[发明专利]一种基于实时雷达数据的四维航迹速度动态分段修正方法

说明书

本发明提供了一种基于实时雷达数据的四维航迹速度动态分段修正方法，包括：对飞行航线进行分段后，获取目标航段在特定周期的速度分布；判断当前速度是否稳定；若稳定，匹配目标航段的历史速度，若匹配，将当前速度作为目标航段的速度；再按照当前飞行高度确定当前速度；若不稳定，则计算以当前时刻向前退一个周期的速度变化率，以加速度修正目标航段航班速度；置目标航段修正后的速度为参考航段的当前速度，再对下一段航段进行修正；直至对飞行航线中的所有航段均完成速度修正。本发明为面向四维航迹预测过程中的速度修正提供了一种实现方法，为四维航迹速度预测修正、下一代空管系统的实现和流量管理系统的精准预测提供了技术支撑。

技术领域

本发明涉及空中交通管理技术领域，尤其涉及一种基于实时雷达数据的四维航迹速度动态分段修正方法。

背景技术

精确的4D航迹修正对航班流量预测和评估有很重要的作用，在4D航迹修正这一过程中，最重要的是对未来一段时间的航班在各个运行阶段轨迹对应的高度和过点时间的修正，而对应过点时间修正的准确性主要由速度预测的准确性决定，当前关于速度预测的方法停留在理论层面，主要理论方法有基于航空器性能的速度预测方法，该方法需要建立精确的航空器运动模型才能精确的预测航空器的速度，若想建立精确的运动模型对航空器四维航迹进行预测，需要考虑极为复杂的因素，而在实际运用中，考虑所有影响因素，尤其是诸如空管部门限制，飞行意图等不确定因素进行精确建模是极其困难的，且由于所建运动模型包含航空器性能数据、飞行计划等信息，因此模型通用性较差；导致现有的速度预测理论方法实际操作和应用性不强，不能用于实际的空管自动化开发。此外，当前4D轨迹速度修正方法研究主要以离线修正为主，而实际问题中，4D航迹速度是实时动态变化的，因此，需要提出一种能够满足修正实时变化的速度的4D航迹修正方法。

发明内容

发明目的：本发明要解决的技术问题是：针对下一代空管系统向基于4D航迹运行理念发展的需求，从动态预测战术阶段航空器4D航迹修正方面出发，研究一种基于实时雷达数据的四维航迹速度动态分段修正方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于实时雷达数据的四维航迹速度动态分段修正方法，包括如下步骤：

步骤1，以飞行计划信息中的报告点为节点，对飞行航线进行分段，获得航段；

步骤2，获取目标航段在特定周期的历史速度分布，所述目标航段为飞行航线中任一待修正的航段，根据置信度确定历史速度置信区间；

步骤3，根据当前速度保持时长，判断所述当前速度是否稳定；如果所述当前速度稳定，则执行步骤4；如果所述当前速度不稳定，则执行步骤6；

步骤4，以所述当前速度匹配目标航段的历史速度，如果匹配，将所述当前速度作为所匹配的目标航段的速度；如果不匹配，则执行步骤5；

步骤5，按照当前飞行高度，在飞机性能数据库中选择航空器速度作为当前速度；

步骤6，计算以当前时刻向前退一个周期的时间段中，所述当前速度的速度变化率，得到所述时间段内当前速度的加速度，以所述当前速度的加速度修正目标航段航班速度；

步骤7，置所述目标航段修正后的速度为参考航段的当前速度，返回所述步骤2，所述参考航段根据飞行计划信息中的报告点确定；

步骤8，对所述飞行航线中的所有航段均完成速度修正后，停止修正。

进一步地，在一种实现方式中，所述步骤1包括：

获取航班的飞行计划信息，根据所述飞行计划信息选定某一固定航线作为特定航线，即选定所述飞行航线；

以所述飞行计划信息中的报告点为节点，对所述飞行航线进行分段，获得航段，所述报告点为特定航线上飞行计划信息里的航路点；