[发明专利]一种四维空域自适应栅格化规划方法及装置

说明书

本发明公开了一种四维空域自适应栅格化规划方法及装置，属于空中交通管理领域。该方法基于墨卡托投影建立参考坐标系和物理坐标系的映射关系，将物理坐标系下的禁飞区、管制区等按区域类别、使用时间映射到参考坐标系，进行自适应栅格化形成数量较少的三维时空无冲突空域集合，最后将该空域集合投影到物理空间形成空域使用时间表和三维空域使用图。该方法采用自适应栅格化方法对四维空域进行快捷规划，时空表述简洁，计算机占用资源少，空域管制和使用更为直观，在民航空域管理领域有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及空域规划领域，具体涉及一种四维空域自适应栅格化规划方法及装置。

背景技术

随着民用航空对空域使用的需求大幅增加，空域资源冲突问题日渐凸显。为了减少空域拥挤和航班延误，积极开展空域管控工作已迫在眉睫。

空域划设是空域管控的基础，自动空域管控的实现需要空域用户高度协同、科学高效和动态灵活地分类、分型划设空域，从根本上保障空域使用效能最大化。传统的空域划设基于固定的栅格尺度形成空间栅格底图，在此基础上根据不同用户的空域使用需求进行逐层剖分。该空域划设方法简单实用，易于扩展，缺点是占用计算机资源多，支持同时在线使用的用户有限，空域形状规则不能支持任意的空域使用用途。为了支持任意类型的空域使用需求，同时减小计算机资源消耗，亟需对现有方法进行改进。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种四维空域自适应栅格化规划方法及装置，采用自适应栅格化方法对四维空域进行快捷规划，时空表述简洁，计算机占用资源少。

技术方案：第一方面，一种四维空域自适应栅格化规划方法，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；

（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）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）；

（6）根据重要性排序，确定冲突消解方案；

（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；

（8）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。

进一步地，步骤（5）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。

进一步地，步骤（502）中，判断是否有时间冲突包括：