生了异常，需要考虑航空器不同情况下的高度变化率，同时需要判断在各个时间点，飞机所处的飞行状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实用的空管自动化系统航空器高度异常检测方法，在航空器的飞行过程中对航空器的高度信息进行实时监测，对航空器高度可能存在的异常情况进行实时告警。

实现本发明目的的技术方案包括以下步骤：

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；此时，航空器处于起飞或者降落状态，航迹点的高度变化大、频率较快，为了减少误报率，只观察当前航迹点的高度变化，即将航迹点A_N的高度值和时间值与航迹点A_N-1分别相减，然后将高度差值与时间差值相除得到单位时间内的高度变化率(取绝对值)，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。