[發明專利]基于ADS-B的防撞檢測方法

有效

• 申請號: 202010498905.1
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111653130B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 林琳;徐文江;李妮鍶;姚成
• 申請（專利權）人: 中國民用航空飛行學院
• 主分類號: G08G5/04
• 分類號: G08G5/04;G08G5/00
• 代理公司: 成都四合天行知識產權代理有限公司 51274
• 代理人: 郭受剛;王記明

1.基于ADS-B的防撞檢測方法，其特征在于，包括依次進行的以下步驟：

步驟1、建立一個三層球體保護區，其中，三層球體保護區以本機為中心，由內至外依次為沖突區域、保護區域及監視區域；

步驟2、獲取本機和入侵至三層球體保護區的入侵飛機的飛行數據；

步驟3、分析本機與入侵至三層球體保護區的入侵飛機的飛行趨勢，若兩機為遠離飛行或靜止飛行，則不再進行碰撞分析，若兩機為接近飛行，則進入下一步驟；

步驟4、根據水平方向航向位置關系和航向角判斷本機與入侵飛機是否存在碰撞的危險，若不存在則不再進行碰撞分析，若存在則進入下一步驟；

步驟5、根據兩機前一時刻的飛行數據和此刻的飛行數據構建飛行軌跡公式，通過兩機的飛行軌跡公式計算兩機的最接近距離，如果最接近距離大于本機沖突區域的半徑，則判定兩機不會發生碰撞，否則判定兩機具有發送碰撞的危險，立即發出告警信息；

所述步驟2中獲取的飛行數據包括飛機在WGS-84坐標系下的地理位置、飛機的速度、飛機的航向角及飛機的俯仰角；其中，本機的信息包括(x1，y1，h1，V1，ω1，θ)，x1、y1、h1為本機在WGS-84坐標系下的地理位置，V1為本機的速度，ω1為本機此時的航向角，θ1為本機的俯仰角；入侵飛機的信息包括(x2，y2，h2，V2，ω2，θ)，x2、y2、h2為入侵飛機在WGS-84坐標系下的地理位置，V2為入侵飛機的速度，ω2為入侵飛機此時的航向角，θ2為入侵飛機的俯仰角；

所述步驟4進行碰撞分析具體包括以下步驟：

根據兩機在水平上的坐標結合航向得出入侵飛機相對于本機的位置關系：左前側、左后側、右前側、右后側；

當入侵飛機在本機右前側時，ω1與ω2關系為ω₂∈(ω₁，ω₁+π)時兩機不會發生碰撞；當入侵飛機在本機右后側時，ω1與ω2關系為時兩機不會發生碰撞；當入侵飛機在本機左前側時，ω1與ω2關系為ω₂∈(ω₁+π，ω₁+2π)時兩機不會發生碰撞；當入侵飛機在本機左后側時，ω1與ω2關系為時兩機不會發生碰撞；當入侵飛機在相應的位置上航向角不滿足上述四種包含關系時，則判定兩機具有碰撞的危險；

所述步驟5中本機前一時刻的飛行數據點為(x1_t-1，y1_t-1，h1_t-1)，此時刻的飛行數據點為(x1_t，y1_t，h1_t)，構建的本機的飛行軌跡為：

入侵飛機前一時刻的飛行數據點為(x2_t-1，y2_t-1，h2_t-1)，此時刻的飛行數據點為(x2_t，y2_t，h2_t)，構建的入侵飛機的飛行軌跡為：

結合本機的飛行軌跡和入侵飛機的飛行軌跡采用以下公式計算兩機最接近距離：

式中，v₁＝(x1_t-x1_t-1，y1_t-y1_t-1，h1_t-h1_t-1)，v₂＝(x2_t-x2_t-1，y2_t-y2_t-1，h2_t-h2_t-1)，M₁＝(x1_t，y1_t，h1_t)，M₂＝(x2_t，y2_t，h2_t)；

計算最接近距離d與本機的沖突區域半徑R_CAZ差值，計算公式為：

S₂＝d-R_CAZ

若S₂＞0則表示兩機不會相撞，若S₂＜＝0表示兩機的最接近距離小于或等于本機的沖突區域的半徑，則兩機具有碰撞的危險，立即發出告警信息。