[發明專利]基于飛行軌跡預測的通用航空AIP文件智能匹配方法

有效

• 申請號: 201510089009.9
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104808679B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 吳恩森;陳鐘玉;屈景怡;劉海濤;吳仁彪
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 龐學欣

技術領域

本發明屬于空管自動化技術領域，特別是涉及一種基于飛行軌跡預測的通用航空AIP(Aeronautial Information Publication，航行資料匯編)文件智能匹配方法。

背景技術

通用航空是指使用民用航空器從事公共航空運輸以外的民用航空活動，作業項目覆蓋了農、林、牧、漁、工業、建筑、科研、交通、娛樂等多個行業。通用航空的具體內容包羅萬象，具有機動靈活、快速高效等特點，近些年來，隨著我國民航事業的發展和低空空域的開放，通用航空的行業規模日益擴大，飛行需求漸趨旺盛，因此具有很大的市場前景。

航行情報服務是飛行服務中的重要組成部分。準確、及時地向機組提供航行情報服務是安全飛行的基礎。通用航空作業具有很強的靈活性，機載設備相對簡單，因此，在通用航空中對航行情報服務便捷性、易用性要求很高。航行情報服務包括向飛行員提供航圖、航行資料匯編及告知航行通告等多項內容。航圖和航行資料匯編文件是指飛行過程中需要使用到的規章手冊、機場和航線資料等文件，數量大，內容繁雜。傳統的航行資料分發方式是向機組提供大量紙質版文件，使用起來極為不便，因此不適于通用航空。

目前，國內外已經有很多廠商研制出了使用在移動智能設備上的電子飛行包(Electronic Flight Bag system,EFB)，該電子飛行包將航圖和航行資料匯編文件電子化，提升了使用的便捷性。但同時也存在幾個問題，如這些廠商多為飛機制造商，如波音、空客等，具有很強的壟斷性，因此，設備價格高昂，維護成本巨大。由于通用航空的作業成本較低，因而不具備廣泛配備EFB的條件。另外，電子飛行包并沒有對航行資料文件進行進一步的處理，依舊需要通過一層層的文件夾瀏覽才能找到飛行中需要的文件。

鑒于上述原因，通用航空急需一種電子航行資料匯編文件的智能查找方法，來解決傳統方式和現有的EFB中繁復地文件查找問題，從而保障通用航空的飛行安全。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種易于管理，實現了文件的智能匹配，擺脫了傳統的大量文件查找困難的問題，能夠提供智能立體的航行情報服務的基于飛行軌跡預測的通用航空AIP文件智能匹配方法。

為了達到上述目的，本發明提供的基于飛行軌跡預測的通用航空AIP文件智能匹配方法包括按順序進行的下列步驟：

步驟(1)建立航行資料匯編文件與地理信息的映射關系及生成XML配置文件的S01階段：在初始的航行資料匯編文件中，包括航線、導航臺、機場文件在內的目錄是按照字母順序排列的，依次整理這些文件，并自定義兩個XML配置文件來描述航行資料匯編文件與地理信息間的映射關系；

步驟(2)記錄航跡信息的S02階段：在飛行過程中，飛行器實時記錄當前最新的5個航跡點信息，包括速度、經緯度、方向角，并將這些數據存儲在本地的數據庫中；

步驟(3)基于多項式預測方法對飛行器的運動趨勢進行預測的S03階段：設t_i(i＝1,2,3,…,n)時刻目標方向角s(t_i)可用一組正交多項式時間函數表示，再根據t_i(i＝1,2,3,…,n)時刻目標方向角的測量值x_i采用最小二乘法對系數a_j進行最小二乘估計得到最后根據系數對(t_n+dt)時刻目標方向角進行預測；

步驟(4)篩選POI興趣點的S04階段：根據預測的目標方向角定義一個方向角裕度θ，遍歷XML配置文件中的地理信息，利用地理信息與航行資料匯編文件之間的映射關系，將這些具有航行資料匯編文件屬性的點定義為POI興趣點，之后根據飛行器的經緯度坐標計算POI興趣點與預測的目標方向角之間的差角α，并判斷差角α是否小于方向角裕度θ，如果差角α在方向角裕度θ之內則繼續計算該POI興趣點與飛行器之間的距離，距離最小的點就是匹配度最高的點；

步驟(5)反向查找航行資料匯編文件的S05階段：通過解析XML配置文件獲得航行資料匯編文件與地理信息之間的映射關系，即能夠根據匹配的POI興趣點的地理信息反向查找到所對應的航行資料匯編文件，從而實現航行資料匯編文件的智能匹配。

在步驟(3)中，所述的基于多項式預測方法對飛行器的運動趨勢進行預測的方法包括按順序執行的下列步驟：

1)設t_i(i＝1,2,3,…,n)時刻目標方向角s(t_i)可用一個正交多項式時間函數表示，其中t_i＝i·T，T為軌跡的采樣間隔：