[發明專利]一種近地告警系統中無線電高度異常檢測及重構方法

有效

• 申請號: 202110248840.X
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112927564B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 魏紅波;雷創;張果;王小峰;劉震;吳江;樊建文
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00;G08G5/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種近地告警系統中無線電高度異常檢測及重構方法，其特征在于包括下述步驟：

第一步：構建離地高度信息以及更新無線電高度信息；

首先根據飛機的位置查詢地形數據庫獲得當前地形標高h_G，利用慣性氣壓高度h_I、修正氣壓高度h_P及當前地形標高h_G，按如下公式獲得當前時刻的離地高度，當h_I和h_P都有效時優先使用h_I：

當無線電高度有效時，將無線電高度及其數據時標信息存儲在無線電高度滑動數據窗將離地高度及其數據時標信息存儲在離地高度滑動數據窗否則輸出檢測結果為“未更新”；

第二步：執行無線電高度合理性檢測；

無線電高度合理性檢測包括值域合理性檢測和趨勢合理性檢測；

步驟2.1：值域合理性檢測是判斷低空無線電設備輸出的高度值是否在值域范圍內，如果無線電高度值在高度值的值域范圍內，則認為當前時刻無線電高度值為“合理性正常”，轉入步驟2.2；否則為“合理性異常”，轉入第三步；

步驟2.2：趨勢合理性檢測是根據離地高度滑動數據窗判斷無線電高度滑動數據窗變化趨勢的合理性；計算滑動數據窗內無線電高度與離地高度之間高度差的標準差σ_h，如果σ_h小于設定的第一閾值，則認為當前時刻無線電高度為“合理性正常”；否則為“合理性異常”，并清空數組和直到滑動數據窗填滿后重新進行趨勢合理性檢測；

第三步：建立無線電高度檢測基準；

步驟3.1預測當前時刻離地高度值；

對離地高度滑動數據窗中的數據序列進行擬合，得到二次回歸曲線，如果擬合的二次回歸曲線的殘差平方和小于設定的第二閾值時，則擬合模型有效，如果擬合的二次回歸曲線的殘差平方和大于等于設定的第二閾值時，擬合模型無效，則輸出檢測結果為“未檢測”；

當擬合模型有效時，根據二次回歸曲線得到當前時刻t_N對應的離地高度預測值

步驟3.2檢測基準值建立；

利用上一次周期處理的檢測結果為“正常”時的無線電高度和離地高度預測值，將二者之差作為當前時刻的檢測基準，并將無線電高度和離地高度預測值之差存儲在檢測基準滑動數據窗中，如果上一次周期處理檢測結果為“異常”或“未檢測”時，將檢測基準滑動數據窗中數據的平均值做為當前時刻的檢測基準；

其中為t_ki時刻離地高度的預測值，為t_ki時刻無線電高度測量值，其中，ki＝1,2,...,N；

第四步：執行無線電高度檢測；

如果第二步中無線電高度檢測結果為“合理性正常”，且第三步步驟3.1中的擬合模型有效，則執行無線電高度檢測，否則輸出檢測結果為“未檢測”，并返回第一步；如果滿足：

其中分別為當前時刻的無線電高度測量值和離地高度預測值，ε為設定的異常閾值，則認為當前時刻無線電高度值檢測結果為“正常”，將存儲在滑動數據窗并記錄當前周期處理的檢測結果為“正常”；否則認為當前時刻檢測結果為“異常”，記錄當前周期處理的檢測結果為“異常”并執行第五步；

第五步：執行無線電高度重構；

如果檢測結果為“異常”或“未更新”，則對無線電高度進行重構；無線電高度重構方法如下：

其中分別為滑動數據窗中的最后一個的數據，為當前時刻的離地高度預測值，進行告警模式計算后并返回第一步。

2.根據權利要求1所述的近地告警系統中無線電高度異常檢測及重構方法，其特征在于：

所述N取50-100。

3.根據權利要求1所述的近地告警系統中無線電高度異常檢測及重構方法，其特征在于：

所述步驟2.1中，高度值的值域范圍為[0,Hmax]，Hmax的取值為低空無線電設備的測高范圍，典型值取1500。

4.根據權利要求1所述的近地告警系統中無線電高度異常檢測及重構方法，其特征在于：

所述步驟2.2中，滑動數據窗內無線電高度與離地高度之間高度差的標準差σ_h為：