一种基于立体剖分网格构建网格化飞行计划数据的方法

专利2025-03-29  19


本发明属于飞行计划管理,特别涉及一种基于立体剖分网格构建网格化飞行计划数据的方法。


背景技术:

1、飞行计划(flight plan),是指航空器在起飞前确定的计划安排,内容上包括计划途经的航路点信息、计划飞行速度与飞行高度、航空器呼号与型号信息等等,主要被用于提前识别检测计划飞行路径与限制飞行区域之间、计划飞行路径之间的潜在间隔冲突,辅助飞行计划审核单位及时调整,从而避免飞行计划执行后的不安全飞行因素。

2、在当前飞行计划管理和飞行计划冲突检测领域内,存在着以下问题:飞行计划的数据模型结构化程度低、飞行计划在网格化的空域管理系统内接入困难、飞行计划间的时空关系计算缓慢。

3、(1)飞行计划的数据模型结构化程度低。当前飞行计划的数字化情况不够理想,在民航、军航及低空无人机管理间没有形成统一的飞行计划格式标准。部分领域内的飞行计划内容甚至停留在文本记录格式,未来需要高度结构化的飞行计划数据模型为电子设备提供适配支持。

4、(2)飞行计划在网格化的空域管理系统内接入困难。当前已有许多使用空域网格进行空中交通管理的尝试,网格化管理具有操作直观、计算速度快等优势,但空中交通的参与主体即航空器本身如何纳入网格化管理,仍缺乏较好的解决方式。空域网格管理系统需要一种将航空器飞行计划网格化转换的稳健方法,以便在底层上实现网格化处理对齐。

5、(3)飞行计划的时空关系计算缓慢。飞行计划作为放飞航空器的第一依据,深度参与空中交通管制的实际业务处理,其被用于航空器与航空器之间、航空器与限制飞行区域之间、特定飞行区域内的航空器与下垫面之间等复杂的海量时空关系计算。传统的矢量地理要素冲突检测方法根据航路点之间的连线方程进行计算,面临大量线性方程组的一次性联立求解问题,难以进行时空协同计算,计算密度高且并行优化效果不显著。


技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足之一,提供了一种基于立体剖分网格构建网格化飞行计划数据的方法,能够解决飞行计划的数据模型结构化程度低、接入网格化空域管理系统内困难、时空关系计算缓慢等问题。

2、根据本公开的一方面,提出了一种基于立体剖分网格构建网格化飞行计划数据的方法,所述方法包括:

3、根据飞行计划表中记录的航空器信息和任务信息构建航空器信息表;

4、根据飞行计划表中记录的所述航空器途径航路点,整理所述航空器从起飞点到降落点的多个飞行轨迹点及其地理属性信息得到所述航空器的航路点信息表;

5、基于立体剖分网格将所述航路点信息表中的飞行轨迹点进行地理网格编码,将所述飞行轨迹点的网格编码添加到所述航路点信息表中得到网格化飞行轨迹表;

6、根据飞行计划表、航空器信息表、航路点信息表、网格化飞行轨迹表和空域网格信息表之间键值对关联关系,得到基于立体剖分网格构建的网格化飞行计划数据表;其中,所述空域网格信息表通过网格编码与所述网格化飞行轨迹表相连接。

7、在一种可能的实现方式中,所述飞行计划表、航空器信息表、航路点信息表、网格化飞行轨迹表和空域网格信息表之间键值对关联关系,包括:

8、所述航空器信息表和所述网格化飞行轨迹表利用飞行计划表中的飞行计划标识建立关联关系,所述航路点信息表和所述网格化飞行轨迹表利用所述航路点标识建立关联关系。

9、在一种可能的实现方式中,所述根据飞行计划表中记录的所述航空器途径航路点,整理航空器从起飞点到降落点的多个飞行轨迹点,包括:

10、根据飞行计划表中记录的所述航空器途径航路点顺序和位置,选择所述航空器的飞行航线,基于所述航空器的飞行航线选择所述航空器航段;

11、依次在所述航空器从起飞点到降落点的航段之间离散化内插一系列飞行轨迹点,关联每个飞行轨迹点的计划速度、计划高度、计划飞行航向角、计划途径时刻信息,整理得到所述航空器从起飞点到降落点的多个飞行轨迹点,进一步得到所述航空器航段的飞行轨迹点信息表。

12、在一种可能的实现方式中,所述内插方式包括等时间间隔内插方式和等经度采样方式。

13、在一种可能的实现方式中,所述航空器的飞行航线包括测地线航线,大圆航线和等角恒向航线;其中,所述航空器根据不同的航空器飞行航线选择相应的飞行航段长度和飞行航段的飞行航向角。

14、在一种可能的实现方式中,所述基于立体剖分网格将所述航路点信息表中的飞行轨迹点进行地理网格编码,包括:

15、针对所述航路点信息表中的每一个飞行轨迹点根据飞行计划不同航段上的飞行速度和航向角选择网格层级,基于geosot-3d和网格层级对所述航路点信息表中的飞行轨迹点进行地理网格编码,得到所述航路点信息表中的每个飞行轨迹点的网格编码。

16、在一种可能的实现方式中,所述飞行计划表包括飞行计划标识、飞行计划状态、飞行计划名称和飞行计划优先级;

17、所述航空器的航路点信息表包括航路点标识、航路点名称、航路点经度、航路点纬度和航路点高度;

18、所述航空器信息表包括飞行计划标识、航空器信息、飞行员信息、飞行类型和起飞日期;

19、所述网格化飞行轨迹表包括飞行计划标识、网格编码、飞行经度、飞行纬度、飞行高度、飞行时刻、飞行航度、飞行航向、飞行航段标识、飞行航段起点标识、飞行航段终点标识;

20、所述空域网格信息表包括网格编码、空域网格类型、空域网格标识和空域网格名称。

21、在一种可能的实现方式中,所述地理属性信息包括经度、纬度和高度的数据信息。

22、本发明的基于立体剖分网格构建网格化飞行计划数据的方法,通过根据飞行计划表中记录的航空器信息和任务信息构建航空器信息表;根据飞行计划表中记录的所述航空器途径航路点,整理所述航空器从起飞点到降落点的多个飞行轨迹点及其飞行计划信息得到所述航空器的航路点信息表;基于立体剖分网格将所述航路点信息表中的飞行轨迹点进行地理网格编码,将所述飞行轨迹点的网格编码添加到所述航路点信息表中得到网格化飞行轨迹表;根据飞行计划表、航空器信息表、航路点信息表、网格化飞行轨迹表和空域网格信息表之间键值对关联关系,得到基于立体剖分网格构建的网格化飞行计划数据表;其中所述空域网格信息表通过网格编码与所述网格化飞行轨迹表相连接。能够解决飞行计划的数据模型结构化程度低、接入网格化空域管理系统内困难、时空关系计算缓慢等问题,实现良好地接入空域网格化管理系统,增强飞行计划的网格化管理能力和网格计算性等效果。

23、本发明实施例的其他可选特征和技术效果一部分在下文描述,一部分可通过阅读本文而明白。



技术特征:

1.一种基于立体剖分网格构建网格化飞行计划数据的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述飞行计划表、航空器信息表、航路点信息表、网格化飞行轨迹表和空域网格信息表之间键值对关联关系,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据飞行计划表中记录的所述航空器途径航路点,整理航空器从起飞点到降落点的多个飞行轨迹点,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,内插方式包括等时间间隔内插方式和等经度采样方式。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述航空器的飞行航线包括测地线航线,大圆航线和等角恒向航线;其中,所述航空器根据不同的航空器飞行航线选择相应的飞行航段长度和飞行航段的飞行航向角。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于立体剖分网格将所述航路点信息表中的飞行轨迹点进行地理网格编码,包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述飞行计划表包括飞行计划标识、飞行计划状态、飞行计划名称和飞行计划优先级;


技术总结
本公开涉及的一种基于立体剖分网格构建网格化飞行计划数据的方法,通过飞行计划表中记录的航空器信息和任务信息构建航空器信息表;飞行计划表中记录的航空器途径航路点次序,依序梳理航空器从起飞点到降落点的多个飞行轨迹点及其飞行计划信息,进而得到航空器的航路点信息表;基于立体剖分网格将所述航路点信息表中的飞行轨迹点进行地理网格编码,将飞行轨迹点的网格编码添加到航路点信息表中得到网格化飞行轨迹表;根据飞行计划表、航空器信息表、航路点信息表、网格化飞行轨迹表和空域网格信息表之间的关联关系,得到基于立体剖分网格构建的网格化飞行计划数据表;能够良好地接入空域网格化管理系统,增强飞行计划的网格化管理能力和网格计算性。

技术研发人员:曲腾腾,李锦韬,郑亮
受保护的技术使用者:北京大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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