[發明專利]基于航空器性能的ADS-B航跡去噪方法

有效

• 申請號: 201910084630.4
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109754193B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 王兵;何巍巍;謝華;唐仲民;薛磊
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F16/215
• 分類號: G06F16/215
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 祝進

1.一種基于航空器性能的ADS-B航跡去噪方法，其特征在于，包括：

建立航班時刻信息、航班ADS-B軌跡數據和民用航空器機型性能數據的數據庫；

獲取指定航班的關鍵時刻信息和ADS-B航跡數據；

對該航班的ADS-B航跡數據進行邏輯去噪；

對該航班的ADS-B航跡數據進行數值去噪；

所述航班時刻信息包括航空器機型信息、實際起飛時間ATOT和實際落地時間ALDT；

所述民用航空器機型性能數據包括機型基本性能參數如最小操作重量W_op,min、參考重量W_ref、起飛構型失速速度V_{s,ref_TO}以及最大巡航壓力高度HP_max；

所述獲取指定航班的關鍵時刻信息和ADS-B航跡數據的方法包括：

根據航跡點監視時間進行升序排列；

剔除具有相同監視時間的其他軌跡點，即在一個監視時間下只保留一個航跡點；

對于場面航跡點數據，即字段OnGround＝1，進行刪除；

所述對該航班的ADS-B航跡數據進行邏輯去噪的方法包括：

依據ADS-B航跡數據獲取航班的ADS-B航跡點隊列{A₀,A₁,A₂,A₃,…A_n}，其中，A_n表示第n個ADS-B航跡點；

航跡點A_i，判斷其監視時間MTime_i是否在實際起飛時間ATOT到實際著陸時間ALDT范圍內，即，MTime_i∈[ATOT,ALDT]，若不滿足此條件，則航路點A_i判為噪點，直接從ADS-B航跡點隊列中剔除，其中，A_i表示第i個ADS-B航跡點；

根據機型性能定義最低飛行高度HP_min與最高巡航高度HP_max，對ADS-B航跡點A_i，判斷其壓力高度HP_i是否在最低飛行高度與最高巡航高度之間，即，HP_i∈[HP_min,HP_max]，若不滿足此條件，則航路點A_i判為噪點，直接從ADS-B航跡點隊列中剔除；

對航跡點A_i，根據該點的壓力高度HP_i，先計算出此高度上國際標準大氣條件ISA下的大氣溫度T_i，最后計算出音速a_i,ISA，即：

其中空氣絕熱系數k＝1.4，氣體常數R＝287.05287m²/(K·s²)；

判斷地速GS_i是否在最小失速速度V_s,min與此高度上的音速a_i,ISA之間，即，GS_i∈[V_s,min,a_i,ISA],若不滿足此條件，則航路點A_i判為噪點，直接從ADS-B航跡點隊列中剔除。

2.如權利要求1所述的基于航空器性能的ADS-B航跡去噪方法，其特征在于，所述最小失速速度V_s,min的計算方法為：

根據改航班機型的W_op,min、W_ref和V_s,ref__TO計算得出該機型在起飛構型下的失速速度，即最小失速速度V_s,min：

3.如權利要求2所述的基于航空器性能的ADS-B航跡去噪方法，其特征在于，所述對該航班的ADS-B航跡數據進行數值去噪的方法包括：

對航路點A_i，定義壓力高度變化率R_i,i+1與其閾值函數F_i,i+1，形式為：

其中，RC_max和RD_max分別為最大上升率和最大下降率，且均為正數；

計算出R_0,1、R_0,2和R_0,3，并求出F_0,1+F_0,2+F_0,3，如果結果值大于或等于2，則認為A₀點為噪點，即A₀高度值相對于A₁和A₂為噪點，此時將A₀剔除以保證航跡點隊列的第一個點為正常軌跡點，刪除之后A₁改為A₀，A₂改為A₁，……，A_n改為A_n-1以此類推；

計算出F_i-1,i(i＝1,2,…,n)，如果F_i-1,i＝1，則軌跡點A_i判為噪點并將之剔除，依次類推，最后結束數值去噪過程。