[發(fā)明專利]一種基于立體剖分網(wǎng)格的動態(tài)低空空域態(tài)勢圖構(gòu)建方法

在審

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• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114529164A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曲騰騰;韓炳;程承旗
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;付雷杰

本發(fā)明的基于立體剖分網(wǎng)格的動態(tài)低空空域態(tài)勢圖構(gòu)建方法，基于立體剖分網(wǎng)格確定飛行器在所述動態(tài)低空空域的位置；根據(jù)所述飛行器在所述動態(tài)低空空域的位置更新所述動態(tài)低空空域中立體網(wǎng)格的動態(tài)屬性；基于立體剖分網(wǎng)格對所述飛行器在所述動態(tài)低空空域的動態(tài)空域區(qū)域進(jìn)行標(biāo)識；根據(jù)所述動態(tài)低空空域中立體網(wǎng)格的動態(tài)屬性和動態(tài)空域區(qū)域構(gòu)建所述動態(tài)低空空域態(tài)勢圖。能夠?qū)⒌涂湛沼蛞远喑叨攘Ⅲw剖分網(wǎng)格統(tǒng)一劃分，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格與實(shí)體的有效結(jié)合，解決動態(tài)低空空域缺乏統(tǒng)一性與標(biāo)準(zhǔn)性、實(shí)時構(gòu)建難，人為工作量大的問題，為實(shí)現(xiàn)低空空域態(tài)勢圖網(wǎng)格化建模的動態(tài)化和智能化提供技術(shù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基于地球空間信息剖分組織的空域管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于立體剖分網(wǎng)格的動態(tài)低空空域態(tài)勢圖構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

低空空域的態(tài)勢圖構(gòu)建問題是空域任務(wù)規(guī)劃、航線導(dǎo)航、飛行調(diào)度、流量管控等實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)。空域劃分的原因是出于安全性考慮需要管制員進(jìn)行分區(qū)管理，考慮到多種現(xiàn)實(shí)約束后以機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)扇區(qū)優(yōu)化。空域的管控在軍事角度具有重大意義，軍事上通過態(tài)勢感知、態(tài)勢評估明晰戰(zhàn)場情況從而輔助作戰(zhàn)決策，而對于智能化高度發(fā)展而產(chǎn)生的無人系統(tǒng)、聯(lián)合多維作戰(zhàn)等，需要從空域態(tài)勢、管控、規(guī)劃等多方面進(jìn)行技術(shù)革新。在航管系統(tǒng)中，空域通常是立體的三維圖形，采用平面區(qū)域加底高、頂高的形式表達(dá)，而平面區(qū)域又分為圓形、多邊形、扇形、橢圓形和長方形五種幾何形狀表示，同時，空域中還存在臨時區(qū)域或移動區(qū)域。通過對空域劃分方法和空域建模現(xiàn)狀調(diào)研了解到，當(dāng)前動態(tài)低空空域態(tài)勢圖構(gòu)建方法主要存在以下不足：空域缺乏統(tǒng)一性與標(biāo)準(zhǔn)性、實(shí)時構(gòu)建難，人為工作量大。

動態(tài)低空空域劃分缺乏統(tǒng)一性和完整性。低空空域?qū)τ谕ㄓ煤娇找约盁o人機(jī)的發(fā)展有著巨大的需求。如何在低空空域建立一套包含空域信息的空域規(guī)劃模型是當(dāng)前研究的基本問題，統(tǒng)一性體現(xiàn)在該模型可適用于全球范圍內(nèi)的動態(tài)低空空域，完整性體現(xiàn)在包含全面的動態(tài)低空地面和空域的數(shù)據(jù)信息，并且可以在未來根據(jù)具體應(yīng)用需求和國家相關(guān)政策進(jìn)行功能性拓展和技術(shù)性提升。

低空空域難以做到實(shí)時規(guī)劃，人為工作量大。在現(xiàn)有的空域管理系統(tǒng)中，人工的管制占有極其重要的地位，比如在路徑規(guī)劃方面，航路規(guī)劃作為低空空域使用的重點(diǎn)之一，最重要的是保證飛行安全性，即飛行器間不發(fā)生碰撞，在為每個飛行器預(yù)設(shè)了航路以后，還需要人為的實(shí)時監(jiān)控飛行器的位置和狀態(tài)，并且人工判別并協(xié)調(diào)飛行器間的交錯狀態(tài)，避免發(fā)生沖突。而在開放低空空域發(fā)展的大背景下，低空空域?qū)⒚鎸Υ罅康娘w行器涌入，以及日益增多的飛行任務(wù)需求，通過人工管制和協(xié)調(diào)將導(dǎo)致管制人員的工作量急速增大且降低低空空域的安全性，亟待引入一套自動化或半自動化的動態(tài)低空空域智能態(tài)勢圖輔助管制員進(jìn)行管理和決策。

動態(tài)低空空域態(tài)勢圖構(gòu)建較為復(fù)雜，設(shè)計目標(biāo)數(shù)量多且需要實(shí)時更新環(huán)境與航跡信息，且傳統(tǒng)方法無法解決上述空域缺乏統(tǒng)一性與標(biāo)準(zhǔn)性、實(shí)時構(gòu)建難，人為工作量大等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足之一，提供了一種基于立體剖分網(wǎng)格的動態(tài)低空空域態(tài)勢圖構(gòu)建方法，解決動態(tài)低空空域缺乏統(tǒng)一性與標(biāo)準(zhǔn)性、實(shí)時構(gòu)建難，人為工作量大的問題，為實(shí)現(xiàn)低空空域態(tài)勢圖網(wǎng)格化建模的動態(tài)化和智能化提供技術(shù)支撐。

根據(jù)本公開的一方面，本發(fā)明提供一種基于立體剖分網(wǎng)格的動態(tài)低空空域態(tài)勢圖構(gòu)建方法，所述方法包括：

基于立體剖分網(wǎng)格確定飛行器在所述動態(tài)低空空域的位置；

根據(jù)所述飛行器在所述動態(tài)低空空域的位置更新所述動態(tài)低空空域中立體網(wǎng)格的動態(tài)屬性；

基于立體剖分網(wǎng)格對所述飛行器在所述動態(tài)低空空域的動態(tài)空域區(qū)域進(jìn)行標(biāo)識；

根據(jù)所述動態(tài)低空空域中立體網(wǎng)格的動態(tài)屬性和動態(tài)空域區(qū)域構(gòu)建所述動態(tài)低空空域態(tài)勢圖。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述基于立體剖分網(wǎng)格確定飛行器在所述動態(tài)低空空域的位置，包括：