[發明專利]一種基于誤差理論的高精度航空器自動近地防撞系統地形掃描方法

有效

• 申請號: 201711313137.2
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN109903592B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 劉爽;曾慶兵;尹超
• 申請（專利權）人: 上海航空電器有限公司
• 主分類號: G08G5/04
• 分類號: G08G5/04
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 顧俊超

1.一種基于誤差理論的航空器自動近地防撞系統高精度地形掃描方法，其特征在于，包含有以下步驟，

步驟S1，獲取導航數據(GPS/INS)、地形數據及其質量數據文件；

步驟S2，預測航空器的飛行軌跡及精度；

步驟S3，判別航空器的飛行模式；

步驟S4，構建地形掃描區域；

步驟S5，讀取地形掃描區域內的地形數據；

步驟S6，構建地形包線；以及，

步驟S7，地形碰撞監測與規避；

步驟S1中，導航數據包括慣性導航設備或衛星定位系統提供的經度、緯度、地速、航跡傾角、航跡偏角數據及航向姿態設備提供的橫滾角、俯仰角數據；地形數據包括裝置內部預置的地形、障礙物數據；質量數據文件包括導航數據的水平位置精度和垂直位置精度地形數據庫的水平精度和垂直精度

步驟S2中，基于卡爾曼濾波模型機以及航空器的當前飛行狀態參數，對航空器的飛行軌跡進行預測，獲取航空器飛行軌跡位置數據以及預測軌跡的精度

步驟S4中，地形掃描范圍中心位置確定以及地形掃描邊界提取：某一時刻t的地形掃描范圍中心位置采用飛行軌跡位置數據確定，某一時刻t的地形掃描范圍邊界基于導航數據精度及軌跡預測算法精度確定，其地形掃描區域的寬度為其中，為軌跡預測誤差，

2.如權利要求1所述的一種基于誤差理論的航空器自動近地防撞系統高精度地形掃描方法，其特征在于，步驟S3中，基于航空器當前及預測的飛行軌跡狀態參數對航空器的飛行模式進行識別，所述飛行軌跡狀態參數包括位置、高度以及航向，所述航空器的飛行模式包括直線飛行、轉彎飛行或者俯沖飛行。

3.如權利要求1所述的一種基于誤差理論的航空器自動近地防撞系統高精度地形掃描方法，其特征在于，步驟S5中，獲取地形掃描區域范圍，用雙線性插值算法，讀取機載數字高程數據庫(DEM)，獲取地形掃描區域的地形數據。

4.如權利要求1所述的一種基于誤差理論的航空器自動近地防撞系統高精度地形掃描方法，其特征在于，步驟S6中，包含地形剖面提取和地形包線生成算法：地形剖面提取獲取首先沿著預測軌跡按照一定的距離間隔把地形掃描區域分割為m個小的區域，然后以距離當前航空器位置的距離做為x值，以每個區域內的最大高程值作為對應區域的y值，從而獲取沿預測軌跡方向的地形剖面。

5.如權利要求4所述的一種基于誤差理論的航空器自動近地防撞系統高精度地形掃描方法，其特征在于，考慮地形h_i、地面障礙物的高度h_obs，地形數據垂直誤差導航數據垂直誤差軌跡預測算法的垂直誤差雙線性插值算法的插值誤差以及確保航空器飛行安全所確定的最小凈空高度h_tcp，地面障礙物包括：房屋、信號臺或植被，則地形掃描區域邊界點的地形包線為

6.如權利要求1所述的一種基于誤差理論的航空器自動近地防撞系統高精度地形掃描方法，其特征在于，步驟S7中，基于航空器預測軌跡與生成的地形包線，判斷地形包線與預測軌跡是否相交，判定是否有障礙物或者地形入侵，從而確定是否需要發生語音或者燈光告警，是否需要執行自動地形規避響應操作。