[发明专利]一种四维空域自适应栅格化规划方法及装置

权利要求书

1.一种四维空域自适应栅格化规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）基于墨卡托投影建立物理空间R与参考空间R'之间的映射关系，其中，由物理空间R映射到参考空间R'的步骤具体为：

101、获取空域单元特征点的编号、经度、纬度、高度数据；

102、获取空域单元编号、单元特征点编号数据；

103、根据墨卡托公式，计算空域单元特征点投影到参考空间后的横坐标、纵坐标、高度数据，以θ、和H分别表示地球某点的经度、纬度、高度，其中，，则参考空间投影点的横坐标、纵坐标、高度分别为：

其中a=6378.127千米，为地球长轴半径；b=6356.752千米，为地球短轴半径；，为地球椭球体的第一偏心率；

104、根据空域单元编号、单元特征点编号、映射到参考空间的坐标组合得到该空域单元在参考空间的信息；

由参考空间R'映射到物理空间R的步骤具体为：

111、获取参考单元特征点的编号、横坐标、纵坐标、高度数据；

112、获取空域单元编号、单元特征点编号数据；

113、采用牛顿方法，迭代计算空域单元特征点投影到物理空间后的经度、纬度、高度数据，以x、y和h分别表示参考坐标空间某点的横坐标、纵坐标和高度，则物理空间经度和高度为：

纬度计算方法为：，根据已知的y计算纬度，计算公式为：

其中

先根据计算出δ，再根据得到纬度，迭代计算，直到所得结果符合预期精度；

114、根据空域单元编号、单元特征点编号、映射到物理空间的坐标组合得到该空域单元在物理空间的信息；

（2）在物理空间和参考空间初始化空域集信息；

（3）依次获取用户设置的空域α的类别、经度、纬度、高度、使用时间、时序信息；

（4）根据步骤101-104，基于墨卡托投影将空域α从物理空间R转换到参考空间R'，记为α'；

（5）在参考空间R'下，判断空域α'与已用空域集合M是否存在时空冲突，如果有时空冲突，则执行步骤（6），否则转入步骤（7），其中判断空域α'与已用空域集合M是否存在时空冲突包括以下步骤：

（501）判断已用空域集合M是否为空集，如果是空集，则不冲突；如果不是空集，进入步骤（502）；

（502）依次遍历已用空域集合M，判断空域α'与M中空域是否有时间冲突，如果没有时间冲突，则不冲突；否则进入步骤（503）；

（503）判断空域α'与M中的时间冲突空域是否有空间冲突，如果没有则不冲突；否则判定空域α'与已用空域集合M存在冲突；

所述步骤（502）中，判断是否有时间冲突包括：

记空域α'的使用时间为，已用空域集合M中遍历到的空域使用时间为，当满足或时，判定存在时间冲突；

所述步骤（503）中，判断是否有空间冲突包括：

获取空域α'的最小外切六面体，与时间冲突空域的最小外切六面体进行坐标对比，如果存在交叠区，则判定为空间冲突；

（6）根据重要性排序，确定冲突消解方案，包括：

（601）已用空域集合M与空域α'有冲突的所有空域构成冲突空域集合T；

（602）遍历冲突空域集合T，对所有空域的重要等级值进行求和，得到冲突空域集合T的重要等级；

（603）比较空域α'重要等级与冲突空域集合T的重要等级，如果冲突空域集合T重要等级高，则将步骤（5）产生的冲突信息发送给空域α'的申请单位进行空域调整，否则发送给冲突空域集合T的申请单位进行调整；

（604）回收冲突空域集合T的空域空间；

（7）在参考空间空域集合φ中确定与空域α'相交的空域集合γ'，对γ'进行栅格化，同步更新φ；其中，确定空域集合γ'包括：获取并判断用户输入的空域α'的平面类型，如果为圆形，则以圆上X值最大点、X值最小点、Y值最大点、Y值最小点以及上述四个点的二等分点组成的8个点为基础，依次遍历这8个点所在的空域θ，得到θ₁~θ₈；如果为多边形，则依次遍历多边形顶点所在的空域θ，得到θ₁~θ_n；基于空域θ的并集得到空域集合γ'；

对γ'进行栅格化包括：计算空域α'的横、纵、高坐标的最小、最大值；根据横、纵、高坐标的最小、最大值构建虚拟单元对空域集合γ'中的单元进行剖分；记录剖分后新生成单元的编号、顶点坐标和单元关系；

（8）根据步骤111-114，将参考空间空域集合φ投影到物理空间，更新三维空域使用图；

（9）根据已用空域集合M的使用时间、空域编号信息建立空域使用时间表。